第1-2讲匀变速直线运动

第2讲匀变速直线运动规律,考纲要求,1.匀变速直线运动：(1)定义：(2)分类。匀加速直线运动,匀减速直线运动,2.基本规律：(1)速度公式：(2)位移公式：(3)速度位移关系式：,沿着一条直线且加速度不变的运动。,a与v0方向相同,a与v0方向相反,v=v0+at,【知识梳理】,【思维激活1】(多选)某一时刻A、B两物体以不同的速度vA、vB经过同一位置,并沿同一方向做匀加速直线运动,已知两物体的加速度相同,则在运动过程中()A.A、B两物体速度之差保持不变B.A、B两物体速度之差与时间成正比C.A、B两物体位移之差与时间成正比D.A、B两物体位移之差与时间平方成正比,A、C,1.匀变速直线运动的两个重要推论：(1)平均速度公式：(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量,即,知识点2匀变速直线运动的推论,2.初速度为零的匀变速直线运动的四个推论：(1)1T末、2T末、3T末瞬时速度的比为v1v2v3vn=123n(2)1T内、2T内、3T内位移的比为x1x2x3xn=122232n2(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内位移的比为xxxxn=135(2n-1)(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为t1t2t3tn=,【思维激活2】(多选)如图所示,一冰壶以速率v垂直进入三个矩形区域做匀减速运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是()A.v1v2v3=321B.v1v2v3=1C.t1t2t3=1D.t1t2t3=(-)(-1)1,B、D,1.匀变速直线运动规律的“四性”：(1)条件性：基本公式和推论的适用条件必须是物体做匀变速直线运动。(2)矢量性：基本公式和平均速度公式都是矢量式。(3)可逆性：由于物体运动条件的不同,解题时可进行逆向转换。(4)相对性：基本公式中的v、a、x均以静止的物体为参考系。,应用时要注意各物理量的符号。一般情况下,我们规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值,物体由某一速度匀减速到零的运动可以视为反向的初速度为零的匀加速直线运动,2.刹车类问题的运动过程分析：匀减速到速度为零后停止运动,加速度a突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及最后阶段(到停止运动)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零的匀加速运动。,【典题1】(15分)(2014南安模拟)我国某城市某交通路口绿灯即将结束时会持续闪烁3s,而后才会变成黄灯,再3秒黄灯提示后再转为红灯。(本题中的刹车过程均视为匀减速直线运动)(1)若某车在黄灯开始闪烁时刹车,要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大于18m,该车刹车前的行驶速度不能超过多少?(2)若某车正以v0=15m/s的速度驶向路口,此时车距停车线的距离为L=48.75m,当驾驶员看到绿灯开始闪烁时,经短暂考虑后开始刹车,该车在红灯刚亮时恰停在停车线以内。求该车驾驶员的允许的考虑时间。,【解析】(1)设在满足题设条件的情况下该车的最大行驶速度为v根据平均速度公式x=解得v=12m/s(2)该车驾驶员的允许的反应时间最大值为t1,反应时间内车行驶的距离为L0=v0t1从绿灯闪烁到红灯亮起的过程中,车做匀减速运动的时间t2=6-t1设车在刹车过程中通过的位移为x2=绿灯开始闪烁时,该车距停车线距离为L=L0+x2解得t1=0.5s即该车驾驶员的考虑时间不能大于0.5s。,1、(拓展延伸)结合【典题1】第(2)问回答下列问题：(1)如果驾驶员的考虑时间为t=0.3s,仍在红灯刚亮时停下,则该车停下时距停车线多远?(2)如果驾驶员在绿灯闪烁时立刻加速,并在黄灯闪烁之前通过停车线,则车的加速度至少多大?,2.(2013广东高考)某航母跑道长200m。飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2,起飞需要的最低速度为50m/s。那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为()A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s,B,3.做匀加速直线运动的物体途中依次经过A、B、C三点,已知AB=BC=,AB段和BC段的平均速度分别为v1=3m/s、v2=6m/s,则：(1)物体经B点时的瞬时速度vB为多大?(2)若物体运动的加速度a=2m/s2,试求AC的距离L。,4.如图所示是F1赛车场上某型号赛车测试场地数据时的运动情景,试求：(1)该车接近维修站时紧急刹车,加速度大小是6m/s2,如果要求在2s内停下来,赛车原来的行驶速度是多少?(2)如果该车以5m/s2的加速度加速行驶了6s,驶过180m,赛车开始的速度为多少?(3)如果该车在5s内从静止开始匀加速到108km/h,此过程中位移为多少?,解决匀变速直线运动问题常用的六种方法,解决匀变速直线运动问题常用的六种方法,【典题3】(16分)(2011新课标全国卷)甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。,【解析】方法一：基本公式法。设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻t0)的速度为v,第一段时间间隔内行驶的路程为x1,加速度为a,在第二段时间间隔内行驶的路程为x2,由运动学公式有：v=at0 x1=at02x2=vt0+2at02设汽车乙在时刻t0的速度为v,在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为x1、x2,同理有：v=2at0 x1=2at02x2=vt0+at02设甲、乙两车行驶的总路程分别为x、x,则有：x=x1+x2x=x1+x2联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶路程之比为,方法二：图像法,【思维激活3】(2014成都模拟)小鹏摇动苹果树,从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止直接落到地上,苹果先落地,下面说法中正确的是()A.苹果和树叶做的都是自由落体运动B.苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动C.苹果的运动可看成自由落体运动,树叶的运动不能看成自由落体运动D.假如地球上没有空气,则苹果和树叶也不会同时落地,知识点3自由落体和竖直上抛运动,C,【知识梳理】1.自由落体运动：(1)运动性质：初速度v0=0,加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。(2)运动规律。速度公式：位移公式：速度位移关系式：,自由落体运动的特点：自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,因此一切匀加速直线运动的公式均适用于自由落体运动。特别是初速度为零的匀加速直线运动的比例关系式,在自由落体运动中应用更频繁。,2.竖直上抛运动：(1)运动特点：上升阶段做加速度为g,匀减速直线运动,下降阶段做自由落体运动。(2)运动规律。速度公式：位移公式：上升的最大高度：上升到最高点的时间：,(1)竖直上抛运动的研究方法。分段法：可以把竖直上抛运动分成上升阶段的匀减速运动和下降阶段的自由落体运动处理,下降过程是上升过程的逆过程。整体法：从全过程来看,加速度方向始终与初速度的方向相反,所以也可把竖直上抛运动看成是一个匀变速直线运动。,(2)竖直上抛运动的对称性：如图,物体以初速度v0竖直上抛,A、B为途中的任意两点,C为最高点,则：时间对称性：物体上升过程中从AC所用时间tAC和下降过程中从CA所用时间tCA相等,同理tAB=tBA。速度对称性：物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等。,(3)竖直上抛运动的多解性：在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下落阶段,因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解,也可能造成路程多解。,【典题4】(2014广州模拟)一个物体以足够大的初速度做竖直上抛运动,在上升过程的最后1s初的瞬时速度的大小和最后1s内的位移大小分别是(g取10m/s2)()A.10m/s,10mB.10m/s,5mC.5m/s,5mD.由于不知初速度的大小,故无法计算,B,5.(2014威海模拟)从16m高处每隔一定时间释放一球,让它们自由落下,已知第一个球刚好落地时,第五个球刚释放,这时第二个球离地面的高度是(g取10m/s2)()A.15mB.12mC.9mD.7m,D,6.(2012上海高考)小球每隔0.2s从同一高度抛出,做初速为6m/s的竖直上抛运动,设它们在空中不相碰。第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为(取g=10m/s2)()A.三个B.四个C.五个D.六个,C,7.(多选)在塔顶上将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为20m,不计空气阻力,设塔足够高,则物体位移大小为10m时,物体通过的路程可能为()A.10mB.20mC.30mD.50m,A、C、D,8.(多选)一物体做竖直上抛运动(不计空气阻力),初速度为30m/s,当物体的位移为25m时,经历的时间为(g取10m/s2)()A.1sB.2sC.5sD.3s,A、C,9.(2011安徽高考)一物体做匀加速直线运动,通过一段位移x所用的时间为t1,紧接着通过下一段位移x所用时间为t2。则物体运动的加速度为(),A,10.有一质点在连续12s内做匀加速直线运动,在第一个4s内位移为24m,在最后4s内位移为56m,求质点的加速度。,方法一：运用运动学基本公式求解,方法二：利用平均速度公式求解,方法三：利用x=aT2求解,11.一个做匀变速直线运动的质点,从t0时刻起两个连续的2s内发生的位移分别为x1=24m,x2=64m,求质点在t0时刻的速度v0的大小和加速度a的大小。,12.物体以一定的初速度冲上固定的光滑的斜面,到达斜面最高点C时速度恰为零,如图所示。已知物体第一次运动到斜面长度处的B点时,所用时间为t,求物体从B滑到C所用的时间。,方法一：逆向思维法,方法二：比例法,解决匀变速直线运动问题时的五点提醒(1)养成根据题意画出物体运动示意图或v-t图像的习惯,尤其是较复杂的运动,画出示意图或v-t图像可以使运动过程直观、清晰。(2)匀变速直线运动常可一题多解,解题时要灵活选择合适的公式,筛选最简捷的方法。(3)列运动学方程时,方程式中每一个物理量均对应同一运动过程。(4)对刹车类问题首先要计算刹车时间。(5)应用比例法求解时应注意匀加速直线运动的初速度是否为零。,【资源平台】刹车问题13.(2014合肥模拟)飞机着陆后以6m/s2的加速度做匀减速运动,其着陆速度为60m/s,求：(1)它着陆后12s内滑行的位移x;(2)整个减速过程的平均速度;(3)静止前4s内飞机滑行的位移x。,多物体运动问题【案例剖析】(16分)从斜面上某一位置每隔0.1s释放一颗小球,在连续释放几颗后,对斜面上正在运动着的小球拍下部分照片,如图所示。现测得AB=15cm,BC=20cm,已知小球在斜面上做匀加速直线运动,且加速度大小相同,求：(1)小球的加速度;(2)拍摄时B球的速度;(3)A球上面正在运动着的小球共有几颗?,【审题】抓住信息,准确推断,【破题】形成思路,快速突破(1)小球加速度的求解。选研究过程：_。列运动学方程：_。(2)拍摄时B球的速度的求解。选研究过程：_。列运动学方程：_。,小球由A到B、由B到C,x=aT2,小球由A到C,(3)A球上面正在运动着的小球颗数的求解思路。提示：先求B球下滑的总时间t,若t中共有n个0.1s,则A球上方正在运动着的小球颗数为n-1(去尾法,取整数)。,【点题】突破瓶颈,稳拿满分(1)常见的思维障碍。不能准确地将多个物体的运动转化为一个物体的运动,导致无法利用运动学公式求解。计算小球颗数时,不能根据实际情况分析,从而误将2颗写成3颗。在求小球运动的加速度和B球的速度时,不能立即想到利用x=aT2和平均速度的方法求解,从而导致计算过程变得复杂。,(2)因解答不规范导致的失分。在利用公式计算小球的加速度和速度时,没有进行单位换算而导致失分。在求解“A球上面正在运动着的