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文檔簡(jiǎn)介
1、1、 教學(xué)目標(biāo)1、 掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)2、 理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像特點(diǎn)3、理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本運(yùn)動(dòng)公式2、 重難點(diǎn)1、 v-t圖像2、運(yùn)用基本運(yùn)動(dòng)公式進(jìn)行計(jì)算3、 知識(shí)點(diǎn)梳理圖象位移時(shí)間圖象意義:表示位移隨時(shí)間的變化規(guī)律應(yīng)用:判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(勻速、變速、靜止) 判斷運(yùn)動(dòng)方向(正方向、負(fù)方向) 比較運(yùn)動(dòng)快慢 確定位移或時(shí)間等速度時(shí)間圖象意義:表示速度隨時(shí)間的變化規(guī)律應(yīng)用:確定某時(shí)刻的速度 求位移(面積) 判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 判斷運(yùn)動(dòng)方向(正方向、負(fù)方向) 比較加速度大小等主要關(guān)系式:速度和時(shí)間的關(guān)系:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式:位移和時(shí)間的關(guān)系:位移和速度的關(guān)系:勻變速直線運(yùn)動(dòng)1、知
2、識(shí)脈絡(luò)自由落體運(yùn)動(dòng)定義:物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)定義:在同一地點(diǎn),一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同,這個(gè)加速度叫做自由落體加速度數(shù)值:在地球不同的地方g不相同,在通常的計(jì)算中,g取9.8m/s2,粗略計(jì)算g取10m/s2 自由落體加速度(g)(重力加速度)注意:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng),只要把v0取作零,用g來(lái)代替加速度a就行了2、數(shù)形結(jié)合思想本章的一大特點(diǎn)是同時(shí)用兩種數(shù)學(xué)工具:公式法和圖象法描述物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。把數(shù)學(xué)公式表達(dá)的函數(shù)關(guān)系與圖象的物理意義及運(yùn)動(dòng)軌跡相結(jié)合的方法,有助于更透徹地理解物體的運(yùn)動(dòng)特
3、征及其規(guī)律。3、 考試趨勢(shì) 本章內(nèi)容是歷年高考的必考內(nèi)容。近年來(lái)高考對(duì)本章考查的重點(diǎn)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及圖象。對(duì)本章知識(shí)的單獨(dú)考查主要是以選擇題、填空題的形式命題,沒(méi)有僅以本章知識(shí)單獨(dú)命題的計(jì)算題,較多的是將本章知識(shí)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、電場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)等知識(shí)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行考查。4、 解題方法技巧(1)要養(yǎng)成根據(jù)題意畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)示意圖的習(xí)慣,特別對(duì)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),畫(huà)出圖可使運(yùn)動(dòng)過(guò)程直觀,物理圖象清晰,便于分析研究。(2)要注意分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,搞清整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)換,可分為哪幾個(gè)運(yùn)動(dòng)階段,各個(gè)階段遵循什么規(guī)律,各個(gè)階段間存在什么聯(lián)系。(3)由于本章公式較多,且各公式間有相互聯(lián)系
4、,因此,本章的題目??梢活}多解,解題時(shí)要思路開(kāi)闊,聯(lián)想比較,篩選最簡(jiǎn)捷的解題方案。解題時(shí)除采用常規(guī)的解析法外,圖象法、比例法、極值法、逆向轉(zhuǎn)換法(如將勻減速直線運(yùn)動(dòng)視為反向的勻加速直線運(yùn)動(dòng))等也是本章解題中常用的方法。5、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)質(zhì)上是研究做勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體的初速度v0、末速度v、加速度a、位移x和時(shí)間t這五個(gè)量的關(guān)系。具體應(yīng)用時(shí),可以由基本公式演繹推理得出幾種特殊運(yùn)動(dòng)的公式以及各種有用的推論。(1)基本公式: (2)推導(dǎo)公式:在連續(xù)相鄰的相等的時(shí)間(T)內(nèi)的位移之差為一恒定值,即 某段位移內(nèi)中間位置的瞬時(shí)速度 1T末、2T末、3T末瞬時(shí)速度之比為: 1s內(nèi)、2s內(nèi)、3T內(nèi)位移
5、之比為: 第1個(gè)T內(nèi)、第2個(gè)T內(nèi)、第3個(gè)T內(nèi)的位移之比為: 通過(guò)連續(xù)相同的位移所用時(shí)間之比: 6、 勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解題思想(1)選定研究對(duì)象,分析各階段運(yùn)動(dòng)性質(zhì);(2)根據(jù)題意畫(huà)運(yùn)動(dòng)草圖(3)根據(jù)已知條件及待求量,選定有關(guān)規(guī)律列出方程,注意抓住加速度a這一關(guān)鍵量;(4)統(tǒng)一單位制,求解方程。4、 典型例題【例1】一物體以初速度v1做勻變速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t速度變?yōu)関2求:(1)物體在時(shí)間t內(nèi)的位移.(2)物體在中間時(shí)刻和中間位置的速度.(3)比較vt/2和vx/2的大小.【解析】 (1)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在時(shí)間t內(nèi)的平均速度,則物體在時(shí)間t內(nèi)的位移x=(2)物體在中間時(shí)刻的速度vt/
6、2=v1a,v2v1+at,故vt/2=.物體在中間位置的速度為vx/2,則由兩式可得vx/2= (3)如圖所示,物體由A運(yùn)動(dòng)到B,C為AB的中點(diǎn),若物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則經(jīng)時(shí)間物體運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)左側(cè),vt/2vx/2;若物體做勻減速運(yùn)動(dòng),則經(jīng)時(shí)間物體運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)右側(cè),vt/2vx/2,故在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,vt/2vx/2【說(shuō)明】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式較多,每一問(wèn)題都可以用多種方法求解,解題時(shí)要注意分析題目條件和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的特點(diǎn),選擇合適的公式和簡(jiǎn)便的方法求解.【例2】特快列車(chē)甲以速率v1行駛,司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)在正前方距甲車(chē)s處有列車(chē)乙正以速率v2(v2v1)向同一方向運(yùn)動(dòng).為使甲、乙兩車(chē)不相撞,司機(jī)立
7、即使甲車(chē)以加速度a做勻減速運(yùn)動(dòng),而乙車(chē)仍做原來(lái)的勻速運(yùn)動(dòng).求a的大小應(yīng)滿(mǎn)足的條件.【解析】 開(kāi)始剎車(chē)時(shí)甲車(chē)速度大于乙車(chē)速度,兩車(chē)之間的距離不斷減?。划?dāng)甲車(chē)速度減小到小于乙車(chē)速度時(shí),兩車(chē)之間的距離將不斷增大;因此,當(dāng)甲車(chē)速度減小到與乙車(chē)速度相等時(shí),若兩車(chē)不發(fā)生碰撞,則以后也不會(huì)相碰.所以不相互碰撞的速度臨界條件是:v1at = v2不相互碰撞的位移臨界條件是s1s2s即v1tat2v2ts由可解得 a【說(shuō)明】 (1)分析兩車(chē)運(yùn)動(dòng)的物理過(guò)程,尋找不相撞的臨界條件,是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵.(2)利用不等式解決物理問(wèn)題是一種十分有效的方法,在解決臨界問(wèn)題時(shí)經(jīng)常用到.【例3】一船夫駕船沿河道逆水航行,起航
8、時(shí)不慎將心愛(ài)的酒葫蘆落于水中,被水沖走,發(fā)現(xiàn)時(shí)已航行半小時(shí).船夫馬上調(diào)轉(zhuǎn)船頭去追,問(wèn)船夫追上酒葫蘆尚需多少時(shí)間?【解析】 此題涉及到船逆水航行、順?biāo)叫袃煞N情況, 并且有三個(gè)不同速度:u水速、(v-u)船逆水航速、(v+u)船順?biāo)剿?雖然都是勻速直線運(yùn)動(dòng)但求解并不很容易.該題如果變換參考系,把參考系在順?biāo)鞯暮J上,則極易看到,船先是以船速離去, 半小時(shí)后又原速率返回.取葫蘆為參考系,設(shè)船遠(yuǎn)離速度為v,則s = vt1,式中s為船相對(duì)葫蘆的距離,t1為遠(yuǎn)離所用時(shí)間.設(shè)船返回并追上葫蘆所需時(shí)間為t2,由于船相對(duì)葫蘆的速度仍然是v,故s=vt2易得t1t2.【說(shuō)明】由于物體的運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,而運(yùn)
9、動(dòng)的描述是相對(duì)的,所以當(dāng)問(wèn)題在某參考系中不易求知,變換另一個(gè)參考系進(jìn)行研究??墒箚?wèn)題得以簡(jiǎn)化,其作用在此題中可見(jiàn)一斑.【例4】跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演,他在離地面224 m高處,由靜止開(kāi)始在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng).一段時(shí)間后,立即打開(kāi)降落傘,以12.5 m/s2的平均加速度勻減速下降,為了運(yùn)動(dòng)員的安全,要求運(yùn)動(dòng)員落地速度最大不得超過(guò)5 m/s(g取10 m/s2).(1)求運(yùn)動(dòng)員展開(kāi)傘時(shí),離地面高度至少為多少?著地時(shí)相當(dāng)于從多高處自由落下?(2)求運(yùn)動(dòng)員在空中的最短時(shí)間是多少?【解析】 (1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng)的高度為h時(shí)速度為v,此時(shí)打開(kāi)傘開(kāi)始勻減速運(yùn)動(dòng),落地時(shí)速度剛好為5 m/s,這種
10、情況運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,則有v22ghvt2v22a(Hh)由兩式解得h125 ,v50 s為使運(yùn)動(dòng)員安全著地,他展開(kāi)傘時(shí)的高度至少為Hh224 125 99 .他以5 m/s的速度著地時(shí),相當(dāng)于從h高處自由落下,由vt22gh得h 1.25 (2)他在空中自由下落的時(shí)間為t1 s5 s他減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2 s3.6 s他在空中的最短時(shí)間為tt1t28.6 s5、 課堂練習(xí) 1一輛汽車(chē)剎車(chē)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到停止,已知汽車(chē)在前一半時(shí)間內(nèi)的平均速度為,則汽車(chē)在后一半時(shí)間內(nèi)的平均速度為(B)A.B.C. D.解析:選B初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),前半段時(shí)間與后半段時(shí)間內(nèi)的位移之比為13,
11、勻減速至零的逆過(guò)程是初速度為零的勻加速;該車(chē)前一半時(shí)間與后一半時(shí)間的位移之比為31,則,聯(lián)立得,選項(xiàng)B正確。 2汽車(chē)剎車(chē)后開(kāi)始做勻減速運(yùn)動(dòng),第1 s內(nèi)和第2 s內(nèi)的位移分別為3 m和2 m,那么從2 s末開(kāi)始,汽車(chē)還能繼續(xù)向前滑行的最大距離是(C)A1.5 m B1.25 mC1.125 m D1 m解析:選C由平均速度可求0.5 s、1.5 s時(shí)的速度分別為3 m/s和2 m/s,得a1 m/s2。由vv0at得v03.5 m/s,共運(yùn)動(dòng)3.5 s,2 s末后汽車(chē)還能運(yùn)動(dòng)1.5 s,由xat2得x1.125 m。 3一個(gè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),它在第3 s內(nèi)的位移為5 m,則下列說(shuō)法正確的是(
12、C)A物體在第3 s末的速度一定是6 m/sB物體的加速度一定是2 m/s2C物體在前5 s內(nèi)的位移一定是25 mD物體在第5 s內(nèi)的位移一定是9 m解析:選C勻變速直線運(yùn)動(dòng)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段的平均速度,根據(jù)第3 s內(nèi)的位移為5 m,則2.5 s時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v5 m/s,2.5 s時(shí)刻即為前5 s的中間時(shí)刻,因此前5 s內(nèi)的位移為xvt55 m25 m,C項(xiàng)對(duì);由于無(wú)法確定物體在零時(shí)刻的速度以及勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度,故A、B、D項(xiàng)均錯(cuò)。 4如圖123所示,以8 m/s勻速行駛的汽車(chē)即將通過(guò)路口,綠燈還有2 s將熄滅,此時(shí)汽車(chē)距離停車(chē)線18 m。該車(chē)加速時(shí)最大加速度大小為2 m/s2
13、,減速時(shí)最大加速度大小為5 m/s2。此路段允許行駛的最大速度為12.5 m/s。下列說(shuō)法中正確的有(AC)圖123A如果立即做勻加速運(yùn)動(dòng),在綠燈熄滅前汽車(chē)可能通過(guò)停車(chē)線B如果立即做勻加速運(yùn)動(dòng),在綠燈熄滅前通過(guò)停車(chē)線汽車(chē)一定超速C如果立即做勻減速運(yùn)動(dòng),在綠燈熄滅前汽車(chē)一定不能通過(guò)停車(chē)線D如果距停車(chē)線5 m處減速,汽車(chē)能停在停車(chē)線處解析:選AC若立即做勻加速運(yùn)動(dòng),則2 s末的速度為12 m/s,2 s內(nèi)的位移為x2 m20 m,則在綠燈熄滅前汽車(chē)可能通過(guò)停車(chē)線,A正確;若立即做勻減速運(yùn)動(dòng),在綠燈熄滅前通過(guò)的距離小于18 m,則不能通過(guò)停車(chē)線;如果距離停車(chē)線5 m處減速,汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的最小距離為6.4 m,不能停在停車(chē)線處。C正確。6、 課后作業(yè)1、以18 m/ s的速度行駛的汽車(chē),制動(dòng)后做勻減速運(yùn)動(dòng),在3s內(nèi)前進(jìn)了36 m,求汽車(chē)的加速度.2、 某列車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),一個(gè)人在站臺(tái)上觀察列車(chē),發(fā)現(xiàn)相鄰的兩個(gè)10s內(nèi),列車(chē)分別從他跟前駛過(guò)8節(jié)和6節(jié)車(chē)廂,每節(jié)車(chē)廂長(zhǎng)8m,且連接處長(zhǎng)度不計(jì),求火車(chē)的加速度a和人開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)火車(chē)的速度大小. 3、1935年在一條直線鐵軌上,有一列火車(chē)因蒸汽不足而停駛,駕駛員A把貨車(chē)廂甲(如圖2-13所示)留在現(xiàn)場(chǎng),只拖著幾節(jié)車(chē)廂向前方不遠(yuǎn)的車(chē)站開(kāi)進(jìn),但他忘了將貨車(chē)廂剎好,使貨車(chē)廂在斜坡以4 m/s的速度勻速后退,此時(shí)另一列火車(chē)乙正以16 m/ s的速度向
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