2020版高考物理总复习第二章匀变速直线运动的研究第2讲匀变速直线运动的研究课件.pptx

第2讲匀变速直线运动的研究,-2-,-3-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,匀变速直线运动及规律核心知识整合1.基本规律(1)速度公式:。(2)位移公式:。(3)位移、速度关系式:。2.匀变速直线运动的两个重要推论(1)物体在一段时间内的平均速度等于在这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初、末时刻速度矢量和的一半,公式:。(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量,即:x=x2-x1=x3-x2=xn-xn-1=。,v=v0+at,aT2,-4-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,关键能力提升命题点一基本公式的应用【例1】一辆汽车在平直公路上做刹车实验,0时刻起,汽车运动过程的位移与速度的关系式为x=(10-0.1v2)m,下列分析正确的是()A.上述过程的加速度大小为10m/s2B.刹车过程持续的时间为5sC.0时刻的初速度为10m/sD.刹车过程的位移为5m,答案,解析,-5-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,【例2】(2018浙江杭州预测)小刘驾驶着汽车以43.2km/h的速度匀速行驶,看到前面十字路口闪烁的绿灯倒计时只有4s了,他果断踩刹车,假设汽车做匀减速直线运动,加速度大小为3m/s2,则刹车开始6s后汽车的位移是()A.18mB.24mC.31.1mD.211.2m,答案,解析,-6-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,方法技巧解答运动学问题的基本思路画过程示意图判断运动性质选取正方向选公式列方程解方程并讨论1.恰当选用公式。,-7-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,2.运动学公式中正、负号的规定。直线运动可以用正、负号表示矢量的方向,一般情况下,规定初速度v0的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,与初速度反向的物理量取负值,当v0=0时,一般以加速度a的方向为正方向。3.对于刹车问题应先判断车停下所用的时间,再选择合适的公式求解。,-8-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,命题点二逆向思维法【例3】一旅客在站台8号车厢候车线外候车,若动车一节车厢长25米,动车进站时可以看作匀减速直线运动。他发现第6节车厢经过他时用了4s,动车停下时旅客刚好在8号车厢门口,如图所示。则该动车的加速度大小约为()A.2m/s2B.1m/s2C.0.5m/s2D.0.2m/s2,答案,解析,-9-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,【例4】质点做匀减速直线运动,在第1s内位移为6m,停止运动前的最后1s内位移为2m。求:(1)质点运动的加速度大小;(2)在整个减速运动过程中质点的位移大小;(3)整个减速过程共用多少时间。思路点拨对于单向匀减速到停止的直线运动,可看作初速度为零的反向匀加速直线运动,就是我们常说的逆向思维法,即把运动过程的“末端”作为“初态”来反向研究问题的方法。,答案:(1)4m/s2(2)8m(3)2s,-10-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,-11-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,命题点三平均速度公式的应用【例5】物体以20m/s的速度从坡底冲上一足够长的斜坡,当它返回坡底时的速度大小为16m/s。已知上坡和下坡两个阶段物体均沿同一直线做匀变速直线运动,但上坡和下坡的加速度不同。则物体上坡和下坡所用的时间之比为()A.45B.54C.23D.32,答案,解析,-12-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,【例6】短跑运动员在某次百米赛跑中测得5秒末的速度为9.0m/s,10秒末到达终点的速度为10.2m/s,则下列说法正确的是()A.在前5秒内运动员的平均速度为4.5m/sB.在后5秒内运动员的平均速度为9.6m/sC.在本次百米赛跑中运动员的平均速度为10.0m/sD.在本次百米赛跑中运动员的平均速度为9.1m/s,答案,解析,-13-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,-14-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,自由落体运动核心知识整合1.定义:从静止开始,作用的直线运动。,3.重力加速度g的特点(1)在同一地点,一切物体的重力加速度都相同,方向均为竖直向下。(2)在地球上其大小随地理纬度的增加而增大,在赤道上最小,两极处最大。,只受重力,匀加速,v2=2gh,-15-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,关键能力提升命题点一某一段平均速度约等于瞬时速度【例7】一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB,照片中轨迹的长度为2mm,照片长度的比例尺为110。已知曝光时间为0.001s,则小石子出发点离A点的距离大约为(g取10m/s2)()A.6.5mB.10mC.20mD.45m,答案,解析,-16-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,规律总结由于AB段的运动时间很短,我们可以用AB段的平均速度来代替A点的瞬时速度,由此来计算下降的高度就很容易了,通过本题一定要掌握这种近似的方法。,-17-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,【例8】如图所示,某活动小组利用如图装置测当地重力加速度。钢球自由下落过程中,用通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度;测出钢球的直径D、钢球挡住两光电门的时间tA、tB及两光电门间的距离h。则当地的重力加速度g为(),答案,解析,-18-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,命题点二自由落体运动的理解【例9】(2018浙江桐乡教学测试)浙江省长兴县十里银杏长廊景区古银杏众多。某次游客小朱发现一片手掌大小的树叶正好从离水平地面高约3m的树枝上飘落。这片树叶从树枝开始下落到地面上的时间可能是()A.0.4sB.0.6sC.0.8sD.3s,答案,解析,-19-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,易错提醒分析物体是否是自由落体运动,如树叶、乒乓球等轻质物体下落不能看作自由落体运动,这类物体下落时空气阻力不能忽略,加速度小,落地时间长。,-20-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,命题点三自由落体运动的一段运动【例10】屋檐隔一定时间滴下一滴水,当第5滴水正欲滴下时,第1滴水刚好落到地面,而第3滴水与第2滴水分别位于高1m的窗子的上、下沿,如图所示。g取10m/s2,则此屋檐离地面的距离为()A.3.2mB.3.0mC.2.5mD.2.2m,答案,解析,-21-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,方法技巧从释放点开始计算两段自由落体的差值,可以方便快捷计算这类题目。若题目给出的已知条件都是自由落体运动的一部分物理量,从释放点列方程会比较方便。,-22-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,【例11】比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。如图所示,已知斜塔第一层离地面的高度h1=6.8m,为了测量塔的总高度,在塔顶无初速度释放一个小球,小球经过第一层到达地面的时间t1=0.2s,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。(1)求小球下落过程中,通过第一层的平均速度大小;(2)求斜塔的总高度h。,答案:(1)34m/s(2)61.25m,-23-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,-24-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,匀变速直线运动的图象核心知识整合1.x-t图象(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。(2)斜率意义:图线上某点切线的斜率的大小表示。切线斜率的正负表示。,物体速度的大小,物体速度的方向,-25-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,2.v-t图象(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。(2)斜率意义:图线上某点切线的斜率的大小表示物体。图线上某点切线的斜率的正负表示物体。(3)图线与时间轴围成的面积意义:图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的。若图线与时间轴围成的面积在时间轴的上方,则表示这段时间内的位移方向为正方向;若图线与时间轴围成的面积在时间轴的下方,则表示这段时间内的位移方向为负方向。,加速度的大小,加速度的方向,位移,-26-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,关键能力提升命题点一通过运动图象解决问题【例12】(2018年3月浙江温州普通高中选考适应性测试)甲、乙、丙三个物体同时同地出发,6s末同时到达同一目的地,它们运动的位移时间图象如图所示,则关于三者的路程s和位移大小x关系正确的是()A.s甲s丙=s乙B.s甲s丙s乙C.x甲x丙x乙D.x甲=x丙x乙,答案,解析,-27-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,【例13】(2018浙江杭州预测)如图所示为一质点做直线运动的v-t图象,下列说法正确的是()A.BC段和CD段的运动方向相同B.CD段和DE段的加速度方向不同C.18s末质点离出发点最远D.前5s质点通过的位移是25m,答案,解析,-28-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,命题点二根据已知条件画出运动图象【例14】一辆汽车从车站以初速度为0匀加速直线开出一段时间之后,司机发现一乘客未上车,便紧急刹车做匀减速运动,从启动到停止一共经历t=10s,前进了15m,在此过程中,汽车的最大速度为()A.1.5m/sB.3m/sC.4m/sD.无法确定思路点拨匀变速直线运动中三个基本公式中,均涉及4个物理量,首先分析已知条件,如果已知初速度v0,末速度v,加速度a,时间t,位移x中的3个,可以选用三个基本公式之一进行求解;若不足3个已知条件,挖掘条件,如“由静止出发”代表初速度为0,“减速到停止”代表末速度等于0。如已知物理量不足3个可采用v-t图象的方法,利用图线与t轴所围的面积表示物体的位移进行求解。,答案,解析,-29-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,多过程匀变速直线运动问题核心知识整合对于多过程匀变速直线运动问题的分析要注意以下几点。(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。(2)明确物体在各过程的运动性质,找出题目给出的已知量、待求量以及中间量。(3)合理选取运动学公式,列出物体在各阶段的运动方程,同时列出物体各阶段间的关联方程。(4)解题时要开阔思路,通过分析、对比,根据已知条件和题目特点适当地拆分、组合运动过程,选取最简捷的解题方法。,-30-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,关键能力提升命题点多过程匀变速直线运动问题【例15】如图所示是上海中心大厦,小明乘坐大厦快速电梯,从底层到达第119层观光平台共用时55s。若电梯先以加速度a1做匀加速运动,达到最大速度18m/s,然后以最大速度匀速运动,最后以加速度a2做匀减速运动恰好达到观光平台。假定观光平台高度为549m。(1)若电梯经过20s匀加速达到最大速度,求加速度a1及上升高度h;(2)求电梯匀速运动的时间。,-31-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,思路点拨处理单个物体多运动过程题目的基本方法:1.画出物体运动的v-t图象;2.找关键信息点,如速度、加速度、时间、位移等;3.分段运用匀变速直线运动的规律列方程;4.各段运动交接处的速度大小往往是联系各段的纽带。,答案:(1)0.9m/s2180m(2)6s,-32-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,-33-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,探究小车速度随时间变化的规律核心知识整合一、实验原理图,-34-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,二、基本实验要求1.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。2.实验原理利用打点计时器在纸带上打出的一系列点,以探究小车速度随时间变化的规律。3.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、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。,-35-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,4.实验步骤(1)按照实验原理图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。,-36-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,-37-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,(3)利用v-t图象求a:求出1、2、3、4、5、6各点的瞬时速度,画出v-t图象(如图),图象的斜率就是加速度a。,-38-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,关键能力提升命题点一实验原理与操作【例16】利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律,所需的器材与操作正确的是()A.学生电源、导线、电火花计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸B.导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸C.实验前需要平衡小车受到的阻力;长木板也不能一端高、一端低D.应选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验,答案,解析,-39-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,易错提醒(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。,-40-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,命题点二实验数据处理【例17】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=;,-41-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,(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。,-42-,考点一,考点二,考点三,考点四,实验,-43-,1,2,3,4,1.