高一物理人教必修1课件第二章匀变速直线运动的研究章末整合

1、章 末 整 合,网络建构,匀变速直线运动的研究,实验探究 图象：匀变速直线运动的v-t图线是一条倾斜直线 规律 分类 特例：自由落体运动 图象 科学方法,打点计时器,实验探究,闪光照片,原理、实验、操作 数据处理,原理,照片分析,xaT2、,规律,基本规律 推论,vv0at xv0t at2,v2v022ax,普适 v00,x1x2x3122232 xxx135 t1t2t3,匀加速直线运动：初速度与加速度方向相同 匀减速直线运动：初速度与加速度方向相反,分类,特例：自由落体运动,匀速直线运动 匀变速直线 运动的v-t图象,图象,x-t图象 v-t图象,表示位移随时间的变化 是一条倾斜的直线,

2、表示速度随时间的变化 是一条平行于时间轴的直线,表示速度随时间的变化是一条倾斜的直线 应用,(1)确定某时刻的速度 (2)求位移(面积) (3)判断运动性质(静止、匀速、匀变速、非匀变速) (4)判断运动方向(正方向、负方向) (5)比较加速度大小,伽俐略的科学研究过程：对现象的观察提出 假设运用逻辑得出 结论通过实验对推 论进行检验对假说, 进行修正和推广等 伽俐略科学思想方法的核心：把实验和逻辑推 理(包括数学推演) 和谐地结合起来,科学方法,专题讲座,1解析法：根据题目中已知量和未知量的特点，从三个基本公式中选择关系式建立方程求解应用公式时需注意其矢量性，一般取v0的方向为正方向，与v0

3、同向的取正、反之，取负,匀变速直线运动问题的求解方法,3比例法：对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动，可利用比例法解题 4逆向思维法：把运动过程的“末态”作为“初态”反向研究问题的方法，一般用于末态已知的情况 5图象法：应用v-t图象可把较复杂的物理问题转变为较简单的数学问题尤其利用图象定性分析，可避开繁杂的计算，快速找出答案 6巧用推论：xaT2：题目中若出现相等时间间隔内的位移，应优先考虑用xaT2求解该推论也常用于实验中纸带的数据处理,解析：本题可应用匀变速直线运动的规律及v-t图象等多种方法求解 方法一基本公式法 由题意得，v0. 设火车刹车时的速度为v0，加速度

4、为a， 则由vv0at得v07a,【例1】 火车刹车后7 s停下来，设火车做匀减速直线运动，最后1 s内的位移是2 m，求刹车过程中的位移是多少米？,方法二平均速度法 如右图所示 由vv0at得：v07a， 第6 s末的速度v67a6aa，,方法三逆向思维法(时空反演法) 质点做匀减速直线运动的末速度为零时，可以看做是初速度为零的匀加速直线运动的反演(即逆运动) 汽车减速最后1 s内的位移就等价于汽车反向初速度为零的加速运动的第1 s内的位移：,答案：98 m,反思领悟：解题的方法技巧 (1)要养成画物体运动示意图或v-t图象的习惯，特别是较复杂的运动，画出示意图或v-t图象可使运动过程直观，

5、物理过程清晰，便于分析研究 (2)要注意分析研究对象的运动过程，搞清楚整个运动过程按运动性质的转换可以分为哪几个阶段，各个阶段遵循什么规律，各个阶段又存在什么联系 (3)由于运动学部分的公式较多，并且各公式之间又相互联系，所以本章中的一些题目常可用多种方法求解因此在解题时要思路开阔，联想比较，筛选出最为便捷的解题方案,1直线运动的规律可用代数式进行描述，也可以用图象的形式来描述研究运动图象要从以下几点来认识它的物理意义 (1)从图象识别物体运动的性质 (2)能认识图象的截距(即图象与纵轴或横轴的交点坐标)的意义 (3)能认识图象的斜率的意义 (4)能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义 (5)能

6、说明图象上任一点的物理意义,匀变速直线运动的图像意义及应用,2x-t图象与v-t图象的比较 形状一样的图线，在不同图象中所表示的物理规律不同，因此在应用时要特别注意看清楚图象的纵、横轴所描述的是什么物理量图2-1是形状一样的图线在x-t图象及v-t图象中的比较,图2-1,【例2】 t0时，甲乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶，它们的v-t图象如图22所示忽略汽车掉头所需时间下列对汽车运动状况的描述正确的是 (),图2-2,A在第1小时末，乙车改变运动方向 B在第2小时末，甲、乙两车相距10 km C在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大 D在第4小时末，甲、乙两车相遇,答案：B

7、C,反思领悟：在v-t图象中，速度v的正负表示运动方向，斜率的正负表示加速度的方向，图线包围面积的正负表示位移的方向,分析纸带的常用方法,纸带的分析与计算是研究物体运动规律的常用方法，也是高考的热点，因此应该掌握有关纸带问题的处理方法 1判断物体的运动性质 (1)根据匀速直线运动特点：xvt，若纸带上各相邻点的间隔相等，则可判定物体做匀速直线运动 (2)由匀变速直线运动的推论：xaT2，若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移差相等，则说明物体做匀变速直线运动,如果纸带上测得连续6个相同时间T内的位移x1、x2、x3、x4、x5、x6，如图23所示 图23 则：x4x1(x4x3)

8、(x3x2)(x2x1)3a1T2 x5x2(x5x4)(x4x3)(x3x2)3a2T2 x6x3(x6x5)(x5x4)(x4x3)3a3T2,由此可以看出，各段位移都用上了，有效地减小了偶然误差，这种方法被称为逐差法所以利用纸带计算加速度时，应使用逐差法,(2)v-t图象法 利用上述2的方法，求出纸带上各点的瞬时速度v1、v2、v3、v4、v5、v6，建立平面直角坐标系，以v为纵轴，t为横轴，描点、画直线，利用直线的斜率大小求加速度,【例3】 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，取一段如图24所示的纸带研究其运动情况设O点为计数的起始点，在四个连续的计数点中，相邻计数点间的时间

9、间隔为0.1 s，若物体做理想的匀加速直线运动，则计数点“A”与起始点O之间的距离x1为_cm，打计数点“A”时物体的瞬时速度为_m/s，物体的加速度为_m/s2. 图24,答案：4.000.502.00,对此类问题的求解，应仔细审题，挖掘题文中隐含着的重要条件，并尽可能地画出草图以帮助分析，确认两个物体运动的位移关系、时间关系和速度关系，在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景 (1)“速度相等”是两物体间距离最大或最小，恰好追上或恰好追不上，不相遇、相遇一次或相遇两次的临界条件,关于机车的追及和相遇问题,(2)位移关系：若两物体从同一地点出发，经过一段时间后相遇，则两物体的位移相等；若两物体从

10、不同地点出发，经过一段时间后相遇，则两者的位移差为出发时两者间的距离 (3)仔细审题，注意抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等往往对应一个临界状态，要满足相应的临界条件,【例4】 一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以v8 m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶经2.5 s，警车发动起来，以加速度a2 m/s2做匀加速运动试问： (1)警车从发现违章车要多长时间才能追上违章的货车？ (2)在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多大？ 解析：方法一利用速度相等这一临界条件求解，警车和货车速度相等时相距最远 v警at1，v

11、货v0，由v警v货得at1v0,方法二利用二次函数的知识求解 货车和警车的位移分别为x警at2，x货v0(tt0) 两车的位移之差为 当t4 s时，x有最大值36 m，即追上之前相距最大为36 m当t10 s时，x0，即相遇 答案：(1)10 s(2)36 m,易错分析,【典例1】 物体从A到B做匀变速直线运动，在中间位置时速度为v1，在中间时刻时速度为v2，那么物体 () A在做匀加速运动时，v1v2 B在做匀加速运动时，v1v2 D在做匀减速运动时，v1v2，故选项A正确 在匀减速运动时，情况正好相反，故选项D正确,不仔细分析问题，思维定势而出错,正解：若为匀加速运动，v-t图象如左下图所

12、示，图线所围面积表示物体位移，故中间时刻的速度v2与中间位置时的速度v1如左下图所示，显然v1v2.,若为匀减速运动，v-t图象如右上图所示，中间时刻的速度v2与中间位置时的速度v1如图所示，显然v1v2仍成立所以选项A、C正确 答案：AC 错因分析：产生错解的原因在于想当然地认为匀加速情况下的结论，在匀减速时一定恰好相反这是一种毫无根据的主观臆断，也是一种错误的思维定势事实上，在匀减速直线运动中，由于前半段时间内物体平均速度较大，故前半段时间内的位移已过半，中间时刻的速度仍小于中间位置时的速度，故选项D的结论是错的,【典例2】 航空母舰(Aircraft Carrier)简称“航母”、“空母

13、”，是一种可以供军用飞机起飞和降落的军舰蒸汽弹射起飞，就是使用一个长平的甲板作为飞机跑道，起飞时一个蒸汽驱动的弹射装置带动飞机在两秒钟内达到起飞速度，目前只有美国掌握生产蒸汽弹射器的成熟技术某航空母舰上的战斗机，起飞过程中最大加速度是a4.5 m/s2，飞机要达到速度v060 m/s才能起飞，航空母舰甲板长为L289 m为使飞机安全起飞，航空母舰应以一定速度航行才能保证飞机起飞安全，求航空母舰的最小航行速度v是多少？(设飞机起飞对航空母舰的状态没有影响，飞机的运动可以看做匀加速直线运动),参考系的选取不当,解析：方法一若航空母舰匀速运动，以地面为参考系，设在时间t内航空母舰和飞机的位移分别为s

14、1和s2，航空母舰的最小速度为v，由运动学知识得 联立解得v9 m/s.,方法二若航空母舰匀速运动，以航空母舰为参考系，则飞机的加速度即为飞机相对航空母舰的加速度，当飞机起飞时甲板的长度L即为相对位移，飞机相对航空母舰的初速度为零，设航空母舰的最小速度为v，则飞机起飞时相对航空母舰的速度为(v0v) 由运动学公式可得(v0v)202aL， 解得v9 m/s. 答案：9 m/s,纠错心得：本题在解题的过程中如果以地面为参考系，飞机起飞的距离并不是航空母舰甲板长度L，甲板的长度应该是飞机与航空母舰的相对位移错解中的速度是以地面为参考系，位移以航空母舰为参考系，同一个过程中物理量采用不同的参考系显然是不正确的分析问题的同一个公式中，必须选用统一的参考系,【典例3】 经检测汽车A的制动性能：以标准速度20 m/s在平直公路上行驶时，制动后40 s停下来现A在平直公路上以20 m/s的速度行驶发现前方180 m处有一货车B以6 m/s的速度同向匀速行驶，司机立即制动，能否发生撞车事故？,错误理解追碰问题的临界条件,错因分析：弄不清碰撞的条件使解题陷入困境