高中物理人教必修一第二章 《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究》課后習(xí)題講解課件(共30張PPT)

1、2.2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系課后習(xí)題講解1、列車原來(lái)的速度是 36 km/h，在一段下坡路上加速度為 0.2 m/s2。 列車行駛到下坡路末端時(shí)，速度增加到54 km/h。求列車通過(guò)這段下坡路所用的時(shí)間。 列車速度由 36 km/h增加到54 km/h說(shuō)明在做勻加速度運(yùn)動(dòng)，圖像大致如圖所示：解：由已知得初速度末速度加速度a=0.2 m/s2恒定不變，且為正值。由公式v=v0+at代入數(shù)據(jù)得：15m/s=10m/s+0.2m/s2t算得t=25s解：2、以 72 km/h的速度行駛的列車在駛近一座石拱橋時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小是 0.1 m/s2，列車減速行駛2 min后的速度

2、是多少？ 列車做勻減速度運(yùn)動(dòng)，圖像大致如圖所示：由已知得初速度由公式v=v0+at，當(dāng)末速度a=0時(shí)剎車停止，此時(shí)的加速度為負(fù)值。代入得：0=20m/s+（ 0.1 m/s2）t算得t=200s，大于2 min。故2 min后的速度為：v=v0+at=20m/s+（ 0.1 m/s2）120s=8m/s。解：3、2015年12月14日，嫦娥三號(hào)登月探測(cè)器平穩(wěn)落月，中國(guó)首次地外天體軟著陸成功。當(dāng)它靠近月球后，先懸停在月面上方一定高度，之后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，以 1.6 m/s的加速度下落，經(jīng)過(guò)2.25s到達(dá)月面，此時(shí)探測(cè)器的速度是多少？軟著陸 指的是到達(dá)月面的時(shí)候速度剛好為0，所以飛船實(shí)際上做減速運(yùn)動(dòng)，

3、末速度為0，加速度為負(fù)值：由公式v=v0+at代入數(shù)據(jù)得：0=v0+（ 1.6）m/s22.25s算得：v0=3.6m/s4、一個(gè)物體沿著直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖所示。（1）它在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻的速度，哪個(gè)最大？哪個(gè)最小？（2）它在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻的速度方向是否相同?（3）它在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻的加速度，哪個(gè)最大？哪個(gè)最小？（4）它在1s末和7s末的加速度方向是否相同?解： v-t圖象中圖象上的每一點(diǎn)表示物體的速度，圖象的斜率表示加速度；圖象與時(shí)間軸圍成的圖象面積表示位移。（1）它在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻的速度分別為1.5m/s、2m/s和1m

4、/s；故4s末速度最大，7s末的速度最小。勻速勻加速勻減速勻速勻加速勻減速（2）三個(gè)時(shí)刻的速度均沿正方向，故方向相同；（3）圖象的斜率表示加速度，則圖可知，7s末的加速度最大，4s末的加速度最??；vt）vt）、（4）1s末的加速度沿正方向，7s末的加速度沿反方向；故二者方向不相同。2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系課后習(xí)題講解1、以36 km/h的速度行駛的列車開(kāi)始下坡，在坡路上的加速度等于0.2 m/s2，經(jīng)過(guò)30 s到達(dá)坡底。求坡路的長(zhǎng)度和列車到達(dá)坡底時(shí)的速度。解： 運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，首先要熟記那三條公式，然后知三求二即可。 火車走下坡路，說(shuō)明加速是正值，則火車的初速度v0=36 km/h=

5、10m/s（1）求坡路的長(zhǎng)度，根據(jù)位移公式，得代入數(shù)據(jù)解得x=390m（2）求坡底的速度，則是末速度，根據(jù)速度公式，得v=v0+at代入數(shù)據(jù)v=10m/s+0.2m/s230s解得v=16m/s2、以18 m/s的速度行駛的汽車，制動(dòng)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在3s內(nèi)前進(jìn)36 m。求汽車的加速度及制動(dòng)后5s內(nèi)發(fā)生的位移。解：勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為負(fù)值，代入數(shù)據(jù)時(shí)要注意以及剎車停止時(shí)間。根據(jù)題意初速度v0=18 m/s，t1=3s，t2=5s，位移x=36 m。（1）根據(jù)位移公式，得代入數(shù)據(jù)解得a=-4m/s2（2）設(shè)剎車時(shí)間為t3，此時(shí)末速度v=0，則根據(jù)速度公式，得v=v0+at代入數(shù)據(jù)0=18m/

6、s+（-4m/s2）t3解得t3=4.5s在4.5s時(shí)汽車已經(jīng)停止，所以t2=5s內(nèi)發(fā)生的位移等于t3=4.5s內(nèi)發(fā)生的位移，根據(jù)位移公式，得代入數(shù)據(jù)解得x=40.5m。3、速度、加速度的測(cè)量通常比位移的測(cè)量要復(fù)雜些，而有的時(shí)候我們只需比較兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小，并不需要知道加速度的具體數(shù)值。例如，比較兩輛汽車的加速性能就是這樣。如果已知兩個(gè)物體在相同時(shí)間內(nèi)從靜止開(kāi)始勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移之比，怎樣根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律求出它們的加速度之比？解：兩物體都是由靜止開(kāi)始，則初速度v0=0，根據(jù)位移公式，得時(shí)間t相同，加速度之比等于位移之比，即4、滑躍式起飛是一種航母艦載機(jī)的起飛方式。飛機(jī)跑道的前一部分是

7、水平的，跑道尾段略微向上翹起。飛機(jī)在尾段翹起跑道上的運(yùn)動(dòng)雖然會(huì)使加速度略有減小，但能使飛機(jī)具有斜向上的速度，有利于飛機(jī)的起飛。假設(shè)某飛機(jī)滑躍式起飛過(guò)程是兩段連續(xù)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，前一段的加速度為7.8 m/s2，位移為180m，后一段的加速度為5.2 m/s2，路程為15 m，求飛機(jī)離艦時(shí)的速度有多大？解：如圖把飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為兩個(gè)階段，每個(gè)階段都是做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。其中M點(diǎn)的速度既是第一階段的末速度又是下一階段的初速度。由題意可知第一階段的的初速度為0，a1=7.8 m/s2，x1=180m，a2=5.2 m/s2，x2=15m。就是沒(méi)有知道時(shí)間所以考慮用速度位移公式第一階段：第二階段：聯(lián)

8、立消去得：代入數(shù)據(jù)解得v=54.44m/s5、神舟五號(hào)載人飛船的返回艙距地面10 km時(shí)開(kāi)始啟動(dòng)降落傘裝置，速度減至10 m/s，并以這個(gè)速度在大氣中降落。在距地面1.2 m時(shí)，返回艙的四臺(tái)緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始向下噴氣，艙體再次減速。設(shè)最后減速過(guò)程中返回艙做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，并且到達(dá)地面時(shí)恰好速度為0，求最后減速階段的加速度。解：如圖把飛船的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為兩個(gè)階段，每個(gè)階段都是做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度均為負(fù)值。其中距離地面的M點(diǎn)的速度既是第一階段的末速度又是下一階段的初速度。由題意可知我們研究的是第二階段，則第二階段的初速度為v0=10m/s，末速度v=0，位移x=1.2m。就是沒(méi)有知道時(shí)間所以考慮用速

9、度位移公式代入數(shù)據(jù)解得a=41.7m/s2.6、一輛肇事汽車在緊急剎車后停了下來(lái)，路面上留下了一條車輪滑動(dòng)的磨痕。警察為了判斷汽車剎車時(shí)速度的大小，測(cè)出路面上車輪磨痕的長(zhǎng)度為22.5 m。根據(jù)對(duì)車輪和路面材料的分析可以知道，車輪在路面上滑動(dòng)時(shí)汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小是5.0 m/s2。請(qǐng)你根據(jù)以上條件，計(jì)算汽車剛開(kāi)始剎車時(shí)的速度是多少？解：汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為負(fù)值，由題意知末速度v=0，位移x=22.5m，就速度a=-5.0 m/s2，不知道時(shí)間所以考慮用速度位移公式代入數(shù)據(jù)解得v=15m/s.2.4自由落體運(yùn)動(dòng)課后習(xí)題講解1、把一張紙片和一塊橡皮同時(shí)釋放下落，哪個(gè)落得快？再把紙

10、片捏成一個(gè)很緊的小紙團(tuán)，和橡皮同時(shí)釋放，下落快慢有什么變化？怎樣解釋這個(gè)現(xiàn)象？解：紙片與橡皮同時(shí)釋放，由于紙片受到的空氣阻力較大，可知橡皮先落地。不考慮空氣阻力，橡皮和紙片、紙團(tuán)都做自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)釋放，將幾乎同時(shí)落地。紙團(tuán)和橡皮同時(shí)釋放，由于紙團(tuán)受到的阻力與橡皮受到的阻力相差不大，可知它們幾乎同時(shí)落地。解：2、跳水運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)從5m跳臺(tái)雙腳朝下自由落下，某同學(xué)利用手機(jī)的連拍功能，連拍了多張照片。測(cè)得其中兩張連續(xù)的照片中運(yùn)動(dòng)員雙腳離水面的高度分別為3.4 m和1.8 m。由此估算手機(jī)連拍時(shí)間間隔是多少？ 設(shè)下降到雙腳離水面的高度分別為3.4m和1.8m的時(shí)間分別為t1和t2，由自由落體運(yùn)動(dòng)的

11、規(guī)律：分別代入數(shù)據(jù)有：分別解得：所以手機(jī)連拍的時(shí)間間隔代入數(shù)據(jù)得所以解：3、為了測(cè)出井口到水面的距離，讓一個(gè)小石塊從井口自由落下，經(jīng)過(guò) 2.5 s后聽(tīng)到石塊擊水的聲音，估算井口到水面的距離?？紤]到聲音在空氣中傳播需要一定的時(shí)間，估算結(jié)果偏大還是偏?。?設(shè)井口到水面的距離為h，估算時(shí)可以不考慮聲音傳播所需要的時(shí)間。小石塊做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2.5s，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式可知代入數(shù)據(jù)得所以 聲音在空中傳播需要時(shí)間，故實(shí)際做自由落體的時(shí)間小于聽(tīng)到擊水聲音的時(shí)間，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式 可知，實(shí)際值小于估算值。解：4、有一架照相機(jī)，其光圈（進(jìn)光孔徑）隨被攝物體的亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)，而

12、快門(曝光時(shí)間)是固定不變的。為估測(cè)這架照相機(jī)的曝光時(shí)間，實(shí)驗(yàn)者從某磚墻前的高處使一個(gè)石子自由落下，拍攝石子在空中的照片如圖所示。由于石子的運(yùn)動(dòng)，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。已知石子從地面以上2.5m的高度下落，每塊磚的平均厚度為6cm，請(qǐng)估算這張照片的曝光時(shí)間。 如圖它留下的徑跡命名為AB，AB長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就是照相機(jī)曝光的時(shí)間。 設(shè)開(kāi)始下落點(diǎn)為O點(diǎn)，O點(diǎn)到地面的距離h=2.5m，由圖可知AB的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)大約兩塊磚，則AB=26cm=12cm=0.12m 同理由圖可知A點(diǎn)到地面的高度，對(duì)應(yīng)大約8.5塊磚，則h1=8.56cm =51cm =0.51m 同理由圖可知B點(diǎn)到地面的高度，對(duì)應(yīng)大

13、約6.5塊磚，則h2=6.56cm =39cm =0.39m那么就有OA=h-h1 =2.5m-0.51m =1.99mOB=h-h2 =2.5m-0.39m =2.11m由于自由落體的位移公式知，從O到A有：代入數(shù)據(jù)得解得同理從O到B有：代入數(shù)據(jù)得解得所以曝光時(shí)間代入數(shù)據(jù)得所以解：5.、頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)手段。在暗室中，照相機(jī)的快門處于常開(kāi)狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置。圖是小球自由下落時(shí)的頻閃照片示意圖，頻閃儀每隔0.04 s閃光一次。如果要通過(guò)這幅照片測(cè)量自由落體的加速度，可以采用哪幾種方法？試一試。照片中的數(shù)字是小球落下的距離，單位是厘米。方法一：根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系得其中h=0.196m，t為5個(gè)時(shí)間間隔，所以t=5T=0.2s。代入數(shù)據(jù)得解得方法二：逐差法，根據(jù)公式，則有方法三：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，中間時(shí)刻的速度等于這段時(shí)間內(nèi)丹 平均速度，可得：解得：解：7、制作一把“人的反應(yīng)時(shí)間測(cè)量尺”。如圖甲，A 同學(xué)用兩個(gè)手指捏住直尺的頂 端，B同學(xué)用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的準(zhǔn)備，但手不碰到直尺。在A同學(xué)放開(kāi)手指讓直尺