21-22版 位移變化規(guī)律

1、第2節(jié)位移變化規(guī)律第2章 勻變速直線運動學(xué)習(xí)目標(biāo)要求核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力1.利用微積分方法推導(dǎo)位移公式。2.能用公式、圖像等方法研究勻變速直線運動。3.能用勻變速直線運動的規(guī)律解釋生活中的一些現(xiàn)象，具有與直線運動相關(guān)的初步的運動觀念。1.科學(xué)探究用科學(xué)研究中的極限方法分析物理問題，通過推理，獲得結(jié)論。2.關(guān)鍵能力利用數(shù)學(xué)思維來研究物理問題的能力。目錄CONTENTS教材知識梳理知識方法探究隨堂對點自測/課時定時訓(xùn)練/核心素養(yǎng)/1.如圖所示一、勻變速直線運動的位移時間關(guān)系2.思想方法：公式推導(dǎo)中用到了微積分的思想，即無限分割微元求和、逐漸逼近真實狀況的思想。在物理學(xué)研究中常常用到這種思想?！九幸慌?/p>

2、】(1)物體運動的初速度越大，位移越大。( )(2)物體運動的加速度越大，位移越大。( )(3)物體運動的平均速度越大，相同時間內(nèi)的位移越大。( )二、勻變速直線運動的位移速度關(guān)系2as速度公式vt 和位移公式s聯(lián)立。消去t，可得：v0at【想一想】如圖所示，A、B、C三個標(biāo)志牌間距相等為s，汽車做勻加速直線運動，加速度為a，已知汽車經(jīng)過標(biāo)志牌A的速度為vA，你能求出汽車經(jīng)過標(biāo)志牌B和C的速度vB和vC嗎？3.公式的兩種特殊形式【例1】 (2021大荔縣同州中學(xué)月考)圖中ae為珠港澳大橋上四段110 m的等跨鋼箱連續(xù)梁橋，若汽車從a點由靜止開始做勻加速直線運動，通過ab段的時間為t，則通過be

3、段的時間為()A【針對訓(xùn)練1】 (多選)(2021四川成都外國語學(xué)校高一上學(xué)期期中)冰壺(Curling)，又稱擲冰壺、冰上溜石，是以隊為單位在冰上進行的一種投擲性競賽項目，屬冬奧會比賽項目，并設(shè)有冰壺世錦賽。中國冰壺隊于2003年成立，中國女子冰壺隊在2009年世錦賽上戰(zhàn)勝諸多勁旅奪冠，已成長為冰壺領(lǐng)域的生力軍。在某次比賽中，冰壺被投出后，如果做勻減速直線運動，用時20 s停止，最后1 s內(nèi)位移大小為0.2 m，則下列說法正確的是()A.冰壺的加速度大小是0.3 m/s2B.冰壺的加速度大小是0.4 m/s2C.冰壺第1 s內(nèi)的位移大小是7.8 mD.冰壺的初速度大小是6 m/sBC情境導(dǎo)入

4、歸納拓展【例2】 隨著機動車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯。分析交通違法事例，將警示我們遵守交通法規(guī)，珍惜生命。一貨車嚴重超載后的總質(zhì)量為49 t，以54 km/h的速率勻速行駛。發(fā)現(xiàn)紅燈時司機剎車，貨車立即做勻減速直線運動，加速度的大小為2.5 m/s2(不超載時則為5 m/s2)。(1)若前方無阻擋，問從剎車到停下來此貨車在超載及不超載時分別前進多遠？(2)若超載貨車剎車時正前方25 m處停著總質(zhì)量為1 t的轎車，兩車將發(fā)生碰撞，求相撞時貨車的速度。答案(1)45 m22.5 m(2)10 m/s【針對訓(xùn)練2】 (2020天津?qū)W業(yè)考試)我國自行研制的大飛機C919在某次測試中，飛機在水平

5、跑道上做初速度為零的勻加速直線運動。通過距離1.6103 m，速度達到80 m/s，飛機的加速度為()A.1 m/s2 B.2 m/s2 C.4 m/s2 D.8 m/s2B探究3勻變速直線運動的平均速度【例3】 如圖所示，在某段平直的鐵路上，一列以324 km/h高速行駛的列車某時刻開始勻減速行駛，5 min后恰好停在某車站，并在該站停留4 min，隨后勻加速駛離車站，經(jīng)8.1 km后恢復(fù)到原速324 km/h。求：(1)列車減速時的加速度大??；(2)列車從開始減速到恢復(fù)原速這段時間內(nèi)的平均速度。答案(1)0.3 m/s2(2)30 m/s【針對訓(xùn)練3】 冰壺比賽是冬奧會的重要項目。比賽中冰

6、壺在水平冰面上的運動可視為勻減速直線運動直至停止，已知一冰壺被運動員推出的初速度大小為3 m/s，其加速度大小為0.2 m/s2，求：(1)冰壺整個過程平均速度的大?。?2)冰壺10 s末的速度大?。?3)冰壺在20 s內(nèi)的位移大小。答案(1)1.5 m/s(2)1 m/s(3)22.5 m【推理思維】 在勻變速直線運動中，雖然速度時刻變化，但只要時間足夠小，速度的變化就非常小，在這段時間內(nèi)就可以近似地應(yīng)用勻速直線運動的公式來計算位移，如圖甲所示；如果我們把每一小段t內(nèi)的運動看作勻速運動，則矩形面積之和等于各段勻速直線運動的位移之和，顯然小于勻變速直線運動在該時間內(nèi)的位移，但所取時間段t越小，

7、各勻速直線運動位移之和與勻變速直線運動位移之間的差值就越小，如圖乙所示，當(dāng)t0時，各矩形面積之和趨近于vt圖線下面的面積，可以想象，如果把整個運動過程劃分得非常細，很多小矩形的面積之和就能準(zhǔn)確代表物體的位移了，位移的大小就等于圖丙所示的梯形面積。【題目示例】在勻速直線運動中，物體運動的速度不變，因此位移svt，這在數(shù)值上恰好等于vt圖像中陰影部分的面積，如圖甲所示。證明：在初速度為v0、加速度為a的勻變速直線運動中，如圖乙，梯形的面積在數(shù)值上等于勻變速直線運動的位移大??；并推導(dǎo)出位移公式(用v0、a、t表示)?！驹敿毥獯稹?勻變速直線運動，物體的位移對應(yīng)vt圖線和時間軸所包圍的圖像的“面積”。

8、【題后感悟】對于勻變速直線運動位移公式的推理，運用了“無限分割，逐步逼近”的微分思想，在今后學(xué)習(xí)重力做功與路徑的關(guān)系中還會用到。此推理方法實質(zhì)上是微積分思想在高中物理的體現(xiàn)。AA.2 m/s280 m/s B.2 m/s240 m/sC.1 m/s240 m/s D.1 m/s280 m/sAA.100 m B.96 m C.16 m D.4 mBB4.(勻變速直線運動的平均速度)中國殲20隱形戰(zhàn)斗機進行了飛行測試并成功著陸。假設(shè)該戰(zhàn)機起飛前從靜止開始做勻加速直線運動，達到起飛速度v所需時間為t，則起飛前的運動距離為()AA.甲圖中利用矩形面積的和來表示位移大小比實際位移偏小B.甲圖中利用矩形

9、面積的和表示位移大小比乙圖利用梯形面積表示位移大小更接近真實值C.這種用面積表示位移的方法只適用于勻變速直線運動D.若丙圖中縱坐標(biāo)表示運動的加速度，則梯形面積表示加速度變化量解析物體的位移等于圖線與時間軸所圍的面積大小，則知甲圖中利用矩形面積的和來表示位移大小比實際位移大小偏小，故A正確；根據(jù)“面積”表示位移，可知，乙圖利用梯形面積表示位移大小比甲圖中利用矩形面積的和表示位移大小更接近真實值，故B錯誤；這種用面積表示位移的方法適用于任何直線運動，故C錯誤；若丙圖中縱坐標(biāo)表示運動的加速度，則梯形面積表示速度變化量，故D錯誤。2.一物體做勻變速直線運動，下列說法中正確的是 ()A.物體的末速度與時

10、間成正比B.物體的位移與時間的平方成正比C.物體的速度在一段時間內(nèi)的變化量與這段時間成正比D.若是勻加速直線運動，位移和速度隨時間增加；若是勻減速直線運動，位移和速度隨時間減小C3.(2021河南洛陽高一上學(xué)期期末)如圖所示，以8 m/s勻速行駛的汽車即將通過路口，綠燈還有2 s將熄滅，此時汽車距離停車線18 m。該車加速時最大加速度大小為2 m/s2，減速時最大加速度大小為5 m/s2。此路段允許行駛的最大速度為12.5 m/s。下列說法中正確的有()AA.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.如果立即做勻速運動，

11、在綠燈熄滅前汽車可能通過停車線D.如果距停車線5 m處減速，汽車能停在停車線處CA.40 m B.25 m C.12.5 m D.2 m5.(2021廣東佛山高一上學(xué)期檢測)2018年6月28日，深湛高鐵江湛段的高鐵正式開通，假設(shè)列車在某段距離中做勻加速直線運動，速度由5 m/s增加到10 m/s時位移為s。則當(dāng)速度由10 m/s增加到15 m/s時，它的位移是()B6.一輛汽車從A點由靜止開始做勻加速直線運動，如圖所示，若到達B點時速度為v，到達C點時速度為2v，則ABBC等于()CA.11 B.12 C.13 D.14題組三勻變速直線運動的平均速度7.一輛汽車做勻加速直線運動，初速度為2

12、m/s，經(jīng)過4 s速度變?yōu)?0 m/s，在這段時間內(nèi)，下列說法正確的是()A.汽車的加速度為4 m/s2B.汽車的加速度為3 m/s2C.汽車的位移為24 mD.汽車的平均速度為3 m/sC8.(多選)(2021湖南茶陵三中月考)如圖所示是物體在某段運動過程中的vt圖像，在t1和t2時刻的瞬時速度分別為v1和v2，則時間由t1到t2的過程中()AD9.(2021福建三明市第一中學(xué)上學(xué)期期中)目前交警部門開展的“車讓人”活動深入人心，不遵守“車讓人”的駕駛員將受到罰款、扣分的嚴厲處罰，如圖所示，以8 m/s勻速行駛的汽車即將通過路口，有一老人正在過人行橫道，此時汽車的車頭距離停車線8 m，該車減

13、速時的加速度大小為5 m/s2，則下列說法中正確的是()BA.如果駕駛員的反應(yīng)時間為0.4 s，汽車剛好能在停車線處剎住停車讓人B.如果駕駛員的反應(yīng)時間為0.2 s，汽車剛好能在停車線處剎住停車讓人C.如果駕駛員立即剎車制動，則t2 s時，汽車離停車線的距離為2 mD.如果在距停車線6 m處開始剎車制動，汽車能在停車線處剎住停車讓人10.(2021福建廈門一中月考)一輛汽車在平直公路上做勻變速直線運動，公路邊每隔15 m有一棵樹，如圖所示，汽車通過A、B兩相鄰的樹用了3 s，通過B、C兩相鄰的樹用了2 s，則下列說法正確的是()CA.此汽車運動的加速度大小為2 m/s2B.此汽車經(jīng)過A樹時的速

14、度大小為3.0 m/sC.此汽車經(jīng)過B樹時的速度大小為6.5 m/sD.此汽車經(jīng)過B樹時的速度大小為6.0 m/s11.(2021深圳實驗學(xué)校高一月考)某賽車場上，賽車測試場地數(shù)據(jù)時的運動情景如圖所示。(1)該車接近維修站時緊急剎車，加速度大小是6 m/s2，如果車必須在2 s內(nèi)停下來，賽車的行駛速度最高不能超過多大；(2)如果該車以5 m/s2的加速度勻加速行駛了6 s，駛過180 m，汽車在此過程中的初速度多大；(3)如果該車在5 s內(nèi)從靜止開始勻加速到108 km/h,汽車在此過程中的位移多大。答案(1)12 m/s(2)15 m/s(3)75 m12.據(jù)統(tǒng)計我國每年高速路上20%的事故都是因為疲勞駕駛，尤其是重型卡車，駕駛員疲勞駕駛造成的后果更為嚴重。如圖為國內(nèi)某汽車品牌率先推出AEBS的系統(tǒng)，通過雷達和攝像頭判斷車距，當(dāng)車距小于安全距離自動啟動制動系統(tǒng)，并通過車內(nèi)警報提醒駕駛員保持清醒