天之驕子高考物理一輪總復(fù)習(xí)第1章運動的描述勻變速直線運動的研究第2節(jié)勻變速直線運動的規(guī)律課件新人教版.ppt

2017高三一輪總復(fù)習(xí) 物理 必修一 第一章運動的描述勻變速直線運動的研究 第二節(jié)勻變速直線運動的規(guī)律 欄目導(dǎo)航 基礎(chǔ)知識整合 熱門考點研析 方法技巧歸納 考題隨堂演練 基礎(chǔ)知識整合 汽車由甲地從靜止開始出發(fā) 沿平直公路駛向乙地 汽車先以加速度a1做勻加速運動 然后做勻速運動 最后以加速度a2做勻減速運動 到乙地恰好停止 已知甲 乙兩地相距為x 求汽車從甲地到乙地的最短時間和運行過程中的最大速度 思路引導(dǎo) 1 選擇何種運動 汽車從甲地到乙地的所需時間最短 2 運行過程中何時具有最大速度 解析 本問題涉及勻變速直線運動規(guī)律的考查 抓住甲 乙兩地距離不變 可以通過物理過程分析法或運動圖象法多角度求解 運動圖象法 做出汽車運動的速度 時間圖象 勻變速直線運動的規(guī)律1 勻變速直線運動 1 定義 沿著一條直線 且 不變的運動叫做勻變速直線運動 2 分類 勻加速直線運動 速度和加速度方向 勻減速直線運動 速度和加速度方向 2 基本公式 1 速度時間公式 2 位移時間公式 x 3 速度位移公式 知識點1 加速度 相同 相反 v v0 at v2 v 2ax 3 勻變速直線運動的重要推論 2 中點位置的瞬時速度 v中點 一段位移中點位置的瞬時速度等于根號下初 末速度平方和的一半 3 任意兩個連續(xù)相等時間間隔內(nèi)的位移差為恒量 x2 x1 x3 x2 推廣到xm xn 中間時刻 矢量和 aT2 m n aT2 4 初速度為零的勻加速直線運動的規(guī)律 1 1T末 2T末 3T末 瞬時速度之比為 v1 v2 v3 2 前1T 前2T 前3T 時間內(nèi)的位移之比為 x1 x2 x3 3 第1T 第2T 第3T 連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比為 x x x 1 2 3 12 22 32 1 3 5 特別提醒運動學(xué)公式是矢量式 x v a都是有方向的 注意把矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算 在勻變速直線運動中 一般規(guī)定初速度v0的方向為正 方向與正方向相同的矢量值為正值 相反的矢量值為負(fù)值 自由落體運動1 定義 物體只在 作用下從 開始下落的運動 2 條件 1 受力條件 只受重力作用 2 運動條件 初速度為零 3 運動性質(zhì) 初速度為零 加速度為 加速度的勻加速直線運動 4 基本公式 1 速度公式 v 2 位移公式 h 3 速度位移公式 知識點2 重力 靜止 重力 gt v2 2gh 特別提醒物體從高處下落的運動 如果空氣阻力不可忽略時 物體所做的運動不是自由落體運動 豎直上拋運動1 定義 物體以初速度v0豎直向上拋出后 只在 作用下的運動 2 運動特點 1 加速度為 加速度 2 上升階段做 直線運動 下降階段做 運動 知識點3 重力 重力 勻減速 自由落體 3 基本規(guī)律 1 速度公式 v 2 位移公式 h 3 速度位移公式 4 上升最大高度 H 5 運動所需時間 t v0 gt v2 v 2gh 熱門考點研析 一 解決勻變速直線運動問題常用的物理方法1 公式法應(yīng)用三個基本公式 速度公式 位移公式 速度位移公式 三個公式都是矢量 注意方向 2 平均速度法 2 對于勻變速直線運動 一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度 應(yīng)用該推論 可以避免常規(guī)解法中含有時間二次方的復(fù)雜式子 從而簡化解題過程 提高解題效率 勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用 考點1 3 逆向思維法把運動的末態(tài)看作運動的初態(tài)的一種研究問題的方法 常用的是把正向勻減速直線運動看作反向勻加速直線運動 4 比例法比例法適用于初速度為零的勻變速直線運動 比如自由落體運動速度 位移的求解 5 圖象法根據(jù)題干信息畫出位移 時間圖象和速度 時間圖象 利用圖象的物理含義可使復(fù)雜問題變得簡單 形象 避免復(fù)雜的計算過程 6 推論法在勻變速直線運動過程中 連續(xù)相等的時間間隔T內(nèi)位移之差為常量 即 x aT2 解題過程中 出現(xiàn)相等的時間間隔 應(yīng)首先考慮應(yīng)用此推論 二 求解勻變速直線運動的基本思路畫出過程示意圖 判斷運動性質(zhì) 選取正方向 選用公式列方程 解方程并討論 注意點 1 物體運動的過程包括幾個階段時 可以找出臨界狀態(tài) 分段來分析 連接各段的橋梁是臨界狀態(tài)的速度 2 公式的正確選取 可以使問題簡化 3 剎車類問題 汽車剎車做勻減速直線運動 減速到零后停止運動 不存在反向加速的情況 求解時注意確定減速停止的時間 判斷所給時間內(nèi)汽車是否已停止 如果問題涉及到最后階段的運動 可以把正向勻減速看作反向勻加速運動 4 雙向可逆類問題 物體做勻減速直線運動 減速到零后 反向加速 全過程中加速度大小 方向均不變 如沿光滑斜面向上滑行的物塊 運動到最高點后沿原路返回 加速度恒定不變 這類問題求解時 可以分段列式 也可以列全過程關(guān)系式 注意位移 速度 加速度等矢量的正負(fù)號 2016屆福建晨曦中學(xué)模擬 最新交規(guī)規(guī)定 黃燈亮?xí)r車頭已越過停車線的車輛可以繼續(xù)通行 車頭未越過停車線的若繼續(xù)前行則視為闖黃燈 屬于交通違章行為 我國一般城市路口紅燈變亮之前綠燈和黃燈各有3s的閃爍時間 國家汽車檢測標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)汽車制動初速度與剎車距離的規(guī)定是這樣的 小客車在制動初速度為14m s的情況下 制動距離不得大于20m 例1 1 若要確保小客車在3s內(nèi)停下來 則剎車前的行駛速度不能超過多少 2 某小客車正以v0 8m s的速度駛向路口 綠燈開始閃時車頭距離停車線L 36 5m 小客車至少以多大的加速度勻加速行駛才能不闖黃燈 已知駕駛員從眼睛看到燈閃到腳下采取動作的反應(yīng)時間是0 5s 思路引導(dǎo) 1 小客車做勻減速運動的加速度如何求解 2 駕駛員在反應(yīng)時間內(nèi)做什么運動 小客車加速時間是多少 解析 1 小客車初速度v01 14m s時 制動距離x 20m 根據(jù)運動學(xué)公式v 2ax 解得加速度a 4 9m s2 要確保小客車在3s內(nèi)停下來 根據(jù)運動學(xué)公式v02 at 解得行駛速度v02 14 7m s 答案 1 14 7m s 2 4m s2 總結(jié)提升 1 直線運動公式大部分為矢量 解題的關(guān)鍵是規(guī)定正方向 把物理量用帶正 負(fù)號的代數(shù)值表示 化矢量式為標(biāo)量式 2 基本公式中含有五個物理量 知道其中的三個可以求另兩個 列運動學(xué)方程時 方程式中每一個物理量均對應(yīng)同一運動過程 3 勻變速直線運動常?？梢砸活}多解 掌握勻變速直線運動的運動學(xué)公式和推論 并能靈活運用 有時運用推論求解會使問題更加簡捷 4 養(yǎng)成根據(jù)題意畫出物體運動示意圖的習(xí)慣 尤其是較復(fù)雜的運動 畫出示意圖可以使問題簡化 2014年海南高考 短跑運動員完成100m賽跑的過程可簡化為勻加速直線運動和勻速直線運動兩個階段 一次比賽中 某運動員用11 00s跑完全程 已知運動員在加速階段的第2s內(nèi)通過的距離為7 5m 求該運動員的加速度及在加速階段通過的距離 針對訓(xùn)練1 答案 5m s210m 自由落體運動是初速度為零 加速度為重力加速度g的勻加速直線運動 一切勻加速直線運動的公式均適用于自由落體運動 尤其是初速度為零的勻加速直線運動的比例式 應(yīng)用更加頻繁 自由落體運動 考點2 2015年重慶高考 同學(xué)們利用如圖所示方法估測反應(yīng)時間 首先 甲同學(xué)捏住直尺上端 使直尺保持豎直狀態(tài) 直尺零刻度線位于乙同學(xué)的兩指之間 當(dāng)乙看見甲放開直尺時 立即用手指捏直尺 若捏住位置刻度讀數(shù)為x 則乙同學(xué)的反應(yīng)時間為 重力加速度為g 例2 基于上述原理 某同學(xué)用直尺制作測量反應(yīng)時間的工具 若測量范圍為0 0 4s 則所用直尺的長度至少為 cm g取10m s2 若以相等時間間隔在該直尺的另一面標(biāo)記出表示反應(yīng)時間的刻度線 則每個時間間隔在直尺上對應(yīng)的長度是 的 選填 相等 或 不相等 思路引導(dǎo) 1 直尺做何種運動 如何計算運動時間 2 自由落體運動 相等時間內(nèi)位移是否相等 直尺做自由落體運動 相等時間內(nèi)位移逐漸增大 每個時間間隔在直尺上對應(yīng)的長度不相等 總結(jié)提升 自由落體運動的解題步驟1 確定研究對象 選定研究過程 明確物體做自由落體運動 2 由勻變速直線運動的基本公式得到自由落體運動的公式 3 取豎直向下為正方向 把各已知量代入公式求解 如圖所示的A B兩個物體 距地面高度為45m A物體在運動過程中阻力不計 做自由落體運動 B物體在下落過程中受空氣阻力作用 其加速度大小為9m s2 已知重力加速度g取10m s2 A B兩物體均可視為質(zhì)點 則 1 若A B兩物體同時由靜止釋放 求當(dāng)物體A落地時物體B離地距離 針對訓(xùn)練2 2 若要使兩物體同時落地 且兩物體均由靜止開始釋放 求物體B需提前多長時間釋放 3 若將B物體移到A的正下方且距地面高度18m處的C點 并由靜止釋放 且AB同時釋放 為了使A在運動過程中與B相碰 則至少給A物體多大的豎直向下的初速度 一 豎直上拋運動的特點 豎直上拋運動 考點3 1 對稱性 如圖所示 物體以初速度v0做豎直上拋運動 A B為運動過程中的兩點 C為運動的最高點 2 速度的對稱性 物體在通過同一高度位置A時 上升速度與下落速度大小相等 方向相反 2 多解性 由于豎直上拋運動的往復(fù)性 物體通過拋出點上方某一位置時 可能處于上升階段 也可能處于下降階段 時間上具有多解性 如果已知距拋出點的距離為x時 還要考慮物體處于拋出點下方的情況 二 豎直上拋運動的處理方法1 分段法上升過程 物體做勻減速直線運動 加速度為重力加速度g 方向豎直向下 取初速度v0方向為正方向 a g 當(dāng)物體上升到最高點時末速度v 0 下落過程 自由落體運動 加速度為重力加速度g 方向豎直向下 2 整體法豎直上拋運動全過程可看做勻變速直線運動 上升 下降過程中加速度均為重力加速度g 方向豎直向下 與初速度v0方向相反 2014年上海高考 在離地高h(yuǎn)處 沿豎直方向向上和向下拋出兩個小球 他們的初速度大小均為v0 不計空氣阻力 兩球落地的時間差為 思路引導(dǎo) 1 豎直向上和豎直向下拋出的小球各做什么運動 2 兩球落地速度是否相等 例3 答案 A 總結(jié)提升 1 正確理解豎直上拋運動關(guān)系式 求解時把豎直上拋運動看成一個整體運動更簡便 但應(yīng)用時要注意位移 速度和加速度的正負(fù)及拋出點與坐標(biāo)原點的關(guān)系 在分析關(guān)系式時 要把它們與實際運動情況相結(jié)合 2 豎直下拋運動 1 以一定初速度v0豎直向下拋出 只在重力作用下的運動 性質(zhì)是初速度v0 0 加速度為g的勻加速直線運動 3 變換參考系 利用相對運動求解在拋體或自由落體運動中 物體運動的加速度相等 可以選取其中某一物體為參考系 此時其他物體相對于該物體處于勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài) 問題得到簡化 如圖所示 有一根長為L 0 5m的木棍AB 懸掛在某房頂上 一窗口高為d 1 5m 木棍B端離窗口上沿的距離h 5m 窗口下邊緣離地面的豎直高度H 13 5m 木棍正下方的地面上有一小球 現(xiàn)讓木棍從初始位置自由下落并經(jīng)過窗口 不計空氣阻力 取g 10m s2 則 1 求木棍B端下落到窗口上沿所用的時間 2 求木棍通過窗口所用的時間為多少 針對訓(xùn)練3 3 若木棍B端到達(dá)窗口上沿時 地面上的小球立即以某一初速度向上拋出 小球返回出發(fā)點時恰能與木棍B端相遇 則小球的初速度為多少 答案 1 1s 2 0 18s 3 5m s 方法技巧歸納 多過程問題的求解思路對多過程問題解決的基本方法是將一個復(fù)雜的物理過程分解成幾個簡單的有規(guī)律的子過程 并找出子過程之間的相互聯(lián)系和制約條件 這樣 只要我們在頭腦里形成一個清晰的物理情景 就能找到解決問題的簡捷辦法 1 準(zhǔn)確選取研究對象 根據(jù)題意畫出物體在各階段的運動示意圖 直觀呈現(xiàn)物體的運動過程 2 明確物體在各階段的運動性質(zhì) 找出題目給定的已知量 待求未知量以及中間量 3 合理選擇運動學(xué)公式 列出物體在各階段的運動方程 同時列出物體各階段間的關(guān)聯(lián)方程 4 勻變速直線運動涉及的公式較多 各公式相互聯(lián)系 大多數(shù)題目可一題多解 解題時要開闊思路 通過分析 對比 根據(jù)已知條件和題目特點適當(dāng)?shù)夭鸱?組合運動過程 選取最簡捷的解題方法 為了使航天員能適應(yīng)在失重環(huán)境下的工作和生活 國家航天局組織對航天員進(jìn)行失重訓(xùn)練 故需要創(chuàng)造一種失重環(huán)境 航天員乘坐到民航客機上后 訓(xùn)練客機總重5 104kg 以200m s速度沿30 傾角爬升到7000米高空后飛機向上拉起 沿豎直方向以200m s的初速度向上做勻減速直線運動 勻減速的加速度為g 取g 10m s2 當(dāng)飛機到最高點后立即掉頭向下 仍沿豎直方向以加速度g做加速運動 在前段時間內(nèi)創(chuàng)造出完全失重 當(dāng)飛機離地2000米高時為了安全必須拉起 后又可一次次重復(fù)為航天員失重訓(xùn)練 若飛機飛行時所受的空氣阻力f kv k 900N s m 每次飛機速度達(dá)到350m s后必須終止失重訓(xùn)練 否則飛機可能失速 求 例4 1 飛機一次上下運動為航天員創(chuàng)造的完全失重的時間 2 飛機下降離地4500米時飛機發(fā)動機的推力 整個運動空間重力加速度不變 思路引導(dǎo) 1 飛機飛行過程中 速度先達(dá)到350m s 還是先運動到2000米高空 2 飛機下降離地4500米時 處于何種運動狀態(tài) 發(fā)動機的推力和空氣阻力具有何種關(guān)系 答案 1 55s 2 2 7 105N 2016屆山西模擬 自由落體機 是一種使人體驗超重和失重的巨型娛樂器械 一個可乘十多人的環(huán)形座艙套在豎直柱子上 由升降機送上幾十米高處 然后讓座艙自由落下 加速度可看作g 落到一定位置時 制動系統(tǒng)啟動 制動加速度為a 到達(dá)地面時剛好停止 若已知開始下落時座艙離地高度為h 求 1 其在下落過程中的最大速度v 2 其在整個下落過程經(jīng)歷的時間t 針對訓(xùn)練4 考題隨堂演練 1 2016屆保定期中 關(guān)于勻變速直線運動的理解 下列說法不正確的是 A 做直線運動的物體 如果在相同時間里速度的變化量相同 則一定是勻變速直線運動B 做直線運動的物體 如果在任意兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)位移之差為一恒量 則一定是勻變速直線運動C 勻變速直線運動中在某段時間內(nèi)的中間時刻的瞬時速度小于中間位置的瞬時速度D 加速度恒定的直線運動是勻變速直線運動 答案 A 2 2016屆北京豐臺期中 一質(zhì)量為m的滑塊在粗糙水平面上滑行 通過頻閃照片分析得知 滑塊在最開始2s內(nèi)的位移是最后2s內(nèi)位移的兩倍 且已知滑塊最開始1s內(nèi)的位移為2 5m 由此可求得 A 滑塊的加速度為5m s2B 滑塊的初速度為5m sC 滑塊運動的總時間為3 5sD 滑塊運動的總位移為4 5m 答案 D 3 2015年江蘇高考 如圖所示 某 闖關(guān)游戲 的筆直通道上每隔8m設(shè)有一個關(guān)卡 各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉 放行和關(guān)閉的時間分別為5s和2s 關(guān)卡剛放行時 一同學(xué)立即在關(guān)卡1處以加速度2m s2由靜止加速到2m s 然后勻速向前 則最先擋住他前進(jìn)的關(guān)卡是 A 關(guān)卡2B 關(guān)卡3C 關(guān)卡4D 關(guān)卡5 答案 C 4 2014年上海高考 如