2019版高考物理總復習 第一章 運動的描述 勻變速直線運動的研究 基礎課2 勻變速直線運動的規(guī)律課件.ppt

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基礎課2勻變速直線運動的規(guī)律 勻變速直線運動 1 概念 沿一條直線且不變的運動 2 分類 1 勻加速直線運動 a與v方向 2 勻減速直線運動 a與v方向 知識排查 加速度 相同 相反 勻變速直線運動的推論 aT2 m n 初速度為零的勻變速直線運動的重要推論 1 2 3 n 12 22 32 n2 1 3 5 2N 1 1 條件 物體只受 從靜止開始下落 2 基本規(guī)律 1 速度公式 2 位移公式 3 速度位移關系式 3 伽利略對自由落體運動的研究伽利略對自由落體運動的研究方法是邏輯推理 猜想與假設 實驗驗證 這種方法的核心是把實驗和邏輯推理 包括數(shù)學演算 和諧地結合起來 自由落體運動 重力 v gt v2 2gh 合理外推 1 思考判斷 1 勻變速直線運動是加速度均勻變化的直線運動 2 勻變速直線運動是速度均勻變化的直線運動 3 勻加速直線運動1T末 2T末 3T末的瞬時速度之比為1 2 3 4 做自由落體運動的物體 下落的高度與時間成正比 答案 1 2 3 4 小題速練 2 一物體做初速度為零的勻加速直線運動 將其運動時間順次分成1 2 3的三段 則每段時間內(nèi)的位移之比為 A 1 3 5B 1 4 9C 1 8 27D 1 16 81答案C 3 人教版必修1 P40 T3改編 以18m s的速度行駛的汽車 制動后做勻減速運動 在3s內(nèi)前進36m 則汽車在5s內(nèi)的位移為 A 50mB 45mC 40 5mD 40m 答案C 4 人教版必修1 P45 T5 頻閃攝影是研究變速運動常用的實驗手段 在暗室中 照相機的快門處于常開狀態(tài) 頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光 照亮運動的物體 于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置 如圖1是小球自由下落時的頻閃照片示意圖 頻閃儀每隔0 04s閃光一次 如果通過這幅照片測量自由落體加速度 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 圖1 x 19 6cm 0 196m t 5T 0 2s 法二根據(jù)公式 x gT2 答案見解析 勻變速直線運動規(guī)律的基本應用 1 運動學公式中符號的規(guī)定一般規(guī)定初速度的方向為正方向 與初速度同向的物理量取正值 反向的物理量取負值 若v0 0 一般以a的方向為正方向 2 解決運動學問題的基本思路 典例 如圖2所示 冰壺以速度v垂直進入四個寬為l的矩形區(qū)域沿虛線做勻減速直線運動 且剛要離開第四個矩形區(qū)域的E點時速度恰好為零 冰壺通過前三個矩形的時間為t 試通過所學知識分析并計算冰壺通過第四個矩形區(qū)域所用的時間是多少 可選用多種方法 圖2 解析法一一般公式法根據(jù)位移公式和速度公式 由A到E 有 式中 t1為冰壺通過四個矩形區(qū)域所用的時間 a為其加速度的大小 所以冰壺通過第四個矩形區(qū)域所用的時間為t t1 t t 法二逆向思維法冰壺通過矩形區(qū)域做勻減速直線運動 可看做冰壺從E點開始做初速度為零的勻加速直線運動 式中 t1為冰壺通過四個矩形區(qū)域所用的時間 a為其加速度的大小 所以冰壺通過第四個矩形區(qū)域所用的時間為t t1 t t 法三圖象法冰壺做勻減速直線運動的速度 時間圖象如圖所示 冰壺由A到E的位移與由D到E的位移之比為4 1 由于相似三角形的面積之比等于對應邊長的平方之比 則tOE tOD 2 1 故tDE tOD t 即冰壺通過第四個矩形區(qū)域所用的時間為t t 答案t 解答勻變速直線運動問題常用方法如下 1 2018 連云港模擬 一個物體做勻加速直線運動 它在第3s內(nèi)的位移為5m 則下列說法正確的是 A 物體在第3s末的速度一定是6m sB 物體的加速度一定是2m s2C 物體在前5s內(nèi)的位移一定是25mD 物體在第5s內(nèi)的位移一定是9m 答案C 答案C 3 如圖3所示 在成都天府大道某處安裝了一臺500萬像素的固定雷達測速儀 可以準確抓拍超速車輛以及測量運動車輛的加速度 一輛汽車正從A點迎面駛向測速儀B 若測速儀與汽車相距355m 此時測速儀發(fā)出超聲波 同時車由于緊急情況而急剎車 汽車運動到C處與超聲波相遇 當測速儀接受到發(fā)射回來的超聲波信號時 汽車恰好停止于D點 且此時汽車與測速儀相距335m 忽略測速儀安裝高度的影響 可簡化為圖4所示分析 已知超聲波速度為340m s 1 求汽車剎車過程中的加速度a 2 此路段有80km h的限速標志 分析該汽車剎車時的行駛速度是否超速 答案 1 10m s2 2 不超速 自由落體運動和豎直上拋運動 1 應用自由落體運動規(guī)律解題時的兩點注意 1 可充分利用自由落體運動初速度為零的特點 比例關系及推論等規(guī)律解題 2 物體由靜止開始的自由下落過程才是自由落體運動 從中間截取的一段運動過程不是自由落體運動 而是豎直下拋運動 應該用初速度不為零的勻變速直線運動規(guī)律去解決問題 1 多選 一物體從離地面45m高處做自由落體運動 g取10m s2 則下列說法正確的是 A 物體運動3s后落地B 物體落地時的速度大小為30m sC 物體在落地前最后1s內(nèi)的位移為25mD 物體在整個下落過程中的平均速度為20m s 答案ABC 2 某校一課外活動小組自制一枚火箭 設火箭從地面發(fā)射后 始終在垂直于地面的方向上運動 火箭點火后可認為做勻加速直線運動 經(jīng)過4s到達離地面40m高處時燃料恰好用完 若不計空氣阻力 取g 10m s2 求 1 燃料恰好用完時火箭的速度 2 火箭上升離地面的最大高度 3 火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過程的總時間 解析設燃料用完時火箭的速度為v1 所用時間為t1 火箭的上升運動分為兩個過程 第一個過程做勻加速直線運動 第二個過程做豎直上拋運動至最高點 所以火箭上升離地面的最大高度h h1 h2 40m 20m 60m 在運動學問題的解題過程中 若多個物體所參與的運動規(guī)律完全相同 可將多個物體的運動轉換為一個物體的連續(xù)運動 解答過程將變得簡單明了 多物體的勻變速直線運動 1 取一根長2m左右的細線 5個鐵墊圈和一個金屬盤 在線端系上第一個墊圈 隔12cm再系一個 以后墊圈之間的距離分別是36cm 60cm 84cm 如圖5所示 站在椅子上 向上提起線的上端 讓線自由垂下 且第一個墊圈緊靠放在地上的金屬盤 松手后開始計時 若不計空氣阻力 則第2 3 4 5個墊圈 圖5 解析把多個鐵墊圈的運動轉化為一個鐵墊圈的自由落體運動 根據(jù)題意可知每兩個相鄰墊圈之間的距離差都為24cm 由 x aT2可知墊圈落到盤上的聲音時間間隔相等 選項A D錯誤 B正確 由v gt可知墊圈依次落到盤上的速率關系為1 2 3 4 選項C錯誤 答案B 2 2017 淮南模擬 如圖6所示 一雜技演員用一只手拋球 接球 他每隔0 4s拋出一球 接到球便立即把球拋出 已知除拋 接球的時刻外 空中總有4個球 將球的運動近似看作是豎直方向的運動 球到達的最大高度是 高度從拋球點算起 取g 10m s2 A 1 6mB 2 4mC 3 2mD 4 0m 圖6 答案C 3 從斜面上某一位置每隔0 1s釋放一顆小球 在連續(xù)釋放幾顆后 對斜面上正在運動著的小球拍下部分照片 如圖7所示 現(xiàn)測得AB 15cm BC 20cm 已知小球在斜面上做勻加速直線運動 且加速度大小相同 求 1 小球的加速度大小 2 拍攝時B球的速度大小 3 D C兩球相距多遠 4 A球上面正在運動著的小球共有幾顆 圖7 則B球上面正在運動著的小球共有三顆 A球上面正在運動著的小球共有兩顆 3 由 x DC BC BC AB得DC BC BC AB 20cm 5cm 25cm 答案 1 5m s2 2 1 75m s 3 25cm 4 兩顆 形異質(zhì)同 類問題 比較思維能力的培養(yǎng) 什么是 形異質(zhì)同 和 形同質(zhì)異 題目做得多了 會遇到一類遵循的物理規(guī)律相同 但提供的物理情景新穎 信息陌生 物理過程獨特的問題 對這類問題同學們往往感覺難度大 無從下手 其實這類問題看似陌生 實則與我們平時練習的題目同根同源 只不過是命題人巧加 改頭換面 而已 這類問題我們稱之為形異質(zhì)同 另外 平時做題時還會遇到一類物理情景比較熟悉 物理過程似曾相識的問題 對于這類問題 又往往因?qū)忣}不嚴 慣性思維 不注意題中所給條件的細微區(qū)別 而解答失誤 這類問題我們稱之為形同質(zhì)異 下面列舉兩類勻變速直線運動中的 形異質(zhì)同 問題 類型一水平剎車與沿粗糙斜面上滑1 一輛汽車在平直公路上做剎車實驗 t 0時刻起開始剎車 剎車過程的位移大小x與速度大小v的關系為x 10 0 1v2 m 下列分析正確的是 A 剎車過程汽車的加速度大小為0 2m s2B 剎車過程持續(xù)的時間為2sC t 0時刻汽車的速度大小為5m sD 剎車全過程的位移大小為5m 答案B 2 2017 南昌調(diào)研 多選 如圖8所示 木板與水平地面間的夾角 30 可視為質(zhì)點的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑 若讓該小木塊從木板的底端以初速度v0 10m s沿木板向上運動 取g 10m s2 則以下結論正確的是 圖8 答案AD 1 汽車在水平路面上的剎車問題中 當汽車速度為零后 汽車將停止運動 2 物體沿粗糙斜面上滑至最高點后 若有mgsin mgcos 則物體的運動規(guī)律與汽車在水平路面上的剎車問題類似 類型二豎直上拋運動與沿光滑斜面上滑3 在某一高度以v0 20m s的初速度豎直上拋一個小球 不計空氣阻力 當小球速度大小為10m s時 以下判斷正確的是 g取10m s2 A 小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小一定為15m s 方向向上B 小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小一定為5m s 方向向下C 小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小一定為5m s 方向向上D 小球的位移大小一定是15m 答案D 4 多選 如圖9所示 在光滑足夠長的斜面上 有一物體以10m s的初速度沿斜面向上運動 物體的加速度大小始終為5m s2 方向沿斜面向下 當物體的位移大小為7 5m時 下列說法正確的是 圖9 解析當物體的位置在出發(fā)點的上方時 即t2 4t 3 0 所以t1 3s或t2 1s由v v0 at得v 5m s當物體的位置在出發(fā)點的下方時 答案ABC 豎直上拋運動和物體沿光滑斜面上滑的運動規(guī)律類似 物體均先勻減速運動再反向勻加速運動 且加速度大小和方向均相同