2022-2023年粵教版(2019)新教材高中物理必修1 第2章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用課件

習(xí)題課勻變速直線運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用第二章探究一勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)撥1.兩個(gè)基本公式(1)速度公式:vt=v0+at.(2)位移公式:s=v0t+at2.2.兩點(diǎn)說明(1)兩個(gè)基本公式只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng).(2)兩個(gè)公式均為矢量式,應(yīng)用時(shí)要選取正方向,一般選初速度的方向?yàn)檎较?a>0,加速;a<0,減速

3.解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的基本思路是:審題→畫過程草圖→判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)→選取正方向→選用公式列方程→解方程,必要時(shí)要進(jìn)行討論(比如剎車問題).實(shí)例引導(dǎo)例1以“冰雪智馭,E行時(shí)代”為主題的中國長春(國際)無人駕駛汽車冰雪挑戰(zhàn)賽正式開幕.在某次比賽中,無人駕駛汽車在平直公路上行駛,突然發(fā)現(xiàn)前方有障礙,智能系統(tǒng)識(shí)別后緊急制動(dòng).從制動(dòng)開始計(jì)時(shí),該汽車的位移s與時(shí)間t的關(guān)系為s=8t-t2(位移和時(shí)間的單位分別為m和s),下列說法正確的是(

)A.該汽車的初速度為6m/sB.該汽車剎車后5s末的速度大小為2m/sC.5s內(nèi)該汽車行駛了16mD.在汽車停止前任意相鄰1s內(nèi)的位移之差都是1m答案

C規(guī)律方法解答勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題時(shí)巧選公式的基本方法(1)如果題目已知條件中無位移x,也不需要求x,一般選用速度公式v=v0+at.(2)如果題目已知條件中無末速度v,也不需要求v,一般選用位移公式變式訓(xùn)練1一輛小轎車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),車的加速度a=1m/s2,某時(shí)刻t0=0時(shí)小轎車的速度v0=2m/s.求:(1)從此時(shí)刻開始,t=6s時(shí)小轎車速度v1的大小;(2)在這6s內(nèi)小轎車通過的位移大小s1;(3)從時(shí)刻t0=0開始,小轎車通過位移s2=16m時(shí)速度v2的大小.解析

(1)由v1=v0+at得v1=8

m/s.答案

(1)8m/s

(2)30m

(3)6m/s探究二勻變速直線運(yùn)動(dòng)的常用推論知識(shí)點(diǎn)撥4.位移差公式:Δs=aT2,sm-sn=(m-n)aT2.平均取代瞬時(shí)

5.初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(1)按時(shí)間等分(設(shè)相等的時(shí)間間隔為T)①T末、2T末、3T末、……、nT末的瞬時(shí)速度之比v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n.②T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)、……、nT內(nèi)的位移之比s1∶s2∶s3∶…∶sn=12∶22∶32∶…∶n2.③第一個(gè)T內(nèi)、第二個(gè)T內(nèi)、第三個(gè)T內(nèi)、……、第n個(gè)T內(nèi)的位移之比s1∶s2∶s3∶…∶sn=1∶3∶5∶…∶(2n-1).(2)按位移等分(設(shè)相等的位移為s)①前s末、前2s末、前3s末、……前ns末的瞬時(shí)速度之比v1∶v2∶v3∶…∶實(shí)例引導(dǎo)例2(多選)實(shí)驗(yàn)證實(shí)4個(gè)水球就可以擋住子彈.如圖所示,4個(gè)完全相同的水球緊挨在一起水平排列,子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))在水球中沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng),恰好穿出第4個(gè)水球,則以下說法正確的是(

)A.子彈在每個(gè)水球中速度變化相同B.由題干信息可以確定子彈穿過每個(gè)水球的時(shí)間C.子彈穿出第3個(gè)水球的瞬間速度與全程的平均速度相等答案

CD規(guī)律方法處理勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題的兩點(diǎn)注意事項(xiàng):(1)比例式成立的條件是物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).(2)對(duì)于末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng),可把它看成逆向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)用比例關(guān)系,可使問題簡化.變式訓(xùn)練2(多選)如圖所示,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),A、B、C、D為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的四點(diǎn),測得sAB=2m,sBC=3m,且物體通過AB、BC、CD所用的時(shí)間均為0.2s,則下列說法正確的是(

)A.物體的加速度大小為20m/s2B.物體的加速度大小為25m/s2C.CD=4mD.CD=5m解析

由sBC-sAB=aT2可得物體的加速度a==25

m/s2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由sCD-sBC=sBC-sAB可得sCD=4

m,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.答案

BC探究三運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像問題知識(shí)點(diǎn)撥1.s-t圖像的應(yīng)用

位移大小初、末位置的縱坐標(biāo)差的絕對(duì)值方向末位置與初位置的縱坐標(biāo)差的正負(fù)值,正值表示位移沿正方向,負(fù)值表示位移沿負(fù)方向速度大小斜率的絕對(duì)值方向斜率的正負(fù)值,正值表示物體向正方向運(yùn)動(dòng),負(fù)值表示物體向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)開始位置圖線起點(diǎn)縱坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)開始時(shí)刻圖線起點(diǎn)橫坐標(biāo)兩圖線交點(diǎn)的含義表示兩物體相遇2.v-t圖像的應(yīng)用

圖線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)正負(fù)表示瞬時(shí)速度的方向絕對(duì)值表示瞬時(shí)速度的大小圖線的斜率正負(fù)表示加速度的方向絕對(duì)值表示加速度的大小圖線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)縱截距表示初速度橫截距表示開始運(yùn)動(dòng)或速度為零的時(shí)刻圖線的拐點(diǎn)表示加速度改變

兩圖線的交點(diǎn)表示速度相等圖線與橫軸所圍圖形的面積表示位移,面積在橫軸上方時(shí)位移為正值,在橫軸下方時(shí)位移為負(fù)值大小或方向

3.形狀一樣的圖線,在不同圖像中所表示的物理意義不同,因此在應(yīng)用時(shí)要特別注意看清楚圖像的縱、橫軸所描述的是什么物理量.實(shí)例引導(dǎo)例3(多選)甲、乙兩物體在t=0時(shí)刻經(jīng)過同一位置沿x軸運(yùn)動(dòng),其v-t圖像如圖所示,則(

)A.甲、乙在t=0到t=1s之間沿同一方向運(yùn)動(dòng)B.乙在t=0到t=7s之間的位移為零C.甲在t=0到t=4s之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D.甲、乙在t=6s時(shí)的加速度方向相同解析

根據(jù)v-t圖像可知,在t=0到t=1

s這段時(shí)間內(nèi),甲一直向正方向運(yùn)動(dòng),而乙先向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)再向正方向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在t=0到t=7

s這段時(shí)間內(nèi),乙的位移為零,選項(xiàng)B正確;在t=0到t=4

s這段時(shí)間內(nèi),甲一直向正方向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在t=6

s時(shí),甲、乙的加速度方向均為負(fù)方向,選項(xiàng)D正確.答案

BD規(guī)律方法運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像的“五看”項(xiàng)目s-t圖像v-t圖像軸縱軸為位移x縱軸為速度v線傾斜直線表示勻速直線運(yùn)動(dòng)傾斜直線表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)斜率表示速率表示加速度面積無實(shí)際意義圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移縱截距表示初位置表示初速度變式訓(xùn)練3(多選)物體甲的s-t圖像和物體乙的v-t圖像分別如圖所示,則這兩物體的運(yùn)動(dòng)情況是(

)A.甲在整個(gè)t=6s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變,它通過的總位移大小為4mB.甲在整個(gè)t=6s時(shí)間內(nèi)來回運(yùn)動(dòng),它通過的總位移為零C.乙在整個(gè)t=6s時(shí)間內(nèi)來回運(yùn)動(dòng),它通過的總位移為零D.乙在整個(gè)t=6s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變,它通過的總位移大小為4m解析

s-t圖像中,初位置-2

m到末位置2

m的總位移為4

m,整個(gè)過程運(yùn)動(dòng)方向不變,一直是正方向,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;v-t圖像中,圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移,前3

s和后3

s的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了改變,所以物體的總位移為零,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.答案

AC隨堂檢測1.某潛水器完成海試任務(wù)后從海底豎直上浮,從上浮速度為v時(shí)開始計(jì)時(shí),做勻減速上浮,經(jīng)過時(shí)間t上浮到海面,速度恰好減為零,則潛水器在t0(t0<t)時(shí)刻距離海平面的深度為(

)答案

D2.物體先做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),加速度為a1,當(dāng)速度達(dá)到v時(shí),改為以a2做勻減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零,在加速和減速過程中,物體的位移和所用時(shí)間分別為s1、t1和s2、t2.下列式子不成立的是(

)答案

C3.汽車由靜止開始在平直的公路上行駛,在0~60s內(nèi)汽車的加速度隨時(shí)間變化的圖線如圖所示.(1)畫出汽車在0~60s內(nèi)的v-t圖像;(2)求在這60s內(nèi)汽車行駛的路程.解析

(1)設(shè)t=10

s、40

s、60

s時(shí)汽車的速度分別為v1、v2、v3.由a-t圖像知在0~10

s內(nèi)汽車以大小為2

m/s2的加速度勻加速行駛,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v1=2×10

m/