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文档简介
1、一、描述运动状态的物理量课标要求:1质点 认识质点的概念,通过实例知道质点是一种科学抽象,是一个理想模型 在具体事例中认识在哪些情况下可以把物体看成质点,体会质点模型在研究物体运动中的作用2参考系和坐标系 知道参考系概念,通过实例的分析了解参考系的意义 在具体问题中选择参考系,利用坐标系描述物体的位置及其变化 体会研究物理问题中建立参考系的重要性,体验数学工具在物理学中的应用3时间(间隔)和时刻 通过实例了解时间(间隔)和时刻的区别和联系 用数轴表示时间和时刻,体会数轴在研究物理问题中的应用4路程和位移 理解位移的概念,通过实例了解路程和位移的区别,知道位移是矢量,路程是标量 知道时刻与位置、
2、时间与位移的对应关系;用坐标系表示物体的位移知识精要: 质点是物体在一定条件下的科学抽象,是物理学研究问题建立的一种科学思维方法理想化模型能否将物体看做质点,取决于所研究的具体问题,而不是物体本身的大小、形状及质量当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响或影响很小时,就可以将物体看做质点比如在研究列车沿平直轨道运动时,可以将列车看做质点,而研究火车车轮的运动时,就不能把火车看做质点 参考系是为了描述一个物体的运动,选来作为标准、假定不动的物体,参考系的选取是任意的,但选择的原则是使运动的描述尽可能简便对同一个物体的运动,所选择的参考系不同,对它的运动的描述就会不同 物体做机械运动时,其位置发生
3、变化,为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系对质点的直线运动,一般选质点运动轨迹为坐标轴,在坐标轴上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系;当物体在平面上运动时,需采用两个坐标来确定它的位置当物体做空间运动时,需要用三个坐标来确定它的位置。 在时间轴上,时刻表示为一点,时间表示为一条线段路程是质点运动的轨迹的长度,是标量,与质点运动的路径有关位移上表示质点位置变化的物理量,是矢量,与质点运动的路径无关,仅由初、末位置决定只有当物体做单向直线运动时,路程才等于位移的大小曲线运动中位移的大小一定小于路程 名师点拨:【例1】、甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房
4、匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况可能是( ) A甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙停在空中B甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙匀速上升C甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙匀速下降,且v丙v甲D以上说法均不正确【分析】甲、乙、丙三人在观察其他物体的运动时,是以自己所乘的热气球为参考系的楼房和地面连为一体,是同一个参考系,甲看到楼房匀速上升,说明甲相对于地面匀速下降;乙看到甲匀速上升,说明乙相对于地面也在匀速下降,且乙下降的速度v乙大于甲下降的速度v甲;甲看到丙匀速上升,则丙的运动有三种可能情况:丙静止丙匀速上升丙匀速下降,但v丙v甲;而在这三种可
5、能的情况下,丙看到乙一定是匀速下降,符合题意故选项、正确【答案】【点评】分析这类问题时,要紧扣参考系的定义,根据运动的相对性,由简单到复杂的顺序,先确定有唯一性的,再确定有多种可能性的,一环扣一环,不要出现遗漏【例】一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表:t/s012345x/m05-4-1-71 请在下面的x轴上标出质点在各时刻的位置 哪个时刻离开坐标原点最远?有多远?【分析】为了定量地描述物体的位置及位置变化,需要在参考系上建立适当的坐标系这一质点在一直线上运动,所以以运动路径所在的直线为x轴标出各时刻质点的位置坐标如图由图不难看出,第s末质点离开坐标原点的距离最远,为m【答案】第s
6、末质点离开坐标原点最远,有m【点评】正确理解位置坐标和位置变化的概念,是解这种题目的关键【例】如图1-1,质点从点出发沿顺时针方向在半径的圆周做匀速圆周运动,其间最大位移等于,最小位移等于,经过9/4周后的位移等于 ,路程图1-1【分析】质点沿半径为的圆周运动,其间最大位移等于直径2R,当质点完成一周运动后回到点时,位移最小为零,质点经过9/4周后,就是物体运动两周又运动1/4圆周后到达了点,如图所示,此时位移等于,方向由指向路程等于 【点评】位移有方向,是矢量,位移的大小是两点间的直线距离;路程是指物体运动轨道的长度,是标量x【例】如图1-2所示,为一个质点做直线运动的位移时间图象,试根据图
7、象对该质点的运动性质及特点作出描述【分析】从图可见,质点在t这段时间内,图线的斜率逐渐减少,纵坐标逐渐增大,表明质点在正方向上运动,且运动得越来越慢;在时间t-t内,图线的斜率为负,且绝对值逐渐增大,纵坐标逐渐减小,表明质点反向运动,且运动得越来越快图1-2【点评】在位移时间中,图线的纵坐标值表示质点在某一时刻的位移值,而图线的斜率大小表示质点在对应时刻的运动快慢程度,正负表示运动方向与规定的正方向相同或相反xxx【例】图1-3表示在同一条直线上运动的、两个质点的位移时间图象,由图可知()当t时,在的前面在t末追上,并在此后跑在的前面图1-3比运动快t的一段时间内,、的位移相等图1-3【分析与
8、解】从图中可见,质点在t时间内做匀速直线运动,之后处于静止状态,运动的位移值为xx;质点从坐标原点开始运动,一直做匀速直线运动从图象不难发现,选项正确;由图可见,在t时刻、两质点具有相同的位置坐标,表明在时刻t,追上了,选项正确,因为在相等的时间内,两个质点的位移不相等,因此两者运动的快慢是不相等的,选项是错误的;从图可见,在t时间内通过的位移值大于通过的位移值,故选项也是错误的及时反馈:下列各运动的物体中,能看成质点的是()A研究跳水运动员入水时减小水花的方法B研究10000m长跑时运动员的速度方向C研究火车进站时的速度和停靠位置D研究体操运动员的优美舞姿第一次世界大战期间,一位法国飞行员在
9、飞行时,看到头上方有一个像小虫的东西跟着他一起飞行,他想什么小虫能飞这么快呢?结果他用手一抓,竟然是一颗德军射出的子弹,那么这个飞行员能很容易抓到子弹的原因是()A子弹飞行速度很小B飞行员飞行的速度不大C子弹相对飞行员的速度很小D子弹相对飞行员的速度很大关于质点的位移和路程,下列说法中正确的是()A位移是矢量,位移的方向就是质点运动的方向B路程是标量,即位移的大小C质点做直线运动时,路程等于位移的大小D位移的大小不会比路程大关于时间和时刻,下列说法正确的是()A物体在s时指的是物体在s末,指的是时刻B物体在s内指的是物体在s末到s末这s的时间C物体在第s内指的是物体在s末到s末这s的时间D第s
10、末就是第s初,指的是时刻在物理学中,通常用平面直角坐标系来描述物体运动的位移与时间的关系,如图1-2 所示,横轴表示时间,纵轴表示位移,这样的坐标系称为位移时间坐标系(或xxt坐标系),则下列各图中表示物体做匀速直线运动的是()tDxCxttA一位同学从操场中心出发,向北走了40m,到达点,然后又向西走了30m,到达点,用有向线段表明他第一次、第二次的位移(x、x2)和两次行走的合位移(x)从高出地面m的位置竖直上抛一个小球,它上升m后回旋,最后到达地面,分别以地面和抛出点为原点建立坐标系,方向均以向上为正,填写以下表格坐标原点的位置出发点的坐标最高点的坐标落地点的坐标上升过程的位移下落过程的
11、位移全过程的总位移以地面为原点以抛出点为原点二 匀速直线运动与变速直线运动 速度 课标要求:1速度 理解物体运动速度的意义,知道速度的定义式和矢量性,知道速率的概念及其与速度的区别;理解平均速度的意义,并会计算物体运动的平均速度;知道瞬时速度的意义,在具体问题中能识别平均速度和瞬时速度,初步体会极限的思维方法2匀速直线运动 理解匀速运动的概念,认识匀速直线运动的x-t图象和v-t图象,并用它们描述匀速直线运动知识精要: 物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值,表示物体运动的快慢,这就是速度,即v,速度不仅有大小而且有方向,它是矢量,其方向就是物体运动的方向 平均速度表示的只是物体在时间内隔
12、t内的平均快慢程度,只能粗略描述运动的快慢平均速度的大小与所选取的时间间隔有关,选取不同的时间间隔,平均速度的值一般是不同的,瞬时速度是对运动物体任一时刻运动快慢程度和方向的精确描述,是平均速度的极限值,在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等 在直线运动中,瞬时速度的大小称为瞬时速度,简称速率平均速度的大小并不是平均速率,平均速率的定义为路程和所用时间的比值【名师点拨】: 【例1】上海到南京的列车已迎来第五次大提速,速度达到v1=180km/h,为确保安全,在铁路与公路交叉的道口处需安装自动信号灯当列车还有一段距离才到达公路道口时,道口应亮出红灯,警告未越过停车线的汽车迅速制动,已越过停车线
13、的汽车赶快通过,如图所示,如果汽车通过道口的速度v2=36km/h,停车线至道口栏木的距离x0=5m,道口宽度x=26m,汽车长l=15m ,并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动,问:列车离道口的距离L为多少时亮红灯,才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?【分析】为确保行车安全,要求列车驶过距离L的时间内,已越过停车线的汽车的车尾必须能通过道口 汽车越过停车线至车尾通过道口,汽车的位移为 x=l+x0+x=(15+5+26)m=46m 汽车速度v1=36km/h=10m/s,通过这段位移需要时间t= 高速列车的速度v1=180km/h=50m/s,所以安全距离L=v1t=504.6m=23
14、0m 实际情况下,还应考虑到关闭栏木需要的时间以及预留的安全时间等,所以在列车离道口更远时,道口就应该亮起红灯,发出警告.【点评】要想正确的解题,必须要理解题意,建立物体运动的图景;两个物体都在运动,必须理清它们的联系,时间、位移、速度等关系本题中,汽车不能看作质点【例2】物体由A点沿直线运动到B点,前一半时间做速度为v1的匀速运动,后一半时间做匀速为v2的匀速运动,求整个过程的平均速度.若物体前一半位移做速度为v1是匀速运动,后一半位移做速度为v2 的匀速运动,整个过程的平均速度又是多少?【分析】根据平均速度的定义式计算平均速度时,必须注意时间和位移的对应.前者总时间设为2 根据平均速度的定
15、义式 xxx【点评】根据平均速度的定义式,求平均速度应注意三点:一是位移表示的是位移而不是路程;三是当质点在各区段以不同的速度运动时,全程的平均速度一般不等于各区段上速度的算术平均值,只有在朝一个方向的直线运动中,且各区段上运动时间相等时,才有全程的平均速度等于各区段上速度的算术平均值【例】甲、乙两车同时同向沿直线驶向某地,甲在前一半时间内以v的速度匀速运动,后一半时间内以v的速度匀速运动而乙车在前一半路程以v1的速度匀速运动,后一半路程以速度v做匀速运动,则哪辆车先到目的地?【分析】这道题用位移时间图象进行分析比较简便,题中没有交代v和v的大小关系,我们可假设vv,则前半段的位移时间图线的倾
16、斜度大,后半段的位移图线的倾斜度小画出甲、乙两车运动的位移时间图象(图),从图中不难看出,甲车先到达目的地如果假设vv,也可得到同样的结论【点评】运动图象能形象直观地反映物体的运动情况,运用图象解题可以提高解题能力和技巧本题当然也可用列式分析的方法解决,同学们课后不妨一试【例】一支队伍沿平直的公路匀速前进,其速度的大小为v,队伍全长为,一通讯兵从队尾以速度v(vv)赶到队前,然后立即返回队尾,求在这个往复的过程中:()通讯兵通过的路程;()通讯兵的位移大小【分析】本题如果以地为参考系分析较为复杂,可以以行进的队伍为参考系,在通讯兵从队伍尾向队伍前前进的过程中,通讯兵相对于队伍的速度(vv),在
17、通讯兵从队伍前返回队伍尾的过程中,通讯兵相对于队伍的速度为(vv),两次通讯兵相对于队伍的位移均为,设运动的时间分别为t、t,则有通讯兵通过的路程为两段路程的和,即有xvtvt,将上面的关系式代入得在整个过程中,通讯兵通过的位移大小等于前后两个运动的路程之差,即有 【点评】对于两体的相对运动问题,以其中一个运动物体作为参考系,往往可以使问题的求解过程得到简化,通过本题的分析可以使学生养成巧妙地选择参考系从而简化解题过程的意识,在选取其中一个运动物体作为参考系时,必须正确地确定另一个运动物体相对于参考系的速度及时反馈:关于位置坐标的变化量,下列说法中正确的是()A位置坐标的变化量表示物体运动的路
18、程B位置坐标的变化量表示物体运动的位移C位置坐标的变化量的正负表示运动的方向D位置坐标的变化量的正负表示位移的方向物体沿直线运动,下列说法正确的是()A若物体某一秒内的平均速度是m/s,则物体在这1 s内的位移一定是mB若物体第1 s末的速度是m/s,则物体在第1 s内的位移一定是m C若物体在10 s内的平均速度是m/s,则物体在其中1 s内的位移一定是m D物体通过某位移的平均速度是m/s,则物体在通过这段位移一半时的速度一定是2.5m/s 甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标,从此时开始,甲车做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一个路标的速度相同,则()A
19、甲车先通过下一个路标B乙车先通过下一个目标C丙车先通过下一个路标D三辆车同时通过下一个目标某同学由学校沿笔直的马路回家,前一半时间做速度为v的匀速运动,后一半时间做速度为v的匀速运动,试画出它运动全程的速度时间图象,并求出它全程的平均速度一架飞机水平匀速地在某同学头顶上飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传过来时,发现飞机在他前上方约与地面成60角的方向上,据此可估算出飞机的速度约为声速的多少倍?甲地发生地震,乙地测得地震纵波到达的时刻与地震横波到达的时刻相差t,已知纵波的速度为v,横波的速度为v,vv,由此可知,甲、乙两地的距离为多大?三、加速度课标要求理解加速度的物理意义,知道加速度的
20、定义式和单位,会计算加速度。知道平均加速度、瞬时加速度及其区别,理解匀变速直线运动的含义。知道图象的斜率表示加速度的大小。知识精要加速度是描述运动质点速度改变快慢的物理量,只要质点做变速运动,就一定有加速度。加速度,是速度的变化量,是速度的变化率,变化量与变化率是两个截然不同的概念,变化量大,变化率不一定快。加速度也是矢量,它的方向是速度变化的方向。速度变化的方向与速度方向也是两个截然不同的概念,在直线运动中,速度变化的方向可以与速度方向相同,也可以与速度方向相反。加速度保持不变的运动叫匀变速运动,可以是匀变速直线运动,也可以是匀变速曲线运动。图象不但能够了解物体的速度随时间变化的情况,还能够
21、知道物体运动的加速度,在图象中,斜率反映了加速的大小和方向。名师点拨例1以下对于加速度这个物理概念的认识中,错误的是( )。A加速度数值很大的运动物体,速度可以很小B加速度数值很大的运动物体,速度的变化量必然很大C加速度数值很大的运动物体,速度可以减小得很快D加速度数值减小时,物体运动的速度值也必然随着减小分析:加速度是描述运动物体速度随时间改变快慢程度与方向的物理量,加速度与速度本身并没有直接的联系。加速度很大,表示运动物体速度随时间变化得很快,而速度不一定很大,选项A正确;加速度很大,说明运动物体的速度变化率很大,而速度的变化量与时间间隔大小的选取有关,故其速度的变化量不是一定很大,选项B
22、错误;加速度很大,速度可以增加得很快(注意区别“很大”与“很快”),也可以减小很快,故选项C是正确的;在变速直线运动中,运动物体的速度是增大还是减小,取决于加速度方向与速度方向的关系,当加速度方向与速度方向相同时,速度随时间增大,当加速度方向与速度方向相反时,速度随时间减小,故当加速度数值减小时,物体运动的速度可能减小,也可能增大,选项D错误。故应选B、D。点评:这是一道很好的比较加速度概念与速度概念的题,通过本题的分析可以使学看到加速度与速度两个概念间不存在必然的联系;速度的变化量与变化率是有严格区别的,变化率同时反映了变化量与所历时间的关系,变化率反映变化的快慢,变化量通常是指变化的大小;
23、速度随时间增加还是减小,只取决于速度与加速度的方向是相同还是相反,而与加速度增加或减小无关。例2篮球以10 m/s的速度水平撞击篮球板后以6 m/s的速度反弹回,篮球与挡板的接触时间为0.1 s,则篮球在这段时间内的加速度为多大?加速度的方向如何? 分析:因为速度和加速度均为矢量,所以在求解之前必须首先建立正方向,若速度、加速度方向与规定正方向相同,则为正,反之为负。已知量代入公式时必须冠以符号,未知量一般先假设为正,解后再作出判断。选取篮球的初速度方向为正方向,则初速度m/s,因为末速度方向与规定的正方向相反,故末速度为m/s,由加速度的定义式得m/s2=m/s2 加速度为负,表示加速度方向
24、与初速度方向相反。点评:加速度的定义式为矢量式,对于匀变速直线运动,只要规定正方向,速度与加速度均可用带有正负号的代数量表示,在解题时要特别注意各个量正负的确定。本题也可以选取末速度方向为正方向,解出的加速度将为正值。例3试定理分析图中甲、乙两图象所表示的物体的运动情况。分析:根据两种图象的物理意义进行分析、判断和计算。(1)甲图是位移时间图象。010s内,物体做匀速直线运动,速度大小为3 m/s,方向与规定的正方向相同。10 s50 s内,物体处于静止状态。50 s70 s内,物体做匀速直线运动,速度大小为1.5 m/s,方向与规定的正方向相反,70 s末回到出发点。(2)乙图是速度一时间图
25、象。010 s内,物体做匀加速运动,加速度大小为3 m/s2。方向与速度方向相同。10 s50 s内,物体做匀速直线运动,速度大小为30 m/s。50 s70s内,物体做匀减速直线运动,加速度大小为1.5 m/s2,方向与速度方向相反。点评:甲、乙两图象的形状相同,但表达的物理意义却不同,因此分析图象问题必须首先分清是图象还是图象。图象的斜率表示速度,图象的斜率表示加速度。正负均表示方向,绝对值均表示大小。例4一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为m/s,1s后的速度大小变为m/s,在这1s内物体的加速度大小( )A可能小于4m/s2 B可能等于6m/s2C一定等于6 m/s2 D可能大于l
26、0 m/s2分析:根据加速度的定义式并规定初速度方向为正方向,则当与同向时,得加速度m/s2=6 m/s2当与反向时,得加速度m/s2= m/s2答案:BD点评:必须注意速度与加速度的矢量性,不能认为一定与同向。及时反馈1关于速度与加速度,下列说法中正确的是( ) A物体加速度不为零,速度可能为零 B加速度为零,物体的速度也可能变化 C速度变化越快,加速度一定越大 D加速度越小,速度一定越小2一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度的方向相同,但加速度的 大小逐渐减小到零,则在此过程中( ) A速度逐渐减小,当加速度减为零时,速度达到最大 B速度逐渐增加,当加速度减为零时,速度达到
27、最大 C位移逐渐增加,当加速度减小为零时,位移将不再增加 D位移逐渐减小,当加速度减小为零时,位移达到最小值3某物体沿一直线运动,其图象如图31所示,则下列说法中正确的是( )A第2 s内和第3 s内速度方向相反B第2 s内和第3 s内的加速度方向相反 C第3 s内速度方向与加速度方向相反 D第5 s内加速度与速度方向相反图32图314 一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度一时间图象如图32所示,由图象知( )A0如段火箭的加速度小于段火箭的加速度B0段火箭是上升的,在段火箭是下落的C时刻火箭离地面最远D时刻火箭回到地面5小球竖直下落,触地时速度为10m/s,触地后又以8m/s的速度竖直弹起。若
28、触地时间是0.05s,求小球触地过程中的加速度。四、匀变速直线运动的规律课标要求认识匀变速直线运动的速度公式,并用公式进行计算。了解匀变速直线运动位移公式的推导方法,认识匀变速直线运动的位移公式并用公式进行计算。知道图象中图线与横轴包围的“面积”表示位移。知识精要分析与解决变速直线运动问题,需要涉及到如下几个方程:(1)方程不仅适用于匀变速直线运动,对一般变速直线运动也是适用的,但在解决匀变速直线运动的问题,它有着独特的作用。(2)方程适用于匀变速运动。式反映了初、末速度与平均速度的关系,它与式往往综合起来应用;式反映了末速度与初速度、加速度、时间之间的关系,它是由加速度的定义式演变而来的;式
29、反映了匀变速直线运动的位移与速度、加速度、时间之间的关系,是计算位移的常用公式;式反映了速度与加速度、位移之间的关系。(3)五个方程、六个变量,三个独立方程,所以,在没有其他辅助方程的前提下,知三求三。(4)六个变量中除时间外都是矢量,所以在实际应用时,必须注意符号法则。通常选取初速度方向为正方向,在此前提下,与初速度方向相同的矢量取正,与初速度方向相反的矢量取负。已知量代入方程时必须带有符号,未知量一般先假设为正,解出后再对符号作出明确的说明。做匀变速直线运动的物体,还满足以下推论:(1)在任意两个连续相等的时间内的位移之差是一恒量,即(2)在某段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均
30、速度(3)初速度为零的匀加速直线运动满足1T末、2T末、3T末的瞬时速度之比1T内、2T内、3T内的位移之比第一个T内,第2个T内,第3个T内的位移之比从静止起通过连续相等的位移所用时间之比名师点拨例1飞机着陆后做匀变速直线运动,速度逐渐减小,已知飞机着陆时的速度为60m/s,若前5s内通过的位移为225m,则飞机的加速度大小为多少?此后飞机还要滑行多少秒才能停止运动?分析:由题意可知,飞机着陆后做匀减速直线运动,初速度为60m/s,以初速度方向为正方向,由匀变速直线运动的位移公式得,整理得,代入数据可得m/s2, 负号表示飞机的加速度方向与飞机的滑行方向相反。 设飞机滑行的总时间为,由匀变速
31、直线运动的速度公式,并令得 ,代入数据得s=10s, 故飞机还要滑行5 s才能停止。点评:匀变速直线运动的位移公式不只是用于计算位移,公式中共有四个物理量,知三可求一。对于待求的矢量,一般先假设为正,解出结果为正表明其方向与规定的正方向相同,若解出结果为负,表明其方向与规定的正方向相反。 例2以=9 m/s的速度行驶的汽车,刹车后做匀减速直线运动直至停止,若汽车在刹车后继续前进的第2 s内的位移为6 m,则刹车后第5 s内的位移为多少? 分析:因为刹车后的第2 s内汽车仍然在前进,故汽车运动的时间一定大于2 s,但刹车后的第5 s内是否仍然在前进,则需要作出判断。 要求出汽车在第5 s内通过的
32、位移值,必须知道汽车做匀减速直线运动的加速度大小。 汽车在第2 s内通过的位移值应等于刹车后2 s内通过的位移与刹车后第1 s内通过的位移之差,即有 代入已知数据,解得m/s2,负号表示加速度的方向与初速度方向相反. 要知道汽车刹车后第5 s内是否仍然在前进,必须对它前进的总时间作出判断.由速度公式,并令末速度为零,则可求出运动的总时间,代入数据得s。 因此汽车刹车后第5 s内通过的位移实际是汽车在4 s末至4.5 s末这段时间内通过的位移值。设汽车在第4 s末的速度为,第4 s末至第4.5 s末内通过的位移为,则有, 代人数据得m/s,m。点评:对于单向的匀减速直线运动问题,一定要注意运动物
33、体通过多长时间停止运动,如果不弄清这个问题,就会乱套公式,解出错误的结果。单向匀减速直线运动的运动时间的取值范围为。在求解本题时,也可以采用“逆向法”,将汽车的刹车过程反过来看,就是初速为零的匀加速直线运动,故可由求解,只需将时间取0.5 s代入即可解出正确的结果。当然,这种解法的前提,仍然要对汽车刹车后的运动总时间作出正确的判断。例3一质点由静止开始作匀加速直线运动,已知它在第2s内的位移是3m,则它在第5s内的位移是多少?分析:因为已知第2s内的位移求第5s内位移,可以根据初速度为零的匀加速直线运动的特点,在连续相等时间内的位移之比,运用比例法求解。因质点做初速度为零的匀加速直线运动,m=
34、9m点评:应用匀变速直线运动的特点,用比例法解题,往往比应用匀变速直线运动公式解题灵活、独到,是解决有关匀变速运动问题的重要途径相同的小球,从斜面上的某一位置每隔0.1 s无初速地释放一颗,在连续释放若干小钢球后,对准斜面上正在滚动的若干小球拍摄到如图所示的照片,测得AB=15cm,BC=20cm求(1)小钢球的加速度?(2)拍摄照片时,B球的速度?(3)拍摄时?(4)A球上面滚动的小球还有几颗?分析:拍摄得到的小球的照片中,A、B、C各小球的位置,正是首先释放的小球每隔0.1 s所在位置,这样就把本题转换成一个物体在斜面上做初速度为零到匀加速运动的问题了求拍摄时B球的速度就是求首先释放的那个
35、球运动到B处的速度;求A球上面还有几个正在滚动的小球变换为首先释放的那个小球运动到A处经过了几个时间间隔(0.1 s)分析:(1)由知,小球的加速度cm/s2= 5 m/s2(2)B点的速度等于AC段上的平均速度 即 cm/s=1.75m/s(3)由于相邻相等时间的位移差恒定 即所以cm15cm=25cm=0.25m(4)设A点小球速度为由于则m/s=1.25m/s所以A球的运动时间 s=0.25s故在A球上方正在滚动的小球还有2颗点评:对每隔一定时间连续释放若干个做同样运动的物体这类问题,在以后还会遇到,如从水平飞行的的飞机上,相隔一定时间释放一个物体,在处理这类问题时,要善于转换为其中的一
36、个物体运动来分析求解。例5一列车从某站出发,开始以加速度做匀加速直线运动:当速度达到后,再匀速行驶一段时间,然后又以大小为的加速度做匀减速直线运动直至停止。如果列车经过的位移为s,求列车行驶的时间为多少? 分析:本题有多种解法,用图象法求解是较为简便的方法。 根据题意作出列车的速度一时间图象,如图所示,由图象可知,列车通过的位移在数值等于的面积值,即有。又。则有,得点评:运用位移时间图象与速度时间图象求解匀变速直线运动的问题是一种重要的解题方法,它通常具有简便、直观的鲜明特点,通过图象法的习题教学可以帮助学生形成利用图象解匀变速直线运动习题的意识与能力。本题可以让学生在课堂上或课后用公式法求解
37、,并将求解过程与图象法的求解过程作一比较。还可以请学生思考,在本题中,如果加速与减速的加速度大小不变,那么列车通过位移所需的最短时间为多少?对应的最大运行速度为多大?及时反馈1一人看到闪电12.3s后又听到雷声,已知空气中的声速约为330m/s340m/s,光速为3108m/s,于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1km,根据你所学的物理知识可以判断( )A这种估算方法是错误的,不可采用B这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者之间的距离C这种估算方法没有考虑光的传播时间,结果误差很大D即使声速增大2倍以上,本题的估算结果依然正确2两辆完全相同的汽车,沿水平
38、直线一前一后匀速行驶,速度均为,若前方的车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停车后,后面的车以与前面的车相同的加速度开始刹车,已知前车在刹车过程中所行的距离为,若要保证两车在上述情况下不相撞,则两车在匀速行驶时应保持的距离至少为( )ABCD3物体做直线运动,在时间内通过的路程为,它在中间位置的速度为,在中间时刻的速度为,则下列关于和大小关系正确的是( )A当物体做匀加速直线运动时,B当物体做匀减速直线运动时,C当物体做匀速直线运动时,=D当物体做匀减速直线运动时,v2)做匀速运动,司机立即紧急刹车,火车A做加速度大小为a1的匀减速直线运动。问:要使两车不相撞,a1应满足什么条件?解法一:设火车的
39、加速度为a0时,经时间t,恰追上而不相碰,则解法二:要使两车不相撞,其位移关系为 即由二次函图象可知,上式成立的条件为:解得:解法三: 取火车B为参考系,则刹车后,后车相对前车做初速度 v0=v1-v2 ,加速度大小为a1的匀减速直线运动。当后车相对前车的速度减小到零时,若相对位移 S,则两车不会相碰,即:变式1:若v1v2,当相距S时,火车A开始以加速度a做匀加速直线运动,问A追上B前何时两车相距最远?最远距离多大?最远距离:ABv1v2Sa解:当火车A的速度达到V2时,两车相距最远,此过程中火车A的运动时间为:变式2:若火车A开始刹车时,火车B的司机也同时开始紧急刹车,其加速度大小为a2,
40、为了使火车A、B不发生相碰,则开始刹车时,火车A、B之间的距离S应满足什么条件?及时反馈:1在h高处,小球A由静止开始自由落下,与此同时在A正下方地面上以初速度v0竖直向上抛出另一小球B。求A、B在空中相遇的时间与地点,并讨论A、B相遇的条件。不计空气阻力作用。2为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某高速公路的最高限速v=120 km/h.假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t=0.50 s,刹车时汽车受到阻力的大小f为汽车重的0.40倍,该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?(取重力加速度g=10 m/s2)3
41、两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度均为v0,若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时的加速度开始刹车,已知前车在刹车过程中所行驶的距离为s,若要保证两车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持距离至少应为多少?4一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3 m/s2的加速度开始行驶,恰好这时一辆自行车以6 m/s的速度匀速驶来,从后边赶过汽车。试求:(1)汽车从路口开动后,在追上自行车这前经过多长时间两车相距最远?此时距离是多少?(2)什么时候汽车追上自行车,此时汽车的速度是多少?5车从静止开始以1 m/s2的加速度前进,车后相距S025 m处,与车前
42、行方向相同,某人同时开始以6 m/s的速度匀速追车,能否追上,若能,求出追上所用的时间,若不能,求人、车间的最小距离。620如图所示,A、B两物体相距7,物体A在水平拉力和摩擦力作用下,正以14m/s的速度向右运动,而物体B此时的速度10/,由于摩擦力作用向右匀减速运动,加速度a2m/s2,求,物体A追上B所用的时间。七 实验用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律课标要求: 理解测量速度的基本原理,会用打点计时器测量物体运动的速度,会处理实验数据。知识精要:1 打点计时器的纸带分析(逐差法) S1 S2 S3 S4 S5 S6 0 1 2 3 4 5 6 a =( a1 + a2 +a3 )
43、 3 = ( S 4 + S 5 + S6 ) - ( S1 + S2 + S3 ) (3 T)2逐差法的实质是将纸带分为两大段: 设T为大段的时间,则 n点的瞬时速度名师点拨:例1在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,小车带动的纸带上记录的一些点如图,在每相邻的两点中间都有四个点未画出.按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离分别是8.78 16.08 21.87 26.16 28.94(单位:厘米),由此可得小车的加速度的大小为 米/秒2, 方向为 。打下第3点时的速度大小为 米/秒。解: S1 =8.78cm S2 = 16.08-8.78=7.30S3 = 21.87-16.08=5.79 S4 = 26.16-21.87=4.29a = ( S 3 + S 4 ) - ( S1 + S2 ) (2 T)2 = (10.08 - 16.08 ) 10 -2 (2 0.1)2 = -1.50 m/s2v3=(d4 d2 )2T = (26.16 16.08) 0.2 = 10.08cm 0.2s = 0.504 m/s例2打点计时器在纸带上打出的一些点,试根据给出的数据,求物体运动的加速度。 7.724.314.815.295.76
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