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1、2022年高三物理 第4課時(shí) 第1章 直線運(yùn)動(dòng)之圖象教案 新人教版必修1
第1章 直線運(yùn)動(dòng)之圖象
一、 知識(shí)要點(diǎn)
圖象的斜率表示速度,截距表示初位置,與t軸的交點(diǎn)表示回到原點(diǎn),兩圖線的交點(diǎn)表示兩物體相遇。圖象不表示運(yùn)動(dòng)軌跡。
圖象的斜率表示加速度a,圖象的“面積”表示位移X。截距表示初速度,與t軸的交點(diǎn)表示回速度為0, 兩圖線的交點(diǎn)表示兩物體速度相等。
圖象的“面積”表示速度v.
上圖如是x-t圖象,0-2s表示勻速運(yùn)動(dòng),速度為5m/s(斜率),2-6s表示靜止,6-8s表示反方向勻速運(yùn)動(dòng),8s末到達(dá)出發(fā)點(diǎn),8-10s表示繼續(xù)反方向勻速運(yùn)動(dòng)。
上圖如是v-t圖象,0-2s
2、表示勻加速運(yùn)動(dòng),速度為5m/s2(斜率),2-6s表示勻速運(yùn)動(dòng),6-8s表示勻減速運(yùn)動(dòng),8s末速度為0,8-10s表示反方向勻加速運(yùn)動(dòng)。
二、 題型歸納
1. 識(shí)圖(讀圖)
例1.(xx上海物理)18.如圖為質(zhì)量相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一直線上運(yùn)動(dòng)的圖像,由圖可知
(A)在時(shí)刻兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一位置
(B)在時(shí)刻兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)速度相等
(C)在時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)比質(zhì)點(diǎn)位移大
(D)在時(shí)間內(nèi)合外力對(duì)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)做功相等
例1.(上海物理)18.答案:BCD
解析:首先,B正確;根據(jù)位移由圖像中面積表示,在時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)B比質(zhì)點(diǎn)A位移大,C正確而A錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理,合外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功等于動(dòng)能的變化,D正確
3、;本題選BCD。
本題考查圖象的理解和動(dòng)能定理。對(duì)D,如果根據(jù)W=Fs則難判斷。
2. 作圖(畫圖)
例2.(xx全國(guó)卷1)24.汽車由靜止開始在平直的公路上行駛,0 ~60s內(nèi)汽車的加速度隨時(shí)間變化的圖線如圖所示。
⑴畫出汽車在0~60s內(nèi)的v-t圖線;
⑵求在這60s內(nèi)汽車行駛的路程。
例2.(全國(guó)卷1)24.【答案】⑴速度圖像如圖。⑵900m
【解析】由加速度圖像可知前10s汽車勻加速,后20s汽車勻減速恰好停止,因?yàn)閳D像的面積表示速度的變化,此兩段的面積相等。最大速度為20m/s。所以速度圖像為圖。然后利用速度圖像的面積求出位移。
⑵汽車運(yùn)動(dòng)的面積為勻加速、
4、勻速、勻減速三段的位移之和。
m。
3. 做圖輔助解題
例3.(xx新課標(biāo)卷)24.(14分)短跑名將博爾特在北京奧運(yùn)會(huì)上創(chuàng)造了100m和200m短跑項(xiàng)目的新世界紀(jì)錄,他的成績(jī)分別是9.69s和l9.30s.假定他在100m比賽時(shí)從發(fā)令到起跑的反應(yīng)時(shí)間是0.15s,起跑后做勻加速運(yùn)動(dòng),達(dá)到最大速率后做勻速運(yùn)動(dòng).200m比賽時(shí),反應(yīng)時(shí)間及起跑后加速階段的加速度和加速時(shí)間與l00m比賽時(shí)相同,但由于彎道和體力等因素的影響,以后的平均速率只有跑l00m時(shí)最大速率的96%.求:
(1)加速所用時(shí)間和達(dá)到的最大速率。
(2)起跑后做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度。(結(jié)果保留兩位小數(shù))
例3.(新課標(biāo)卷)
5、24.[解析]
(1)加速所用時(shí)間t和達(dá)到的最大速率v,
,
聯(lián)立解得:,
(2)起跑后做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a,
,解得:。
三、 例題解析
例4.(xx全國(guó)1卷第23題).(14分)
已知O、A、B、C為同一直線上的四點(diǎn)、AB間的距離為l1,BC間的距離為l2,一物體自O(shè)點(diǎn)由靜止出發(fā),沿此直線做勻速運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn),已知物體通過AB段與BC段所用的時(shí)間相等。求O與A的距離.
解析法:
圖象法:
例5.(xx年高考全國(guó)1卷23題).(15分)甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練交接棒的過程中發(fā)現(xiàn):甲經(jīng)短距離加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙從起跑后到接棒前的運(yùn)
6、動(dòng)是勻加速的。為了確定乙起跑的時(shí)機(jī),需在接力區(qū)前適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置標(biāo)記。在某次練習(xí)中,甲在接力區(qū)前S0=13.5m處作了標(biāo)記,并以V=9m/s的速度跑到此標(biāo)記時(shí)向乙發(fā)出起跑口令。乙在接力區(qū)的前端聽到口令時(shí)起跑,并恰好在速度達(dá)到與甲相同時(shí)被甲追上,完成交接棒。已知接力區(qū)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=20m。
求:(1)此次練習(xí)中乙在接棒前的加速度a;
(2)在完成交接棒時(shí)乙離接力區(qū)末端的距離。
教學(xué)法: 23.(1)在甲發(fā)出口令后,甲乙達(dá)到共同速度所用時(shí)間為:
在這段時(shí)間內(nèi)甲、乙的位移分別為S1和S2,則
7、
聯(lián)立、、、式解得:,。
(2)在這段時(shí)間內(nèi),乙在接力區(qū)的位移為:,。
完成交接棒時(shí),乙與接力區(qū)末端的距離為
圖象法:
例6.一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上向上躍起,舉雙臂直體離開臺(tái)面,此時(shí)其重心位于從手到腳全長(zhǎng)的中點(diǎn),躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn),落水時(shí)身體豎直,手先入水(在此過程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì))從離開跳臺(tái)到手觸水面,他可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間是______s。(計(jì)算時(shí),可以把運(yùn)動(dòng)員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個(gè)質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2,結(jié)果保留二位數(shù)
8、)
解析: 運(yùn)動(dòng)員的跳水過程是一個(gè)很復(fù)雜的過程,主要是豎直方向的上下運(yùn)動(dòng),但也有水平方向的運(yùn)動(dòng),更有運(yùn)動(dòng)員做的各種動(dòng)作。構(gòu)建運(yùn)動(dòng)模型,應(yīng)抓主要因素。現(xiàn)在要討論的是運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,這個(gè)時(shí)間從根本上講與運(yùn)動(dòng)員所作的各種動(dòng)作以及水平運(yùn)動(dòng)無關(guān),應(yīng)由豎直運(yùn)動(dòng)決定,因此忽略運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作,把運(yùn)動(dòng)員當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),同時(shí)忽略他的水平運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然,這兩點(diǎn)題目都作了說明,所以一定程度上“建模”的要求已經(jīng)有所降低,但我們應(yīng)該理解這樣處理的原因。這樣,我們把問題提煉成了質(zhì)點(diǎn)作豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物理模型。
在定性地把握住物理模型之后,應(yīng)把這個(gè)模型細(xì)化,使之更清晰??僧嫵鋈鐖D所示的示意圖。由圖可知,運(yùn)動(dòng)員作豎直上拋運(yùn)動(dòng),上升高度h,即題中的0.45m;從最高點(diǎn)下降到手觸到水面,下降的高度為H,由圖中H、h、10m三者的關(guān)系可知H=10.45m。
由于初速未知,所以應(yīng)分段處理該運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)員躍起上升的時(shí)間為:s
從最高點(diǎn)下落至手觸水面,所需的時(shí)間為:s
所以運(yùn)動(dòng)員在空中用于完成動(dòng)作的時(shí)間約為:=1.7s
圖象法: