高三物理一轮教案匀变速直线运动

1、 精诚凝聚=A，=成就梦想 翻点亮心灯 /(AVA)照亮人生2011届高三物理一轮教案匀变速直线运动、匀变速直线运动公式1.常用公式有以下四个vt = v0 at,1 . 2s = v0tat2v2 -v； =2as点评：(1)以上四个公式中共有五个物理量：s、t、a、v0、vt,这五个物理量中只有三个是独立的，可以任意选定。只要其中三个物理量确定之后，另外两个就唯一确定了。每 个公式中只有其中的四个物理量，当已知某三个而要求另一个时，往往选定一个公 式就可以了。如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等，那么另外的两个物 理量也一定对应相等。(2)以上五个物理量中，除时间 t外，s、Vo、v

2、t、a均为矢量。一般以 Vo的方向为正方 向，以t=0时刻的位移为零，这时 s、vt和a的正负就都有了确定的物理意义。2.匀变速直线运动中几个常用的结论(1) As=aT2,即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到2sm-sn=(m-n)aTv0 vts ，一 (2) vt/2 =-0L=一,某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。2 tvs/2,某段位移的中间位置的即时速度公式(不等于该段位移内的平均速度)。可以证明，无论匀加速还是匀减速，都有vt/2 < vs/2 o, 、，一，一、v0 vt s 八 、，.一点评：运用匀变速直线运动的平均速度公式vt/2 =-一

3、-=解题，往往会使求解过程2 t变得非常简捷，因此，要对该公式给与高度的关注。3.初速度为零(或末速度为零)的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为：一,-1 _,22、v = gt, s=-at , v=2as,s = -t22以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。4 .初速为零的匀变速直线运动(1)前1秒、前2秒、前3秒内的位移之比为 1 ： 4 ： 9 ：(2)第1秒、第2秒、第3秒内的位移之比为 1 ： 3 ： 5 ：(3)前1米、前2米、前3米 所用的时间之比为 1 .瓢底: (4)第1米、第2米、第3米所用的时

4、间之比为 1 ：(行1)： ( 33 - V2):对末速为零的匀变速直线运动，可以相应的运用这些规律。5 . 一种典型的运动(1)经常会遇到这样的问题：物体由静止开始先做匀加速直线运动，紧接着又做匀减速直线 运动到静止。用右图描述该过程，可以得出以下结论：a1、s1、t a2 S2、t26 、解题方法指导：解题步骤：(1)根据题意，确定研究对象。(2)明确物体作什么运动，并且画出运动示意图。(3)分析研究对象的运动过程及特点，合理选择公式，注意多个运动过程的联系。(4)确定正方向，列方程求解。精诚凝聚 =A_A=成就梦想 _HIII(5)对结果进行讨论、验算。解题方法：(1)公式解析法：假设未

5、知数，建立方程组。本章公式多，且相互联系，一题常有多种 解法。要熟记每个公式的特点及相关物理量。(2)图象法：如用vt图可以求出某段时间的位移大小、可以比较Vt/2与VS2,以及追及问题。用st图可求出任意时间内的平均速度。(3)比例法：用已知的讨论，用比例的性质求解。(4)极值法：用二次函数配方求极值，追赶问题用得多。(5)逆向思维法：如匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动来求解。综合应用例析【例1】在光滑的水平面上静止一物体，现以水平恒力甲推此物体，作用一段时间后换成 相反方向的水平恒力乙推物体，当恒力乙作用时间与恒力甲的作用时间相同时，物体恰好回 到原处，此时物体的速度为 V2,若

6、撤去恒力甲的瞬间物体的速度为Vi,则V2 ： Vi=?解析：解决此题的关键是：弄清过程中两力的位移关系，因此画出过程草图(如图5),标明位移，对解题有很大帮助。通过上图，很容易得到以下信息：s = s',而 s = v1 t , s' = V1 +( v2)t得 V2 ： Vi=2 ： 122思考：在例1中，Fi、F2大小之比为多少？(答案：1 ： 3)点评：特别要注意速度的方向性。平均速度公式和加速度定义式中的速度都是矢量，要 考虑方向。本题中以返回速度V1方向为正，因此，末速度 V2为负。【例2】 两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每 次曝光

7、时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知t_1 t2 _t3t4t5t6t711 F! 口: L 口口11t2t3t4t5t6t7A.在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同B.在时刻ti两木块速度相同C.在日刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块速度相同D.在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同解析：首先由图看出：上边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量，可以判定其做 匀变速直线运动；下边那个物体明显地是做匀速运动。由于 t2及t5时刻两物体位置相同，说 明这段时间内它们的位移相等，因此其中间时刻的即时速度相等，这个中间时刻显然在t3、t4之间，因此本题选 Co【例3】 在

8、与x轴平行的匀强电场中，一带电量q=1.0X10-8C、质量m=2.5X10-3kg的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是x=0.16t0.02t2,式中x以m为单位，t以s为单位。从开始运动到 5s末物体所经过的路程为 m,克服电场力所 做的功为 J。解析：须注意：本题第一问要求的是路程；第二问求功，要用到的是位移。1 2将x=0.16t 0.021和s = v0t+ at2对照，可知该物体的初速度vo=0.16m/s,加速度大2小a=0.04m/s2,方向跟速度方向相反。由vo=at可知在4s末物体速度减小到零，然后反向做匀加速运动，末速度大小V5=0.04m/s。前

9、4s内位移大小s = vt= 0.32m,第5s内位移大小 s'=v't' = 0.02m，因此从开始运动到5s末物体所经过的路程为 0.34m,而位移大小为0.30m, 克服电场力做的功 W=mas5=3x 10-5J。【例4】一辆汽车沿平直公路从甲站开往乙站，起动加速度为2m/s2,加速行驶5秒，后解析：起动阶段行驶位移为:匀速行驶2分钟，然后刹车，滑行 50m,正好到达乙站，求汽车从甲站到乙站的平均速度？匀加速匀速自减速I &&&甲 t1 t2t3乙匀速行驶的速度为：v= at1 （2）匀速行驶的位移为：s2=vt2（3）刹车段的时间为：s

10、3 = -t3（4）2汽车从甲站到乙站的平均速度为：- 5s2s3251200 50,1275, 八 ，v = =m/ s =m/s = 9.44m/st112t35120 10135【例5】汽车以加速度为 2m/s2的加速度由静止开始作匀加速直线运动，求汽车第5秒内的平均速度？解析：此题有三解法：(1)用平均速度的定义求：第5秒内的位移为：s = a t52 1 at42 =9 (m)2524s 9第5秒内的平均速度为：v= m / s =9 m/st5 - t41(2)用推论 v= (v0+vt) /2求:v4 v5at4 at5 2 4 2 5v=二=m/s=9m/s222(3)用推论右

11、4/2求。第5秒内的平均速度等于 4.5s时的瞬时速度:v=v4.5= a 4.5=9m/s【例6】一物体由斜面顶端由静止开始匀加速下滑，最初的 3秒内的位移为最后3秒 内的位移为 电，若s2-si=6米，si ：也=3 ： 7,求斜面的长度为多少？解析：设斜面长为s,加速度为a,沿斜面下滑的总时间为 t。则:斜面长：s = 1 at2(1)21刖3秒内的位移：s1 = atN(2)2后3秒内的位移：包=s -1 a (t-3)2 2s2-s1=6 (4)s1 ： s2 = 3 ： 7 (5)解(1) (5)得：a=1m/s2t= 5s s=12.5m【例7】物块以Vo=4米/秒的速度滑上光滑

12、的斜面，途经 A、B两点，已知在 A点时的速 度是B点时的速度的2倍，由B点再经0.5秒物块滑到斜面顶点 C速度变为零，A、B相距0.75 米，求斜面的长度及物体由 D运动到B的时间？解析：物块作匀减速直线运动。设A点速度为YA B点速度VB,加速度为a,斜面长为S。A到 B：vB2 -vA2=2asAB(1)Va = 2VB(2B 至U C:0=vB + at0 3)解(1) (2) (3)得：vB=im/sa= -2m/s2D 至UC0 -v02=2as(4)s= 4m从D运动到B的时间：D 至ij B：vb=v0+ atiti=1.5 秒D 到 C再回到 B: t2 = 3+2t0=1.

13、5+2X0.5=2.5(s)【例8】一质点沿 AD直线作匀加速直线运动，如图，测得它在AB、BC、CD三段的时间均为t,测得位移AC=Li, BD=L2,试求质点的加速度？ABC D解析：设 AB=&、BC=s2、CD=s3 则：111122s2-s1=ats3 -s2=at两式相加：23 s=2at2由图可知：L2 L1= ( ss+s2) (s2+s1)=s3s1贝 U： a =L2 - L12t2【例9】一质点由A点出发沿直线 AB运动，行程的第一部分是加速度为 a1的匀加速运动， 接着做加速度为a2的匀减速直线运动，抵达 B点时恰好静止，如果 AB的总长度为s,试求质 点走完A

14、B全程所用的时间t?解析：设质点的最大速度为 v,前、后两段运动过程及全过程的平均速度相等，均为 -。2全过程： s=-t（1）2匀加速过程：v = a1tl （2）翻点亮心灯/(AvA)照亮人生精诚凝聚 =A_A=成就梦想 _HIII匀减速过程：v = a2t2 （3）由(2) (3)得：ti = t2 =代入(1)得:aia2s ="1) s=. 2sa1a22 aa2了 a a2将v代入(1)得：t _ 2s _ 2s _ /2s(ai +aj v2saia2；aa2,a1 a2【例10】一个做匀加速直线运动的物体，连续通过两段长为s的位移所用的时间分别为tv t2,求物体的加

15、速度？解析：方法一：设前段位移的初速度为 Vo,加速度为a,则：»1.2刖一段 s：s_vot1 + -at1（1）21 9全过程 2s：2s=v° （t+t2）+- a（t1 +t2）（2）2消去 vo 得：a = 2s（t1四。1 t2）方法二：设前一段时间t1的中间时刻的瞬时速度为5,后一段时间t2的中间时刻的瞬时速度为丫2。所以：v1 = 一t1(1)sv2= ( 2)v2=v1+a ("十殳)(3)22解（1） （2） （3）得相同结果。t2翻点亮心灯Z/(AvA)照亮人生方法三: 精诚凝聚=A，=成就梦想 翻点亮心灯 /(AVA)照亮人生设前一段位移的

16、初速度为V0,末速度为V,加速度为a。1.2刖一段 s：s=Voti + at1（1）21.2后一段 s：s=vt2 + at2（2）2v = vo + at（3）解（1） （2） （3）得相同结果。、匀变速直线运动的特例1 .自由落体运动物体由静止开始，只在重力作用下的运动。（1）特点：加速度为 g,初速度为零的匀加速直线运动。（2）规律：Vt=gth = gt2vt2=2gh22 .竖直上抛运动物体以某一初速度竖直向上抛出，只在重力作用下的运动。vt2-V02=-2gh（1）特点：初速度为 v0,加速度为-g的匀变速直线运动。(2)规律：Vt= vo-gth = vot-gt2上升时间t上

17、=,下降到抛出点的时间g2tT =v1，上升最大高度 Hm =血g2g（3）处理方法：一是将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段来处理，要注意两个阶段运动的对 称性。二是将竖直上抛运动全过程视为初速度为vo ,加速度为-g的匀减速直线运动综合应用例析【例11】一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，T他可用于完成空中动作的时间是 so （计算时，可以把运动员看作全部质仁量集中在重心的一个质点，g取10m/s2

18、,结果保留二位数）| i解析： 运动员的跳水过程是一个很复杂的过程，主要是竖直方向的上下 运动，但也有水平方向的运动，更有运动员做的各种动作。构建运动模型，应。面抓主要因素。现在要讨论的是运动员在空中的运动时间，这个时间从根本上讲与运动员所作 的各种动作以及水平运动无关，应由竖直运动决定，因此忽略运动员的动作，把运动员当成 一个质点，同时忽略他的水平运动。当然，这两点题目都作了说明，所以一定程度上“建模” 的要求已经有所降低，但我们应该理解这样处理的原因。这样，我们把问题提炼成了质点作 竖直上抛运动的物理模型。在定性地把握住物理模型之后，应把这个模型细化，使之更清晰。可画出如图所示的示 意图。由图可知，运