高考物理一轮复习 第一章 直线运动 2 匀变速直线运动的研究课件.ppt

第2讲匀变速直线运动的研究 3 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 匀变速直线运动及规律1 匀变速直线运动速度的直线运动 因此 匀变速直线运动是加速度的直线运动 2 匀变速直线运动基本规律速度与时间关系 vt 位移与时间关系 x 速度与位移关系 3 匀变速直线运动常用推论 1 平均速度公式 2 位移差公式 任意两个连续相等的时间间隔 t 内 位移之差是一恒量 即 x x2 x1 x3 x2 xn xn 1 3 中间时刻速度 某一段时间内中间时刻的瞬时速度等于 均匀变化 不变 v0 at at2 这段时间内的平均速度 4 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 1 一个做匀变速直线运动的质点 初速度为0 5m s 第9s内的位移比第5s内的位移多4m 则该质点的加速度 9s末的速度和质点在9s内通过的位移分别是 a a 1m s2 v9 9m s x9 40 5mb a 1m s2 v9 9m s x9 45mc a 1m s2 v9 9 5m s x9 45md a 0 8m s2 v9 7 7m s x9 36 9m c 解析 由x9 x5 4at2解得a 1m s2 9s末的速度v9 v0 at 0 5m s 1 9m s 9 5m s 质点在9s内通过的位移x v0t at2 45m c正确 5 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 2 一质点做匀加速直线运动时速度变化 v时发生位移x1 紧接着速度变化同样的 v时发生位移x2 则该质点的加速度为 a 6 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 3 一质点在做匀加速直线运动 加速度为a 在时间t内速度变为原来的3倍 则该质点在时间t内的位移为 b 7 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 1 匀变速直线运动涉及初速度 末速度 时间 位移和加速度五个物理量 只要知道其中任何三个物理量 都可求出另外两个物理量 理论上讲 任何运动学问题都可以只用匀变速直线运动两个基本公式求解 但灵活选择推论会使问题更简单 但运用推论要注意问题的特点和条件 8 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 2 三个公式中的物理量x a v0 v均为矢量 三个公式称为矢量式 在应用时 一般以初速度方向为正方向 凡是与v0方向相同的x a v均为正值 反之为负值 当v0 0时 一般以a的方向为正方向 这样就可将矢量运算转化为代数运算 使问题简化 3 如物体做单向匀减速运动 当速度减为零时 可以看成向相反方向做初速度为零 加速度不变的匀加速运动来处理 4 要检查判断所求结果是否与题设条件 生活实际等相吻合 同一方程中各物理量都必须相对同一参考系 9 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 自由落体运动1 自由落体运动 1 特点 初速度v0 0 加速度为重力加速度g的运动 2 基本规律速度公式 vt 位移公式 h 2 竖直上抛运动规律 1 特点 加速度为g 上升阶段做运动 下降阶段做运动 2 基本规律 以抛出点为原点 竖直向上为正方向 速度公式 位移公式 匀加速直线 gt 匀减速直线 匀加速直线 vt v0 gt 10 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 1 拿一个长约1 5m的玻璃筒 一端封闭 另一端有开关 把金属片和小羽毛放到玻璃筒里 把玻璃筒倒立过来 观察它们下落的情况 然后把玻璃筒里的空气抽出 再把玻璃筒倒立过来 再次观察它们下落的情况 下列说法正确的是 a 玻璃筒充满空气时 金属片和小羽毛下落一样快b 玻璃筒充满空气时 金属片和小羽毛均做自由落体运动c 玻璃筒抽出空气后 金属片和小羽毛下落一样快d 玻璃筒抽出空气后 金属片比小羽毛下落快 c 11 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 2 在一次低空跳伞演练中 当直升机悬停在离地面224m高处时 伞兵离开飞机做自由落体运动 运动一段时间后 打开降落伞 展伞后伞兵以12 5m s2的加速度匀减速下降 为了伞兵的安全 要求伞兵落地速度最大不得超过5m s g取10m s2 求 1 伞兵展伞时 离地面的高度至少为多少 着地时相当于从多高处自由落下 2 伞兵在空中的最短时间为多少 答案 1 99m1 25m 2 8 6s 12 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 13 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 1 落体运动是生活中最常见的运动之一 如果空气的阻力跟物体的重力相比可以忽略时 如小球在空中下落 那么落体运动可以视为自由落体运动 但如果空气的阻力不能忽略 则不能盲目死套公式 2 对于竖直上抛运动 通常有两种处理方法 一种是分段法 一种是整体法 两种方法可以交叉运用 整体法运用时要特别注意正方向的规定 3 竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有严格的对称性 1 速度对称 物体在上升过程和下降过程中经过同一位置时速度大小相等 方向相反 2 时间对称 物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度所用的时间相等 14 匀变速直线运动的图象1 x t图象图象的物理意义 反映了物体做直线运动的变化的规律 图象中点 截距 斜率等的意义 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 位移随时间 相遇 速度大小 正 负 静止 匀速直线 变速 15 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 2 v t图象图象的物理意义 反映了做直线运动的物体的变化的规律 图象中点 截距 斜率等的意义 速度随时间 16 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 等速 加速度大小 正 负 正 负 位移 路程 匀速 匀变速 变加速 17 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 1 甲 乙两小分队进行代号 猎狐 的军事演习 指挥部通过现代通信设备 在荧光屏上观察到小分队的行军路线如图所示 小分队同时由某地o处出发 最后同时捕 狐 于a处 下列说法正确的是 a 小分队行军路程s甲 s乙b 小分队平均速度v甲 v乙c y x图线是速度 时间图线d y x图线是位移 时间图线 b 解析 这是运动轨迹图 注意不要把运动轨迹图与运动图象混淆 18 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 2 物体a b的x t图象如图所示 由图可知 a 从第3s起 两物体运动方向相同 且va vbb 两物体由同一位置开始运动 但物体a比b迟3s才开始运动c 在5s内物体的位移相同 5s末a b相遇d 5s内a b的平均速度相等 a 19 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 解析 由题图看出 两图线的斜率都大于零 说明两物体都沿正方向运动 运动方向相同 图线a的斜率大于图线b的斜率 说明a的速度大于b的速度 即va vb 故a正确 物体a从原点出发 而b从正方向上距原点5m处出发 出发的位置不同 物体a比b迟3s才开始运动 故b错误 5s末两图线相交 说明5s末两物体到达同一位置 但两物体5s内通过的位移不同 a通过的位移为 xa 10m 0 10m 物体b通过的位移为 xb 10m 5m 5m 故c错误 由上述可知 5s内a通过的位移大于b通过的位移 所以5s内a的平均速度大于b的平均速度 故d错误 20 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 1 由于位移与速度都是矢量 所以位移图象和速度图象反映的只能是直线运动 曲线 折线等的位移图象和速度图象反映的都是直线运动 注意区分图象与轨迹的区别 2 直线运动的图象主要有v t图象 x t图象两种 从物理角度来说 它们反映了物体的运动过程 从数学角度来说 反映了两个物理量之间一一对应的函数关系 注意不能把x t图或v t图中的直线或曲线当成物体运动的轨迹 3 理解图线中点 线 斜率 截距 面积等的物理意义 能把图线的形状 函数式和运动情景有机结合 是解决x t图 v t图类问题的关键 4 作图法是解决运动学问题的基本方法 根据题意作出对应的图形 可以使题意更加直观明白 使头脑中的表象更加丰富具体 通过作图 可以帮我们理清思路 使思维过程更加具体化 条理化 从而高效地解决问题 21 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 多过程匀变速直线运动问题1 近几年 国家取消了7座及以下小车在法定长假期间的高速公路收费 给自驾出行带来了很大的实惠 但车辆的增多也给道路的畅通增加了压力 因此交管部门规定 上述车辆通过收费站口时 在专用车道上可以不停车拿 交 卡而直接减速通过 若某车减速前的速度为v0 72km h 靠近站口时以大小为a1 5m s2的加速度匀减速 通过收费站口时的速度为vt 28 8km h 然后立即以a2 4m s2的加速度加速至原来的速度 假设收费站的前 后都是平直大道 1 求该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速 2 求该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中 运动的时间是多少 3 在 1 2 题中 求该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少 答案 1 33 6m 2 5 4s 3 1 62s 22 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 23 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 2 研究表明 一般人的刹车反应时间 即图甲中 反应过程 所用时间 t0 0 4s 但饮酒会导致反应时间延长 在某次试验中 志愿者少量饮酒后驾车以v0 72km h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶 从发现情况到汽车停止 行驶距离l 39m 减速过程中汽车位移x与速度v的关系曲线如图乙所示 此过程可视为匀变速直线运动 重力加速度的大小g取10m s2 求 1 减速过程汽车加速度的大小及所用时间 2 饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少 答案 1 8m s22 5s 2 0 3s 24 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 解析 1 设减速过程中汽车加速度的大小为a 所用时间为t 由题可得初速度v0 20m s 末速度vt 0 位移x 25m 由运动学公式得联立代入数据得a 8m s2 t 2 5s 2 设志愿者反应时间为t 反应时间的增加量为 t 由运动学公式得l v0t x t t t0 代入数据得 t 0 3s 25 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 求解多阶段运动问题的要点1 准确选取研究对象 根据题意画出物体在各阶段的运动示意图 直观呈现物体的运动过程 是解决运动学问题所需养成的好习惯 2 合理选择运动学公式 列出物体在各阶段的运动方程和各阶段间的关联方程 是快速有效解决问题的要求 26 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 探究小车速度随时间变化的规律1 实验装置图2 实验目的 1 探究小车速度随时间变化的规律 2 测出小车做匀变速直线运动时的加速度 3 实验原理利用打点计时器在纸带上打出的一系列的点 以探究小车速度随时间变化的规律 27 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 4 实验器材电磁打点计时器 或电火花计时器 一端附有滑轮的长木板 小车 纸带 细绳 钩码 刻度尺 导线 学生电源 复写纸等 5 实验步骤 1 按照实验原理图安装实验器材 把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端 接好电源 2 把一细绳系在小车上 细绳绕过滑轮 下端挂合适的钩码 纸带穿过打点计时器 固定在小车后面 3 把小车停靠在打点计时器处 接通电源 放开小车 小车在拖着纸带运动的同时 打点计时器就在纸带上打下一系列的点 断开电源 更换新纸带 重复实验三次 4 选择一条比较理想的纸带进行测量分析 28 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 6 数据处理 1 舍掉纸带开始比较密集的点迹 从便于测量的地方取一个开始点o 然后每5个点取一个计数点 如果点迹间隔比较小的话 标上1 2 3 测出位移x1 x2 x3 如图 2 计算相邻相等时间内的位移差 x1 x2 x1 x2 x3 x2 x3 x4 x3 如果它们在允许的误差范围内相等 则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动 3 利用平均速度求瞬时速度 即 如图所示 29 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 4 物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v1 v2 v3 v4 若v2 v1 v3 v2 v4 v3 则说明物体在相等时间内速度的增量相等 说明物体做匀变速直线运动 即 5 利用v t图象求加速度 求出1 2 3 4 5 6各点的瞬时速度 画出v t图线 如图所示 图线的斜率就是加速度a 30 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 7 注意事项 1 纸带 细绳要和木板平行 2 实验中应先接通电源 交流电源的电压及频率要符合要求 后让小车运动 实验完毕应先断开电源 后取纸带 3 在到达长木板末端前应让小车停止运动 防止钩码落地和小车与滑轮相撞 4 不要分段测量各段位移 应尽可能地一次测量完毕 即先统一量出各计数点到起点o之间的距离 读数时应估读到分度值的下一位 31 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 1 实验误差分析 多选 在探究小车速度随时间变化的规律的实验中 下列说法中对于减小实验误差有益的是 a 选取计数点 把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位b 使小车运动的加速度尽量小些c 舍去纸带上密集的点 利用点迹清晰 点间间隔适当的那一部分进行测量 计算d 选用各处平整程度 光滑程度相同的长木板做实验 acd 解析 若小车的加速度过小 会使点过于密集 不便于测量 32 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 2 实验数据处理 在做研究匀变速直线运动的实验时 某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图所示 并在其上取了a b c d e f g共7个计数点 每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出 电火花计时器接220v 50hz交流电源 1 设电火花计时器的周期为t 计算f点的瞬时速度vf的公式为vf 33 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 2 他经过测量并计算得到电火花计时器在打b c d e f各点时物体的瞬时速度如下表 以a点对应的时刻为t 0 试在下图所示坐标系中合理地选择标度 作出v t图象 并利用该图象求出物体的加速度a m s2 34 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 3 如果当时电网中交变电流的电压变成210v 而做实验的同学并不知道 那么加速度的测量值与实际值相比 选填 偏大 偏小 或 不变 答案 1 2 见解析图0 40 3 不变 35 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 3 电网中交变电流的电压变化 并不改变电火花计时器的周期 故测量值与实际值相比不变 36 基础夯实精准归纳 题组突破强化提升 核心剖析归纳提升 3 实验原理 方法迁移 某探究小组为了研究小车