高考物理匀变速直线运动规律复习资料.ppt

1、一、匀变速直线运动 1.定义：沿着一条直线且 不变的运动.,3.三个基本公式 (1)速度公式：v . (2)位移公式：x . (3)速度位移关系式：v2v02 .,匀加速直线运动：a与v ；,匀减速直线运动：a与v .,加速度,同向,反向,v0at,v0t at2,2ax,2.分类,4.匀变速直线运动的重要推论 (1)x ，即任意相邻相等时间内的位移之差相等.可以推 广到xmxn ，是判断匀变速直线运动的实验 依据. (2) ，即某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时 间内的平均速度. (3)某段位移中点的瞬时速度：,aT2,(mn) aT2,(4)初速度为零的匀变速直线运动的结论 前1 s、前

2、2 s、前3 s内的位移之比为x1x2x3xn . 第1 s、第2 s、第3 s内的位移之比为 xxxxN . 前1 m、前2 m、前3 m所用的时间之比为 t1t2t3tn . 第1 m、第2 m、第3 m所用的时间之比为 ttttN .,122232n2,135(2n1),对末速度为零的匀减速直线运动，可逆向等效处理为初速度为零的匀加速直线运动，然后利用上述结论进行判断.,2.实质：自由落体运动是初速度为 的 运动.,3.自由落体加速度又叫 . (1)大小：g . (2)方向： .,二、自由落体运动 1.定义：物体只在 作用下 开始下落的运动.,重力,从静止,零,匀加速直线,重力加速度,9

3、.8 m/s2,竖直向下,4.基本规律 (1)速度公式：v . (2)位移公式：h . (3)速度位移关系式：v2 . (4)平均速度公式：v,gt,gt2,2gh,初速度为零的匀变速直线运动的规律和推论同样适用于自由落体运动.,三、竖直上抛运动 1.运动特点 (1)上升阶段：做 运动，加速度为 . (2)下降阶段：做 运动，加速度为 . (3)在最高点：速度v ，加速度a .,匀减速直线,g,g,匀加速直线,0,g,2.基本规律 (1)速度公式：vv0gt. (2)位移公式：hv0t gt2. (3)速度位移关系式：v2v02 . (4)上升的最大高度：H . (5)上升到最大高度时所用时间

4、：t .,2gh,1.物体上升到最高点时速度虽为零，但并不处于平衡 状态. 2.由于竖直上抛运动的上升和下降阶段加速度相同， 故可对全程直接应用匀变速直线运动的基本公式， 但要注意各物理量的方向.,1.对匀变速直线运动公式的理解和应用 (1)正、负号的规定 运用匀变速直线运动的基本公式，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.,(2)如果物体先做匀减速直线运动，速度减为零后又反向做 匀加速直线运动，全程加速度不变，对这种情况可以将全 程看做匀变速直线运动，应用基本公式求解. (3)对匀减速直线运动，要注意速度为零后停止

5、、加速度变 为零的实际情况，如刹车问题，注意题目给定的时间若大 于“刹车”时间，则“刹车”时间以后的时间内车是静止的.,2.对推论xaT2的拓展 (1)公式的适用条件 匀变速直线运动； x为连续相等的相邻时间间隔T内的位移差. (2)进一步的推论：xmxn(mn)aT2 要注意此式的适用条件及m、n、T的含义. 其中xn、xm分别为第n个T内和第m个T内的位移.,公式xmxn(mn)aT2成立的前提是第n段和第m段的时间必须均等于T.,1.汽车以20 m/s的速度做匀速运动，某时刻关闭发动 机而做匀减速运动，加速度大小为5 m/s2，则它关 闭发动机后通过37.5 m所需时间为 () A.3

6、sB.4 s C.5 s D.6 s,解析：汽车做匀减速直线运动，v020 m/s，a5 m/s2 根据位移公式xv0t at2，解得：t13 s，t25 s 因为汽车经t0 4 s停止，故t25 s舍去，A正确.,答案：A,1.重要特性 (1)对称性 如图121所示，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tABtBA.,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. 能量对称性 物体从AB和从BA重力势能变化量的大小相等，均等于mghAB.,(2

7、)多解性 当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶 段，也可能处于下降阶段，造成双解.,2.处理方法 (1)全程法 将竖直上抛运动视为竖直向上的加速度为g的匀减速直 线运动. (2)分阶段法 将全程分为两个阶段，即上升过程的匀减速阶段和下落 过程的自由落体阶段.,当物体先做匀减速直线运动，又反向做匀加速直线运动，且全程加速度恒定时，其运动特点与竖直上抛运动相似，这类运动称之为“类竖直上抛运动”.,2.如果不计空气阻力，要使一颗礼花弹上升至320 m高 处，在地面发射时，竖直向上的初速度至少为(g取10 m/s2) () A.40 m/s B.60 m/s C.80 m/s D.100 m

8、/s,解析：由竖直上抛运动的对称性可知，物体以初速度v0竖直上抛可升到320 m高处，则物体从320 m高处由静止自由下落到地面的速度也为v0，因此v 2gh，v0 80 m/s.C项正确.,2 0,答案：C,运动学问题的求解一般有多种方法，可从多种解法的对比中进一步明确解题的基本思路和方法，从而提高解题能力.,3.(2009保定调研)中国北方航空公司某架客机安全准时 降落在规定跑道上，假设该客机停止运动之前在跑道 上一直做匀减速直线运动，客机在跑道上滑行距离为 x，从降落在跑道上至停下所需时间为t，由此可知客 机降落时的速度为 (),解析：设客机降落时的速度为v0，由平均速度公式可得： ，故

9、B正确.,答案：B,(2008全国卷)已知O、A、B、C为同一直线上的四点，AB间的距离为l1，BC间的距离为l2.一物体自O点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点，已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离.,思路点拨解答此题应注意以下三点： (1)画出运动过程图，在图上标出已知量和未知量； (2)合理选取运动过程； (3)选取恰当的运动学公式列式求解.,课堂笔记设物体的加速度为a，到达A点的速度为v0， 通过AB段和BC段所用的时间均为t，则有 l1v0t at2 l1l22v0t2at2 联立式得l2l1at2 3l1l22v0t 设O与A的距离为l，则

10、有l 联立式得 ,答案,本题中l1和l2是相邻的相等时间内的两段位移，因此，关系式l2l1at2可以直接得出.,物体以一定的初速度冲上固定 的光滑斜面，到达斜面最高点C时速度恰 为零，如图122所示.已知物体第一次 运动到斜面长度3/4处的B点时，所用时间为t，求物体从 B滑到C所用的时间.,思路点拨 物体沿斜面向上匀减速至最高点，与从最高 点以相同的加速度滑下的过程是互逆过程，因此，可用 从C点开始沿斜面向下匀加速运动的规律求解.,课堂笔记设物体的加速度为a，由匀变速直线运动规律可知：xBC atBC2，xAC a(ttBC)2，又xBC(1 )xAC xAC，以上三式联立可得：tBCt.,

11、答案 t,对匀变速直线运动问题，从不同的角度思考，可有不同的求解方法，如本题解答过程采用了“逆向思维法”，另外还可用“一般公式法”、“中间时刻速度法”、“比例法”、“图象法”等，同学们可以试解.可以发现，不同的方法，解答的难易程度不同，因此，遇到这类问题要多思考，力图寻找出一种最简捷的解法.,(16分)一个氢气球以4 m/s2的加速度由静止从地面竖直上升，10 s末从气球中掉下一重物，此重物最高可上升到距地面多高处？此重物从氢气球中掉下后，经多长时间落回到地面？(忽略空气阻力，g取10 m/s2),思路点拨解答本题时应注意以下三点： (1)将重物的运动过程划分为不同阶段； (2)明确重物在每一

12、阶段的运动性质； (3)选择恰当的公式解题.,解题样板可以将重物的运动分为三个阶段：随氢气球向上匀加速阶段、脱离气球后的竖直上抛上升阶段和自由下落阶段. 向上匀加速阶段： H1 a1t12 4102 m200 m(2分) v1a1t1410 m/s40 m/s(2分) 竖直上抛上升阶段： H2 80 m(2分),t2 4 s(2分) 自由下落阶段：H1H2 gt32(2分) 得：t3 7.48 s.(2分) 所以，此重物距地面最大高度 HmaxH1H2280 m(2分) 重物从掉下到落地的总时间 tt2t311.48 s(2分),答案280 m11.48 s,本题也可以将重物运动的后两个阶段合

13、为一个过程，直接求出重物从掉下到落地的总时间，但此过程的位移为H1，这也是这种解法的易错之处.,1.关于自由落体运动，下列说法正确的是 () A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动 C.在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同 D.物体做自由落体运动的位移与时间成反比,解析：自由落体运动是指初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动.A选项中加速度不一定为g，故A错；B选项中的物体的初速度不一定为0，运动方向也不一定竖直向下，不符合自由落体运动的定义，故B错；加速度g与质量无关，则运动规律也与质量无关，故C对；自由落体的位移x gt

14、2，x与t2成正比，故D错.,答案：C,2.做匀速运动的汽车从某时刻开始做匀减速刹车直到停止， 若测得刹车时间为t，刹车位移为x，根据这些测量结果， 可以 () A.求出汽车刹车的初速度，不能求出加速度 B.求出汽车刹车的加速度，不能求出初速度 C.求出汽车刹车的初速度、加速度及平均速度 D.只能求出汽车刹车的平均速度,解析：汽车做匀减速运动到停止，其逆过程是初速度为 零的匀加速直线运动，由 ，可以求初 速度、加速度及平均速度.,答案：C,3.(2010淮安质检)做匀加速直线运动的质点，在第5 s末 的速度为10 m/s，则 () A.前10 s内位移一定是100 m B.前10 s内位移不一

15、定是100 m C. 加速度一定是2 m/s2 D.加速度不一定是2 m/s2,解析：质点在第5 s末的速度为瞬时速度，因不知质点运动的初速度，故无法确定其加速度大小，C错误，D正确；质点在前10 s内一直做匀加速运动，则前10 s内的平均速度为10 m/s，前10 s内的位移为100 m，故A正确，B错误.,答案：AD,4.用图123所示的方法可以测出一个人的反 应时间.甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的 地方，乙同学在直尺下端刻度为a的地方做捏 住尺子的准备，但手没有碰到尺子.当乙同学 看到甲同学放开尺子时，立即捏住尺子，乙 同学发现捏住尺子的位置刻度为b.已知重力加速度为g，a、 b的单位

16、为国际单位，则乙同学的反应时间t约等于 (),解析：根据自由落体运动的规律，尺子下落(ab)高度对应的时间即乙同学的反应时间. 由公式h gt2得t ，选项C正确.,答案：C,5.一个小球从斜面顶端无初速度下滑，接着又在水平面上做 匀减速运动，直至停止，它共运动了10 s，斜面长4 m，在 水平面上运动的距离为6 m.求： (1)小球在运动过程中的最大速度； (2)小球在斜面和水平面上运动的加速度大小.,解析：小球在斜面上做匀加速直线运动，在斜面底端速度最大，设最大速度为vmax，在斜面上运动的时间为t1，在水平面上运动的时间为t2.则 由 (t1t2)10，t1t210，得vmax2 m/s

17、 由公式2axvmax2，代入数据得a1 m/s2， a2 m/s2.,答案：(1)2 m/s(2) m/s2 m/s2,一、直线运动的xt图象 1.意义：反映了做直线运动的物体 随 变化的规律.,3.两种特殊的xt图象 (1)若xt图象是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于 状态. (2)若xt图象是一条倾斜的直线，说明物体在做 运动.,2.图线上某点切线斜率的意义 (1)斜率大小：表示物体速度的 . (2)斜率的正负：表示物体速度的 .,位移,时间,大小,方向,静止,匀速,二、直线运动的vt图象 1.意义：反映了做直线运动的物体 随 变化的规律.,2.图线斜率的意义 (1)斜率大小：表示物

18、体 . (2)斜率正负：表示物体 .,速度,时间,加速度的大小,加速度的方向,3.两种特殊的vt图象 (1)若vt图象是与横轴平行的直线，说明物体做 . (2)若vt图象是一条倾斜的直线，说明物体做 .,匀速直线运动,匀变速直线运动,4.图象与坐标轴围成的“面积”的意义 (1)图象与时间轴围成的面积的数值表示 . (2)若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向 为 ；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间 内的位移方向为 .,相应时间内的位移的大小,正方向,负方向,1.xt图象、vt图象都不是物体运动的轨迹，图象中各 点的坐标值是x、v与t的一一对应，而不是物体的位置坐 标y与x的一一对

19、应. 2.xt图象、vt图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定.,1.理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”的 物理意义 (1)点：两图线交点，说明两物体相遇. (2)线：表示研究对象的变化过程和规律.若为倾斜直线，则 表示物体做匀速直线运动；若为曲线，则表示物体的速 度在变化. (3)斜率：xt图象的斜率表示速度的大小及方向. (4)截距：纵轴截距表示t0时刻的初始位移，横轴截距表示 位移为零的时刻.,2.理解分析xt图象的基本方法和技巧 (1)从xt图象上可以确定物体在任意时间内的位移. (2)从xt图象上可以确定物体通过任一位移所需的时间. (3)根据xt图象的斜率可以判断和比

20、较物体运动速度的大小， 并能判断运动性质.,1.如图131所示为甲、乙两运动物体相对同一原点 的xt图象.下面有关说法中正确的是 () A.甲和乙都做匀速直线运动 B.甲、乙运动的出发点相距x0 C.乙运动的速度大于甲运动的速度 D.乙比甲早出发t1的时间,解析：由甲和乙两物体的xt图象均为倾斜的直线可知，甲、乙都做匀速直线运动，A正确；乙图象的斜率大，运动速度大，故C正确；乙在0t1时间内静止在x0处没动，而甲在t0时从xx0处开始运动，故B正确，D错误.,答案：ABC,1.理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、 “面积”的物理意义 (1)点：两图线交点，说明两物体在交点时的速度相

21、等. (2)线：倾斜直线表示匀变速直线运动，曲线表示变加速 运动. (3)斜率：表示加速度的大小及方向. (4)截距：纵轴截距表示t0时刻的初速度，横轴截距表 示速度为零的时刻. (5)面积：表示某段时间内的位移.,2.理解分析vt图象的基本方法和技巧 (1)从vt图象上可以得出物体在任意时刻的运动速度. (2)由vt图象的“面积”(速度图线和横轴所夹的面积)可求出 物体运动的位移大小. (3)从vt图象上可以得出物体运动的加速度. 3.根据vt图象可以判断加速度的变化情况，进而明确物体 的运动特征.,2.(2009广东高考)某物体运动的速度图象如图132 所示，根据图象可知 (),A.02

22、s内的加速度为1 m/s2 B.05 s内的位移为10 m C.第1 s末与第3 s末的速度方向相同 D.第1 s末与第5 s末加速度方向相同,解析：02 s内的加速度(即图象的斜率)a 1 m/s2，故A正确；05 s内的位移为x (25)2 m7 m，故B错误；从图象可以看出，第1 s末与第3 s末物体的速度都为正值，即都与所设的正方向相同，故C正确；第1 s末的加速度为正，而第5 s末的加速度为负，所以D错误.,答案：AC,某质点在东西方向上做直线运动，选定向东的方向为正方向，其位移时间图象如图133所示，试根据图象，回答下列问题： (1)描述质点的运动情况； (2) 求质点在04 s、

23、08 s、2 s4 s三段 时间内的位移和路程； (3)求质点在04 s、4 s8 s内的速度.,思路点拨解答本题时应注意以下三点： (1)xt图线为倾斜直线表示质点做匀速直线运动； (2)xt图线的斜率能表明物体运动速度的大小和方向； (3)质点的位移可以在xt图象上直接读出，但路程为运动路径的总长度.,课堂笔记(1)由图象知：质点从t0开始由原点出发向东做匀速直线运动，持续时间4 s,4 s末开始反向向西做匀速直线运动，又经过2 s，即6 s末回到原出发点，然后又继续向西做匀速直线运动，直至8 s末. (2)在04 s内位移为8 m，方向向东，路程也是8 m. 在08 s内位移为8 m，负

24、号表明位移的方向向西，说明质点在8 s末在原出发点向西8 m的位置上，此段时间路程为24 m. 在2 s4 s内，质点发生的位移是4 m，方向向东，路程也是4 m.,(3)在04 s内质点的速度为 v1 m/s2 m/s，方向向东； 在4 s8 s内质点的速度为 v2 m/s4 m/s，方向向西.,答案 见课堂笔记,在xt图象中，图线的斜率与速度有关，斜率大小等于速度大小，斜率为正，表明物体的运动方向与规定正方向相同，反之相反.,(2010宁波模拟)如图 134所示为一质点作直 线运动的速度时间图象， 在整个运动过程中，下列说 法正确的是,A.BC段和CD段的运动方向相反 B.CD段和DE段的

25、加速度数值最大 C.C点所表示的状态离出发点最远 D.BC段所表示的运动通过的位移是34 m,思路点拨vt图象的斜率表示质点的加速度，图象 与t轴所围面积对应质点的位移，速度的正负表示质点 运动的方向.,课堂笔记质点在020 s内的速度均为正值，运动方 向不变，t20 s时刻质点离出发点最远，故A、C均错误； vt图象的斜率表示质点运动的加速度，由图象可知，CD 段和DE段的加速度数值最大，B正确；BC段所表示的运动 通过的位移为BC与t轴所围的面积，大小为 m34 m，故 D正确.,答案BD,1.如图135所示，能反映自由落体运动规律的是(),解析：自由落体运动为初速度为零的匀加速直线运动，故A、C错误，B、D均表示匀加速直线运动，但所选正方向不同，故B、D正确.,答案：BD,2.如图136所示，一同学沿一直线行走，现用频闪照相 记录了他行走中9个位置的图片，观察图片，能比较正确 反映该同学运动的速度时间图象的是图137中的 (),解析：要注意该同学运动的方向，在到达最右端后，该 同学掉头向左运动，即如果以初速度方向为正方向，则 向左的速