新課標2018高考物理一輪復習第一章直線運動第2講勻變速直線運動的規(guī)律及應用課件

1、物理課標版第2講勻變速直線運動的規(guī)律及應用考點一勻變速直線運動公式的應用考點一勻變速直線運動公式的應用一、勻變速直線運動1.定義:物體在一條直線上且做加速度不變的運動。2.分類:avav勻加速直線運動與 方向相同。勻減速直線運動與 方向相反。二、勻變速直線運動的規(guī)律注意注意勻變速直線運動的有關公式較多,應用時要根據具體問題靈活選取,同時要注意每個公式的適用條件以及式中各物理量的正、負號的確定?；竟剿俣裙?v=v0+at位移公式:x=v0t+at2速度位移關系式:v2-=2ax重要推論(1)做勻變速直線運動的物體在一段時間內的平均速度等于這段時間初末時刻速度矢量和的一半,還等于中間時刻的瞬

2、時速度平均速度公式:=(2)連續(xù)相等的時間間隔(T)內位移之差是一個恒量,即x=x2-x1=x3-x2=xn-xn-1=aT21220vv0v2vt2v(1)勻變速直線運動是加速度均勻變化的直線運動。()(2)勻變速直線運動的位移是均勻增加的。()(3)勻變速直線運動是加速度不變而速度均勻變化的直線運動。()(4)勻變速直線運動包括勻加速直線運動和勻減速直線運動。()答案答案(1)(2)(3)(4)1.正、負號的規(guī)定(1)勻變速直線運動的基本公式均是矢量式,應用時要注意各物理量的符號,一般情況下,我們規(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。(2)公式中各矢量有

3、時以絕對值的形式出現,此時要在此“絕對值”前加上正、負號表示此物理量;有時以物理量的符號形式出現,此時物理量符號中通常包含了正、負號。2.公式x=aT2的拓展應用(1)公式的適用條件勻變速直線運動。x為連續(xù)相等的時間間隔內的位移差。(2)進一步的推論:xm-xn=(m-n)aT2要注意此式的適用條件及m、n、T的含義現舉例說明:一物體做勻變速直線運動,連續(xù)四段時間t1、t2、t3、t4內的位移分別為x1、x2、x3、x4,若t1=t2=t3=t4=T,則x3-x1=x4-x2=2aT2。1-1(2017湖北黃岡)一物體做勻加速直線運動,通過一段位移x所用的時間為t1,緊接著通過下一段位移x所用

4、的時間為t2。則物體運動的加速度為()A.B.C.D.答案答案A物體做勻加速直線運動,利用中間時刻的瞬時速度等于全過程的平均速度,得=,=,又=+a,得a=,所以A正確,B、C、D錯誤。121 2122()()x ttt t tt121 212()()x ttt t tt121 2122()()x ttt t tt121 212()()x ttt t tt12tv1xt22tv2xt22tv12tv122tt121 2122()()x ttt t tt1-22016廣東廣州綜合測試(一)電梯經過啟動、勻速運行和制動三個過程,從低樓層到達高樓層,啟動和制動可看作是勻變速直線運動。電梯豎直向上運動

5、過程中速度的變化情況如下表:時間(s)0123456789101112速度(m/s)02.04.05.05.05.05.05.04.03.02.01.00則前5秒內電梯通過的位移大小為()A.19.25mB.18.75mC.18.50mD.17.50m答案答案B因電梯啟動過程可看作是勻變速直線運動,再由題中表格數據可看出在前1s內有:v1=at1,得a=2m/s2,又電梯啟動的末速度v=5.0m/s時,則由v=at,得啟動過程所用時間t=s=2.5s,則前2.5s內的位移大小為x1=at2=2(2.5)2m=6.25m,2.55s內勻速運動,位移大小為x2=5(5-2.5)m=12.5m,所以

6、前5s內位移大小為x=x1+x2=18.75m,B項正確。5.0212121-3如圖所示,某“闖關游戲”的筆直通道上每隔8m設有一個關卡,各關卡同步放行和關閉,放行和關閉的時間分別為5s和2s。關卡剛放行時,一同學立即在關卡1處以加速度2m/s2由靜止加速到2m/s,然后勻速向前,則最先擋住他前進的關卡是()A.關卡2B.關卡3C.關卡4D.關卡5=a=1m。之后的4s勻速,通過的位移為x2=vt2=24m=8m,可見關卡關閉時該同學到達關卡2右側1m處。之后2s內運動位移為4m,關卡再次打開時,該同學在5s內又運動10m,到達關卡4左側1m處,此時關卡恰好關閉,而該同學運動到關卡4只需0.5

7、s,關卡4仍處于關閉狀態(tài),故選C。方法指導方法指導(1)勻變速直線運動涉及v0、v、a、x、t五個物理量,其中只有t是標量,其余都是矢量。通過取初速度v0的方向為正方向,其余的各量依據其與v0的方向相同或相反分別用正、負號表示。(2)在任何一個運動過程中,已知五個物理量中的三個物理量,另外兩個物理量就可以求出。1221t答案答案C由v=at解得,該同學加速到2m/s所用時間為1s,通過的位移x1(3)對于剎車類問題,即勻減速到速度為零后即停止運動,加速度a突然消失,求解時要注意確定其實際運動時間。如果問題涉及最后階段(到停止)的運動,可把該階段看成是反向的初速度為零的勻加速直線運動。(4)對于

8、雙向可逆類問題,如沿光滑斜面上滑的木塊,到最高點后仍能以原加速度勻加速下滑,全過程加速度大小、方向均不變,故求解時可對全過程列式,但必須注意x、v等矢量的正、負號?？键c二勻變速直線運動的常用處理方法考點二勻變速直線運動的常用處理方法初速度為零的勻加速直線運動常用比例關系初速度為零的勻加速直線運動(1)在第1T末,第2T末,第3T末,第nT末的瞬時速度之比為v1 v2 v3 vn=1 2 3 n(2)在前1T內,前2T內,前3T內,前nT內的位移之比為x1 x2 x3 xn=1 22 32 n2(3)第1個T內,第2個T內,第3個T內,第N個T內的位移之比為x x x xN=1 3 5 (2N-

9、1)(4)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時間之比為t1 t2 t3 tn=1 (-1) (-) (-)232nn1思想方法分析說明列方程:針對具體題目,分析含有幾個物理過程(一般一個特定加速度對應一個過程),然后對每個過程逐個列關系表達式,最后解方程組(高考題常用一般公式列方程解題)一般公式法一般公式指速度公式v=v0+at,位移公式x=v0t+at2及推論2ax=v2-平均速度法定義式=對任何性質的運動都適用,而=(v0+v)只適用于勻變速直線運動中間時刻速度法利用“任一時間t中間時刻的瞬時速度等于這段時間t內的平均速度”,即=(v0+v),適用于勻變速直線運動推論法對一般的勻變速直線運動

10、問題,若出現相等的時間間隔問題,應優(yōu)先考慮用x=aT2求解逆向思維法把運動過程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”的反向研究問題的方法,一般用于末態(tài)已知的情況圖像:直觀、形象。需要有將圖像語言翻譯成函數表達式的能力圖像法應用v-t圖像,可以把較復雜的問題轉變?yōu)檩^簡單的數學問題來解決1220vvxtv12t2vv122-1一旅客在站臺8號車廂候車線處候車,若動車一節(jié)車廂長25米,動車進站時可以看做是勻減速直線運動。他發(fā)現第6節(jié)車廂經過他用了4s,動車停下時旅客剛好在8號車廂門口,如圖所示。則該動車的加速度大小約為()A.2m/s2B.1m/s2C.0.5m/s2D.0.2m/s2答案答案 C設第6節(jié)車廂剛到達

11、旅客處時,車的速度為v0,加速度為a,則有L=v0t+at2,從第6節(jié)車廂剛到達旅客處到列車停下來,有0-=2a2L,解得a=-0.5m/s2或a=-18m/s2(舍去),則加速度大小約為0.5m/s2。1220v2-2 (2016河南六市一聯(lián),16)如圖所示,有一半圓,其直徑水平且與另一圓的底部相切于O點,O點恰好是下半圓的圓心,有三條光滑軌道AB、CD、EF,它們的上下端分別位于上下兩圓的圓周上,三軌道都經過切點O,軌道與豎直線的夾角關系為?，F在讓一物塊先后從三軌道頂端由靜止開始下滑至底端,則物塊在每一條傾斜軌道上滑動時所經歷的時間關系為()A.tAB=tCD=tEFB.tABtCDtEF

12、C.tABtCDtEFD.tAB=tCD,則tABtCDtEF,故選B。121242cosRRggr2-3有一質點在連續(xù)12s內做勻加速直線運動,在第一個4s內位移為24m,在最后4s內位移為56m,求質點的加速度。答案1m/s2解析解法一:運用運動學基本公式求解根據x=v0t+at2,有24=v04+a4256=v14+a42又由v=v0+at,有v1=v0+a8以上三式聯(lián)立可解得a=1m/s2解法二:利用平均速度公式求解121212由于已知量有x及t,平均速度可求,故想到利用平均速度公式=,第一個4s內平均速度等于中間時刻即第2s時的速度,v2=m/s=6m/s最后4s內平均速度等于中間時

13、刻即第10s時的速度v10=m/s=14m/s所以a=m/s2=1m/s2解法三:利用x=aT2求解本題出現了三個連續(xù)相等時間間隔(4s),故想到選用公式x=aT2,x2-x1=aT2,x3-x2=aT2所以x3-x1=2aT2vvxt2tv244564102102vvtt146102a=m/s2=1m/s23122xxT256242 4考點三自由落體運動和豎直上拋運動考點三自由落體運動和豎直上拋運動自由落體運動和豎直上拋運動自由落體運動條件只受重力,從靜止開始下落特點初速度為0,加速度為g的勻加速直線運動規(guī)律速度公式:v=gt位移公式:h=gt2速度位移關系式:v2=2gh豎直上拋運動特點(

14、1)加速度為g(2)上升階段做勻減速直線運動,下降階段做勻加速直線運動規(guī)律速度公式:v=v0-gt位移公式:h=v0t-gt2速度位移關系式:v2-=-2gh上升的最大高度:H=上升到最高點所用時間:t=121220v20v2g0vg(1)物體從高處下落就是自由落體運動。()(2)豎直上拋運動是勻變速直線運動。()(3)豎直上拋運動上升至最高點的時間為。()答案答案(1)(2)(3)0vg1.豎直上拋運動的特點(1)對稱性如圖所示,物體以速度v0豎直上拋,A、B為途中的任意兩點,C為最高點,則時間的對稱性物體上升過程中從AC所用時間tAC和下降過程中從CA所用時間tCA相等,同理tAB=tBA

15、。速度的對稱性物體上升過程經過A點的速度與下降過程經過A點的速度大小相等。能量的對稱性物體從AB和從BA重力勢能變化量大小相等,均等于mghAB。(2)多解性當物體經過拋出點上方某個位置(除最高點)時,可能處于上升階段,也可能處于下降階段,造成雙解,在解決問題時要注意這個特點。2.豎直上拋運動的兩種處理方法注意注意 當物體先做勻減速直線運動,又反向做勻加速直線運動,且全程加速度恒定時,其運動特點與豎直上拋運動相似。分段法(1)上升過程:a=-g的勻減速直線運動(2)下降過程:自由落體運動全程法(1)將上升和下降過程統(tǒng)一看成是初速度v0向上,加速度g向下的勻變速直線運動,v=v0-gt,h=v0

16、t-gt2(2)若v0,則物體在上升;v0,則物體在拋出點上方若h0,則物體在拋出點下方12A.B.C.D.答案答案A以豎直向下為正方向,對向上和向下拋出的兩個小球,分別有h=-vt1+g,h=vt2+g,t=t1-t2,解以上三式得兩球落地的時間差t=,故A正確。2vgvg2hvhv1221t1222t2vg3-1在離地高h處,沿豎直方向同時向上和向下拋出兩個小球,它們的初速度大小均為v,不計空氣阻力,兩球落地的時間差為 ()3-2氣球以10m/s的速度勻速上升,當它上升到離地175m的高處時,一重物從氣球上掉落,則重物需要經過多長時間才能落到地面?到達地面時的速度是多大?(取g=10m/s

17、2)答案答案7s60m/s解析解析解法一全程法如圖所示,重物在時間t內的位移h=-175m,將h=-175m,v0=10m/s代入位移公式h=v0t-gt2,解得:t=7s或t=-5s(舍去),所以重物落地速度為v=v0-gt=10m/s-107m/s=-60m/s,其中負號表示方向向下,與初速度方向相反。12解法二分段法設重物離開氣球后,經過t1時間上升到最高點,則t1=s=1s上升的最大高度h1=m=5m故重物離地面的最大高度為H=h1+h=5m+175m=180m重物從最高處自由下落,落地時間和落地時速度的大小分別為t2=s=6sv=gt2=60m/s所以重物從氣球上掉落至落地共歷時t=

18、t1+t2=7s。0vg1010202vg2102 102Hg2 18010方法指導方法指導對于自由落體和豎直上拋運動要注意以下幾點:(1)根據題意及時畫出示意圖;(2)根據題目給定已知條件合理選用運動學公式(注意加速度大小為g);(3)豎直上拋運動為雙向可逆運動,要注意其對稱性和多解性;(4)物體在其他星球表面做自由落體和豎直上拋運動遵從同樣的規(guī)律,但要注意重力加速度不同。考點四多過程問題的分析考點四多過程問題的分析勻變速直線運動和勻速直線運動都是理想化的模型,是實際運動的抽象,而社會生活中的實際運動往往是一個復雜的過程,是多種運動形式(勻速直線運動、勻加速直線運動、勻變速直線運動、豎直上拋

19、和自由落體運動等)的結合。而單個物體的多過程運動和多個物體相關聯(lián)的復合運動,是近幾年高考?？嫉挠嬎泐}。對于此類問題,解題的關鍵是對復雜運動進行正確分解,把復雜的運動轉換為熟知的勻速直線運動和勻變速直線運動的組合。多過程問題的一般解決思路:1.“合”初步了解全過程,構建大致運動圖像。2.“分”將全過程進行分解,分析每個過程的規(guī)律。3.“合”找到子過程的聯(lián)系,尋找解題方法。4-1高鐵專家正設想一種“遇站不停式勻速循環(huán)運行”列車,如襄陽隨州武漢仙桃潛江荊州荊門襄陽,構成7站鐵路圈,建兩條靠近的鐵路環(huán)線。列車A以恒定速率360km/h運行在一條鐵路上,另一條鐵路上有“伴駁列車”B,如某乘客甲想從襄陽站

20、上車到潛江站,先在襄陽站登上B車,當A車快到襄陽站且距襄陽站的路程為s時,B車從靜止開始做勻加速運動,當速度達到360km/h時恰好遇到A車,兩車連鎖并打開乘客雙向通道,A、B列車交換部分乘客,并連體運動一段時間再解鎖分離,B車勻減速運動后停在隨州站并卸客,A車上的乘客甲可以中途不停站直達潛江站。則()A.無論B車勻加速的加速度值為多少,s是相同的B.乘客甲節(jié)約了五個站的減速、停車、加速時間C.若B車勻加速的時間為1min,則s為4kmD.若B車勻減速的加速度大小為5m/s2,則當B車停下時A車距隨州站的路程為1km答案答案D若要滿足題設要求,B車開始勻加速時,A、B兩車之間的距離為s=vt-

21、t,又v=at,則B車的加速度越大,所需時間t越短,因而s越小,選02v項A錯誤;由題意可知乘客甲從襄陽到潛江節(jié)約了3個站的減速、停車、加速時間,選項B錯誤;若B車勻加速的時間為1min,則s=vt-t=3000m,選項C錯誤;若B車勻減速的加速度大小為5m/s2,則B車減速過程所用時間t=20s,因而當B車停下時A車距隨州站的距離為s=vt-t=1000m,選項D正確。02vva02v4-2 (2016河南鄭州第二次質檢,24)高鐵列車上有很多制動裝置。在每節(jié)車廂上裝有制動風翼,當風翼完全打開時,可使列車產生a1=0.5m/s2的平均制動加速度。同時,列車上還有電磁制動系統(tǒng)、空氣制動系統(tǒng)、摩擦制動系統(tǒng)等。單獨啟動電磁制動系統(tǒng),可使列車產生a=0.7m/s2的平均制動加速度。所有制動系