高三物理一輪教案勻變速直線運動

1、 精誠凝聚=A，=成就夢想 翻點亮心燈 /(AVA)照亮人生2011屆高三物理一輪教案勻變速直線運動、勻變速直線運動公式1.常用公式有以下四個vt = v0 at,1 . 2s = v0tat2v2 -v； =2as點評：(1)以上四個公式中共有五個物理量：s、t、a、v0、vt,這五個物理量中只有三個是獨立的，可以任意選定。只要其中三個物理量確定之后，另外兩個就唯一確定了。每 個公式中只有其中的四個物理量，當(dāng)已知某三個而要求另一個時，往往選定一個公 式就可以了。如果兩個勻變速直線運動有三個物理量對應(yīng)相等，那么另外的兩個物 理量也一定對應(yīng)相等。(2)以上五個物理量中，除時間 t外，s、Vo、v

2、t、a均為矢量。一般以 Vo的方向為正方 向，以t=0時刻的位移為零，這時 s、vt和a的正負就都有了確定的物理意義。2.勻變速直線運動中幾個常用的結(jié)論(1) As=aT2,即任意相鄰相等時間內(nèi)的位移之差相等。可以推廣到2sm-sn=(m-n)aTv0 vts ，一 (2) vt/2 =-0L=一,某段時間的中間時刻的即時速度等于該段時間內(nèi)的平均速度。2 tvs/2,某段位移的中間位置的即時速度公式(不等于該段位移內(nèi)的平均速度)?？梢宰C明，無論勻加速還是勻減速，都有vt/2 < vs/2 o, 、，一，一、v0 vt s 八 、，.一點評：運用勻變速直線運動的平均速度公式vt/2 =-一

3、-=解題，往往會使求解過程2 t變得非常簡捷，因此，要對該公式給與高度的關(guān)注。3.初速度為零(或末速度為零)的勻變速直線運動做勻變速直線運動的物體，如果初速度為零，或者末速度為零，那么公式都可簡化為：一,-1 _,22、v = gt, s=-at , v=2as,s = -t22以上各式都是單項式，因此可以方便地找到各物理量間的比例關(guān)系。4 .初速為零的勻變速直線運動(1)前1秒、前2秒、前3秒內(nèi)的位移之比為 1 ： 4 ： 9 ：(2)第1秒、第2秒、第3秒內(nèi)的位移之比為 1 ： 3 ： 5 ：(3)前1米、前2米、前3米 所用的時間之比為 1 .瓢底: (4)第1米、第2米、第3米所用的時

4、間之比為 1 ：(行1)： ( 33 - V2):對末速為零的勻變速直線運動，可以相應(yīng)的運用這些規(guī)律。5 . 一種典型的運動(1)經(jīng)常會遇到這樣的問題：物體由靜止開始先做勻加速直線運動，緊接著又做勻減速直線 運動到靜止。用右圖描述該過程，可以得出以下結(jié)論：a1、s1、t a2 S2、t26 、解題方法指導(dǎo)：解題步驟：(1)根據(jù)題意，確定研究對象。(2)明確物體作什么運動，并且畫出運動示意圖。(3)分析研究對象的運動過程及特點，合理選擇公式，注意多個運動過程的聯(lián)系。(4)確定正方向，列方程求解。精誠凝聚 =A_A=成就夢想 _HIII(5)對結(jié)果進行討論、驗算。解題方法：(1)公式解析法：假設(shè)未

5、知數(shù)，建立方程組。本章公式多，且相互聯(lián)系，一題常有多種 解法。要熟記每個公式的特點及相關(guān)物理量。(2)圖象法：如用vt圖可以求出某段時間的位移大小、可以比較Vt/2與VS2,以及追及問題。用st圖可求出任意時間內(nèi)的平均速度。(3)比例法：用已知的討論，用比例的性質(zhì)求解。(4)極值法：用二次函數(shù)配方求極值，追趕問題用得多。(5)逆向思維法：如勻減速直線運動可視為反方向的勻加速直線運動來求解。綜合應(yīng)用例析【例1】在光滑的水平面上靜止一物體，現(xiàn)以水平恒力甲推此物體，作用一段時間后換成 相反方向的水平恒力乙推物體，當(dāng)恒力乙作用時間與恒力甲的作用時間相同時，物體恰好回 到原處，此時物體的速度為 V2,若

6、撤去恒力甲的瞬間物體的速度為Vi,則V2 ： Vi=?解析：解決此題的關(guān)鍵是：弄清過程中兩力的位移關(guān)系，因此畫出過程草圖(如圖5),標明位移，對解題有很大幫助。通過上圖，很容易得到以下信息：s = s',而 s = v1 t , s' = V1 +( v2)t得 V2 ： Vi=2 ： 122思考：在例1中，F(xiàn)i、F2大小之比為多少？(答案：1 ： 3)點評：特別要注意速度的方向性。平均速度公式和加速度定義式中的速度都是矢量，要 考慮方向。本題中以返回速度V1方向為正，因此，末速度 V2為負?！纠?】 兩木塊自左向右運動，現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光，記錄下木塊每 次曝光

7、時的位置，如圖所示，連續(xù)兩次曝光的時間間隔是相等的，由圖可知t_1 t2 _t3t4t5t6t711 F! 口: L 口口11t2t3t4t5t6t7A.在時刻t2以及時刻t5兩木塊速度相同B.在時刻ti兩木塊速度相同C.在日刻t3和時刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同D.在時刻t4和時刻t5之間某瞬時兩木塊速度相同解析：首先由圖看出：上邊那個物體相鄰相等時間內(nèi)的位移之差為恒量，可以判定其做 勻變速直線運動；下邊那個物體明顯地是做勻速運動。由于 t2及t5時刻兩物體位置相同，說 明這段時間內(nèi)它們的位移相等，因此其中間時刻的即時速度相等，這個中間時刻顯然在t3、t4之間，因此本題選 Co【例3】 在

8、與x軸平行的勻強電場中，一帶電量q=1.0X10-8C、質(zhì)量m=2.5X10-3kg的物體在光滑水平面上沿著x軸作直線運動，其位移與時間的關(guān)系是x=0.16t0.02t2,式中x以m為單位，t以s為單位。從開始運動到 5s末物體所經(jīng)過的路程為 m,克服電場力所 做的功為 J。解析：須注意：本題第一問要求的是路程；第二問求功，要用到的是位移。1 2將x=0.16t 0.021和s = v0t+ at2對照，可知該物體的初速度vo=0.16m/s,加速度大2小a=0.04m/s2,方向跟速度方向相反。由vo=at可知在4s末物體速度減小到零，然后反向做勻加速運動，末速度大小V5=0.04m/s。前

9、4s內(nèi)位移大小s = vt= 0.32m,第5s內(nèi)位移大小 s'=v't' = 0.02m，因此從開始運動到5s末物體所經(jīng)過的路程為 0.34m,而位移大小為0.30m, 克服電場力做的功 W=mas5=3x 10-5J?！纠?】一輛汽車沿平直公路從甲站開往乙站，起動加速度為2m/s2,加速行駛5秒，后解析：起動階段行駛位移為:勻速行駛2分鐘，然后剎車，滑行 50m,正好到達乙站，求汽車從甲站到乙站的平均速度？勻加速勻速自減速I &&&甲 t1 t2t3乙勻速行駛的速度為：v= at1 （2）勻速行駛的位移為：s2=vt2（3）剎車段的時間為：s

10、3 = -t3（4）2汽車從甲站到乙站的平均速度為：- 5s2s3251200 50,1275, 八 ，v = =m/ s =m/s = 9.44m/st112t35120 10135【例5】汽車以加速度為 2m/s2的加速度由靜止開始作勻加速直線運動，求汽車第5秒內(nèi)的平均速度？解析：此題有三解法：(1)用平均速度的定義求：第5秒內(nèi)的位移為：s = a t52 1 at42 =9 (m)2524s 9第5秒內(nèi)的平均速度為：v= m / s =9 m/st5 - t41(2)用推論 v= (v0+vt) /2求:v4 v5at4 at5 2 4 2 5v=二=m/s=9m/s222(3)用推論右

11、4/2求。第5秒內(nèi)的平均速度等于 4.5s時的瞬時速度:v=v4.5= a 4.5=9m/s【例6】一物體由斜面頂端由靜止開始勻加速下滑，最初的 3秒內(nèi)的位移為最后3秒 內(nèi)的位移為 電，若s2-si=6米，si ：也=3 ： 7,求斜面的長度為多少？解析：設(shè)斜面長為s,加速度為a,沿斜面下滑的總時間為 t。則:斜面長：s = 1 at2(1)21刖3秒內(nèi)的位移：s1 = atN(2)2后3秒內(nèi)的位移：包=s -1 a (t-3)2 2s2-s1=6 (4)s1 ： s2 = 3 ： 7 (5)解(1) (5)得：a=1m/s2t= 5s s=12.5m【例7】物塊以Vo=4米/秒的速度滑上光滑

12、的斜面，途經(jīng) A、B兩點，已知在 A點時的速 度是B點時的速度的2倍，由B點再經(jīng)0.5秒物塊滑到斜面頂點 C速度變?yōu)榱悖珹、B相距0.75 米，求斜面的長度及物體由 D運動到B的時間？解析：物塊作勻減速直線運動。設(shè)A點速度為YA B點速度VB,加速度為a,斜面長為S。A到 B：vB2 -vA2=2asAB(1)Va = 2VB(2B 至U C:0=vB + at0 3)解(1) (2) (3)得：vB=im/sa= -2m/s2D 至UC0 -v02=2as(4)s= 4m從D運動到B的時間：D 至ij B：vb=v0+ atiti=1.5 秒D 到 C再回到 B: t2 = 3+2t0=1.

13、5+2X0.5=2.5(s)【例8】一質(zhì)點沿 AD直線作勻加速直線運動，如圖，測得它在AB、BC、CD三段的時間均為t,測得位移AC=Li, BD=L2,試求質(zhì)點的加速度？ABC D解析：設(shè) AB=&、BC=s2、CD=s3 則：111122s2-s1=ats3 -s2=at兩式相加：23 s=2at2由圖可知：L2 L1= ( ss+s2) (s2+s1)=s3s1貝 U： a =L2 - L12t2【例9】一質(zhì)點由A點出發(fā)沿直線 AB運動，行程的第一部分是加速度為 a1的勻加速運動， 接著做加速度為a2的勻減速直線運動，抵達 B點時恰好靜止，如果 AB的總長度為s,試求質(zhì) 點走完A

14、B全程所用的時間t?解析：設(shè)質(zhì)點的最大速度為 v,前、后兩段運動過程及全過程的平均速度相等，均為 -。2全過程： s=-t（1）2勻加速過程：v = a1tl （2）翻點亮心燈/(AvA)照亮人生精誠凝聚 =A_A=成就夢想 _HIII勻減速過程：v = a2t2 （3）由(2) (3)得：ti = t2 =代入(1)得:aia2s ="1) s=. 2sa1a22 aa2了 a a2將v代入(1)得：t _ 2s _ 2s _ /2s(ai +aj v2saia2；aa2,a1 a2【例10】一個做勻加速直線運動的物體，連續(xù)通過兩段長為s的位移所用的時間分別為tv t2,求物體的加

15、速度？解析：方法一：設(shè)前段位移的初速度為 Vo,加速度為a,則：»1.2刖一段 s：s_vot1 + -at1（1）21 9全過程 2s：2s=v° （t+t2）+- a（t1 +t2）（2）2消去 vo 得：a = 2s（t1四。1 t2）方法二：設(shè)前一段時間t1的中間時刻的瞬時速度為5,后一段時間t2的中間時刻的瞬時速度為丫2。所以：v1 = 一t1(1)sv2= ( 2)v2=v1+a ("十殳)(3)22解（1） （2） （3）得相同結(jié)果。t2翻點亮心燈Z/(AvA)照亮人生方法三: 精誠凝聚=A，=成就夢想 翻點亮心燈 /(AVA)照亮人生設(shè)前一段位移的

16、初速度為V0,末速度為V,加速度為a。1.2刖一段 s：s=Voti + at1（1）21.2后一段 s：s=vt2 + at2（2）2v = vo + at（3）解（1） （2） （3）得相同結(jié)果。、勻變速直線運動的特例1 .自由落體運動物體由靜止開始，只在重力作用下的運動。（1）特點：加速度為 g,初速度為零的勻加速直線運動。（2）規(guī)律：Vt=gth = gt2vt2=2gh22 .豎直上拋運動物體以某一初速度豎直向上拋出，只在重力作用下的運動。vt2-V02=-2gh（1）特點：初速度為 v0,加速度為-g的勻變速直線運動。(2)規(guī)律：Vt= vo-gth = vot-gt2上升時間t上

17、=,下降到拋出點的時間g2tT =v1，上升最大高度 Hm =血g2g（3）處理方法：一是將豎直上拋運動全過程分為上升和下降兩個階段來處理，要注意兩個階段運動的對 稱性。二是將豎直上拋運動全過程視為初速度為vo ,加速度為-g的勻減速直線運動綜合應(yīng)用例析【例11】一跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起，舉雙臂直體離開臺面，此時其重心位于從手到腳全長的中點，躍起后重心升高0.45m達到最高點，落水時身體豎直，手先入水（在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計）從離開跳臺到手觸水面，T他可用于完成空中動作的時間是 so （計算時，可以把運動員看作全部質(zhì)仁量集中在重心的一個質(zhì)點，g取10m/s2

18、,結(jié)果保留二位數(shù)）| i解析： 運動員的跳水過程是一個很復(fù)雜的過程，主要是豎直方向的上下 運動，但也有水平方向的運動，更有運動員做的各種動作。構(gòu)建運動模型，應(yīng)。面抓主要因素?，F(xiàn)在要討論的是運動員在空中的運動時間，這個時間從根本上講與運動員所作 的各種動作以及水平運動無關(guān)，應(yīng)由豎直運動決定，因此忽略運動員的動作，把運動員當(dāng)成 一個質(zhì)點，同時忽略他的水平運動。當(dāng)然，這兩點題目都作了說明，所以一定程度上“建?！?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)點作 豎直上拋運動的物理模型。在定性地把握住物理模型之后，應(yīng)把這個模型細化，使之更清晰?？僧嫵鋈鐖D所示的示 意圖。由圖可知，運