【與名師對話】高考物理總復習 第一章 第二講 勻速直線運動 勻變速直線運動規(guī)律課件 新人教版必修1.ppt

對應學生用書p5 一 勻變速直線運動及其公式 1 勻速直線運動 1 從運動學來講 物體沿一直線運動 如果在任意相等的時間內(nèi)位移相等 那么物體的運動就是勻速直線運動 2 從受力角度講 物體做勻速直線運動的條件是合力為零 3 從描述運動的物理量上看 物體做勻速直線運動時 加速度a為零 速度v恒定位移隨時間的變化規(guī)律可用公式表示為x vt 2 勻變速直線運動 1 從運動學來講 物體沿一直線運動 如果在相等的時間內(nèi)速度的變化相等 物體的運動是勻變速直線運動 2 從受力角度講 物體受的合外力恒定則物體做勻變速直線運動 3 對勻變直線運動 加速度恒定 問題探究1如何理解勻速直線運動 在相等的時間里位移相等 和勻變速直線運動 在相等的時間里速度的改變相等 中的 相等的時間里 提示 相等的時間里應理解為任意相等的時間里 上述公式的適用條件是勻變速直線運動 希望同學們對上述規(guī)律逐一推導 弄清來龍去脈 防止死記公式 亂套公式 4 自由落體運動 1 定義 物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動 2 實質(zhì) 自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動 3 自由落體加速度又叫重力加速度 大小 g 9 8 m s2 方向 豎直向下 初速度為零的勻變速直線運動的規(guī)律和推論同樣適用于自由落體運動 5 豎直上拋運動 1 運動特點 上升階段 做勻減速直線運動 加速度為g 下降階段 做勻加速直線運動 加速度為g 在最高點 速度v 0 加速度a g 1 物體上升到最高點時速度雖為零 但并不處于平衡狀態(tài) 2 由于豎直上拋運動的上升和下降階段加速度相同 故可對全程直接應用勻變速直線運動的基本公式 但要注意各物理量的方向 對應學生用書p5 要點一應用勻變速運動規(guī)律解決問題應注意1 公式中各量正負號的確定x a v0 v均為矢量 在應用公式時 一般以初速度方向為正方向 凡是與v0方向相同的x a v均為正值 反之為負值 當v0 0時 一般以a的方向為正方向 2 兩類特殊的運動問題 1 剎車類問題做勻減速運動到速度為零時 即停止運動 其加速度a也突然消失 求解此類問題時應先確定物體實際運動的時間 注意題目中所給的時間與實際運動時間的關(guān)系 對末速度為零的勻減速運動也可以按其逆過程即初速度為零的勻加速運動處理 切忌亂套公式 2 雙向可逆類的運動例如 一個小球沿光滑斜面以一定初速度v0向上運動 到達最高點后就會以原加速度勻加速下滑 整個過程加速度的大小 方向不變 所以該運動也是勻變速直線運動 因此求解時可對全過程列方程 但必須注意在不同階段v x a等矢量的正負號 2011 正定月考 一物體在與初速度方向相反的恒力作用下做勻減速直線運動 v0 20m s 加速度大小為a 5m s2 求 1 物體經(jīng)多少秒后回到出發(fā)點 2 由開始運動算起 求6s末物體的速度 答案 1 8s 2 10m s 方向與初速度方向相反 要點二對豎直上拋運動的理解1 處理方法 1 全程法將豎直上拋運動視為豎直向上的加速度為g的勻減速直線運動 2 分階段法將全程分為兩個階段 即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段 2 豎直上拋運動的重要特性 1 對稱性如圖所示 物體以初速度v0豎直上拋 a b為途中的任意兩點 c為最高點 則 時間對稱性物體上升過程中從a c所用時間tac和下降過程中從c a所用時間tca相等 同理tab tba 速度對稱性物體上升過程經(jīng)過a點的速度與下降過程經(jīng)過a點的速度大小相等 方向相反 能量對稱性物體從a b和從b a重力勢能變化量的大小相等 均等于mghab 2 多解性當物體經(jīng)過拋出點上方某個位置時 可能處于上升階段 也可能處于下降階段 造成雙解 某人站在高樓的平臺邊緣處 以v0 20m s的初速度豎直向上拋出一石塊 求拋出后 石塊經(jīng)過距拋出點15m處所需的時間 不計空氣阻力 g取10m s2 6 圖象法應用v t圖象 可把較復雜的問題轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為簡單的數(shù)學問題解決 尤其是用圖象定性分析 可避開繁雜的計算 快速找出答案 7 巧用推論 x xn 1 xn at2解題勻變速直線運動中 在連續(xù)相等的時間t內(nèi)的位移之差為一恒量 即xn 1 xn at2 對一般的勻變速直線運動問題 若出現(xiàn)連續(xù)相等的時間間隔問題 應優(yōu)先考慮用 x at2求解 物體以一定的初速度沖上固定的光滑的斜面 到達斜面最高點c時速度恰為零 如右圖所示 已知物體第一次運動到斜面長度3 4處的b點時 所用時間為t 求物體從b滑到c所用的時間 提示 可用逆向思維法 比例法 中間時刻速度法 圖象法 答案 t 對應學生用書p6 題型一勻變速運動公式的靈活選用 1 如何合理地選取運動學公式解題 注意公式中涉及的物理量及題目中的已知量之間的對應關(guān)系 根據(jù)題目的已知條件中缺少的量去找不涉及該量的公式 若題目中涉及不同的運動過程 則應重點尋找各段運動的速度 位移 時間等方面的關(guān)系 利用勻變速直線運動的四個推論往往能使解題過程簡化 對于缺少的物理量 可以先消去 實際解題過程中往往可消去 2 解題的基本思路 審題 畫出草圖 判斷運動性質(zhì) 選取正方向 或建立坐標軸 選用公式列方程 求解方程 必要時對結(jié)果進行討論 例1 14分 2011 丹陽月考 為了測定一輛電動汽車的加速性能 研究人員駕駛汽車沿平直公路從標桿o處由靜止啟動 依次經(jīng)過a b c三處標桿 如圖所示 已知ab間的距離為l1 bc間的距離為l2 測得汽車通過ab段與bc段所用的時間均為t 將汽車的運動過程視為勻加速行駛 求標桿o與標桿a的距離 思路誘導 本題的意圖是考查勻變速直線運動的基本規(guī)律 解題的思路可以瞄準三個基本公式 設(shè)出未知量 如加速度 在a點的速度等 然后就各階段分別列式求解 如果在審題過程中能夠?qū)彸?汽車通過ab段與bc段所用的時間均為t 這一條件 也可以利用勻變速直線運動的推論快速求解 本題看似一道極常規(guī)的試題 卻隱含著玄機 許多考生因沒有列出足夠多的有效方程或者缺乏計算技巧而沒有解出最后結(jié)果 在解法一中 由 式得出 然后計算出a點的速度 計算方法極妙 然而在考試有限的時間內(nèi)考生很難想到這么巧妙的計算方法 解法二則回避了這一難點 更顯靈活 通過此例我們能夠受到啟發(fā) 即任何題目的考查都不是無目的的 善于揣摩命題人的考查意圖 就會給審題和選擇解題方法指明方向 從而避免走彎路 使解題更加方便快捷 2011 撫順模擬 一個做勻加速直線運動的物體 先后經(jīng)過a b兩點時的速度分別是v和7v a b間的距離為x 經(jīng)過ab段的時間是t 則下列判斷正確的是 a 經(jīng)過ab段位移中點的速度是4vb 經(jīng)過ab段中間時刻的速度是4vc 前t 2時間通過的位移比后t 2時間通過的位移小3vt 2d 前x 2位移所需時間是后x 2位移所需時間的6 5倍 答案 bc 題型二多過程問題分析解決多過程問題時 應首先進行過程分析 弄清各過程所遵循的物理規(guī)律 找出各物理量之間的定量關(guān)系 找出各過程的銜接點是解決此類問題的關(guān)鍵 解題時往往要進行臨界條件分析或根據(jù)題意討論結(jié)果的實際意義 防止盲目利用公式解題而出現(xiàn)不必要的錯誤 例2 9分 2011 課標全國高考 甲 乙兩輛汽車都從靜止出發(fā)做加速直線運動 加速度方向一直不變 在第一段時間間隔內(nèi) 兩輛汽車的加速度大小不變 汽車乙的加速度大小是甲的兩倍 在接下來的相同時間間隔內(nèi) 汽車甲的加速度大小增加為原來的兩倍 汽車乙的加速度大小減小為原來的一半 求甲 乙兩車各自在這兩段時間間隔內(nèi)走過的總路程之比 思路誘導 本題是一個多過程問題 正確分析物體的不同運動過程及各過程間的聯(lián)系是解題的關(guān)鍵 在第一階段乙的加速度是甲的兩倍 在第二階段甲的加速度是乙的兩倍 2011 六安調(diào)研 為了使航天員能適應在失重環(huán)境下的工作和生活 國家航天局組織對航天員進行失重訓練時需要創(chuàng)造出一種失重環(huán)境 航天員乘坐在總質(zhì)量m 5 104kg的訓練飛機上 飛機以200m s的速度沿30 傾角勻速爬升到7000m高空時向上拉起 沿豎直方向以v0 200m s的初速度向上做勻減速直線運動 勻減速的加速度大小為g 當飛機到最高點后立即掉頭向下 沿豎直方向以加速度g做加速運動 在這段時間內(nèi)創(chuàng)造出完全失重的環(huán)境 當飛機離地2000m高時 為了安全必須拉起 之后又可一次次重復為航天員提供失重訓練 若飛機飛行時所受的空氣阻力f kv k 900n s m 每次飛機速度達到350m s后必須終止失重訓練 否則飛機可能失控 求 整個運動空間重力加速度g的大小均為10m s2 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 飛機從最高點下降到離地4500m時飛機發(fā)動機的推力 答案 1 55s 2 2 7 105n 對應學生用書p8 易錯點1 死套公式引起失分汽車以10m s的速度行駛5min后突然剎車 如剎車過程是做勻變速運動 加速度大小為5m s2 則剎車后3s內(nèi)汽車所走的距離是多少 易錯分析 出現(xiàn)錯誤有兩個原因 一是對剎車的物理過程不清楚 當速度減為零時 車與地面無相對運動 滑動摩擦力變?yōu)榱?二是對位移公式的物理意義理解不深刻 位移s對應時間t 這段時間內(nèi)a必須存在 而當a不存在時 求出的位移則無意義 由于第一點的不理解以致認為a永遠存在 由于第二點的不理解以致沒有思考a什么時候不存在 如圖所示 以8m s勻速行駛的汽車即將通過路口 綠燈還有2s將熄滅 此時汽車距離停車線18m 該車加速時最大加速度大小為2m s2 減速時最大加速度大小為5m s2 此路段允許行駛的最大速度為12 5m s 下列說法中正確的有 a 如果立即做勻加速運動 在綠燈熄滅前汽車可能通過停車線b 如果立即做勻加速運動 在綠燈熄滅前通過停車線汽車一定超速 c 如果立即做勻減速運動 在綠燈熄滅前汽車一定不能通過停車線d 如果距停車線5m處減速 汽車能停在停車線處 答案 ac 易錯點2 考慮問題不全面引起失分物體做勻變速直線運動 t 0時 速度大小為12m s 方向向東 當t 2s時 速度大小為8m s 方向仍然向東 若速度大小變?yōu)?m s 則t可能等于 a 3sb 5sc 7sd 9s 易錯分析 對速度方向考慮不全易漏選c 答案 bc 對應學生用書p8 1 2011 金陵中學模擬 伽利略在研究自由落體運動時 做了如下的實驗 他讓一個銅球從阻力很小 可忽略不計 的斜面上由靜止開始滾下 并且做了上百次 假設(shè)某次實驗伽利略是這樣做的 在斜面上任取三個位置a b c 讓小球分別由a b c滾下 如圖所示 設(shè)a b c與斜面底端的距離分別為s1 s2 s3 小球由a b c運動到斜面底端的時間分別為t1 t2 t3 小球由a b c運動到斜面底端時的速度分別為v1 v2 v3 則下列關(guān)系式中正確并且是伽利略用來證明小球沿光滑斜面向下的運動是勻變速直線運動的是 答案 d 2 2011 慶陽模擬 汽車剎車后開始做勻減速直線運動 第1秒內(nèi)和第2秒內(nèi)的位移分別為3m和2m 那么從2秒末開始 汽車還能繼續(xù)向前滑行的最大距離是 a 1 5mb 1 25mc 1 125md 1m 答案 c 3 2012 福建六校聯(lián)考 一位同學在某星球上完成自由落體運動實驗 讓一個質(zhì)量為2kg的小球