2011年高考物理 匀变速直线运动的规律及其应用总复习课件 新人教版

1、n自主学习自主学习n物体在一直线上运动，如果在相等的时间内物体在一直线上运动，如果在相等的时间内n相等，这种运动叫匀变速直线运动相等，这种运动叫匀变速直线运动n(1)特点：特点：a恒量恒量轨迹为直线轨迹为直线速度的变速度的变化化n(3)推论：推论：n任意相邻两个连续相等的时间里的任意相邻两个连续相等的时间里的 之之差是一个恒量，即差是一个恒量，即ns 恒量恒量n某段时间内的平均速度，等于该时间段的某段时间内的平均速度，等于该时间段的中间时刻的中间时刻的 速度，即速度，即位移位移aT2瞬时瞬时n某段位移中点的瞬时速度等于初速度某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和和末速度末速度vt平方和一半的平

2、方根，即平方和一半的平方根，即n(4)初速度为零的匀加速直线运动的几个特初速度为零的匀加速直线运动的几个特点点n1T内、内、2T内、内、3T内内位移之比为：位移之比为：nS1:s2:s3 n1T末、末、2T末、末、3T末末速度之比为：速度之比为：nV1:v2:v31:2:3n第一个第一个T内、第二个内、第二个T内、第三个内、第三个T内内的位移之比为：的位移之比为：s:s:sn从静止开始通过连续相等的位移所用时间从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为：之比为：nT T1 1: :t t2 2: :t t3 3 12:22:321:3:5n【特别提醒】【特别提醒】推论推论、公式，既适用于匀公式

3、，既适用于匀加速运动，也适用于匀减速运动加速运动，也适用于匀减速运动n深化拓展深化拓展n应用匀变速直线运动规律应注意的问题应用匀变速直线运动规律应注意的问题n(1)公式的条件：基本公式仅适用于匀变速公式的条件：基本公式仅适用于匀变速直线运动，包括有往返的情况直线运动，包括有往返的情况n(2)公式的矢量性：应用时要注意各物理量公式的矢量性：应用时要注意各物理量的符号一般规定初速度的方向为正方向，的符号一般规定初速度的方向为正方向，与初速度同向的物理量取正值，反向的物理与初速度同向的物理量取正值，反向的物理量取负值量取负值n(3)公式的选择：在计算匀变速直线运动的公式的选择：在计算匀变速直线运动的

4、位移位移s时，如果有时间时，如果有时间t，选用公式，选用公式 比较方便；如果不涉及时间，用比较方便；如果不涉及时间，用 计算比较方便；如果不涉及加速度用计算比较方便；如果不涉及加速度用 计算比较方便计算比较方便n(4)对匀减速直线运动：要注意考虑模型的对匀减速直线运动：要注意考虑模型的实际情况，如汽车刹车时，速度减为零后停实际情况，如汽车刹车时，速度减为零后停止，若题目给定的时间大于止，若题目给定的时间大于“刹车刹车”时间，时间，则则“刹车刹车”时间以外的时间内车是静止的；时间以外的时间内车是静止的；而对于物体沿光滑斜面匀减速直线运动，物而对于物体沿光滑斜面匀减速直线运动，物体速度减为零后又反

5、向加速，且加速度不变，体速度减为零后又反向加速，且加速度不变，则全程可看做匀减速直线运动，且则全程可看做匀减速直线运动，且s、v值的值的正负可反映物体的位置及运动方向正负可反映物体的位置及运动方向n(5)公式中共有五个物理量：公式中共有五个物理量：s、vt、v0、a、t，这五个物理量中只要其中三个物理量确，这五个物理量中只要其中三个物理量确定之后，另外两个就唯一确定定之后，另外两个就唯一确定n【特别提醒】【特别提醒】(1)由于匀变速直线运动的加由于匀变速直线运动的加速度速度a恒定，所以在任意相同的时间恒定，所以在任意相同的时间t内速度内速度的变化量的变化量vat相同相同n(2)对末速度为零的匀

6、减速直线运动，可将对末速度为零的匀减速直线运动，可将物体的运动看成是从静止开始的反方向的匀物体的运动看成是从静止开始的反方向的匀加速直线运动，利用比例关系可灵活求解相加速直线运动，利用比例关系可灵活求解相关问题关问题n(3)a 是加速度的定义式，是加速度的定义式， 是是平均速度的定义式两个公式可适用于任何平均速度的定义式两个公式可适用于任何形式的运动，而形式的运动，而vtv0at、 仅仅适用于匀变速直线运动适用于匀变速直线运动 n针对训练针对训练n1关于匀变速直线运动，下列说法正确的关于匀变速直线运动，下列说法正确的是是()nA匀加速直线运动的加速度是不断增加的匀加速直线运动的加速度是不断增加

7、的nB匀减速直线运动的加速度是不断减小的匀减速直线运动的加速度是不断减小的nC匀变速直线运动是加速度不变的直线运匀变速直线运动是加速度不变的直线运动动nD匀变速直线运动的加速度与速度方向总匀变速直线运动的加速度与速度方向总是相同的是相同的n答案：答案：Cn2一物体做匀变速直线运动，初速度为一物体做匀变速直线运动，初速度为15m/s，方向向东，第，方向向东，第5s末的速度为末的速度为10m/s，方向向西，则物体从何时开始向西运动的方向向西，则物体从何时开始向西运动的()nA第第2s B第第4snC第第9s D第第15sn解析：解析：速度是有方向和大小的矢量，物体的速度是有方向和大小的矢量，物体的

8、初速度向东设为正方向，第初速度向东设为正方向，第5s末速度向西为末速度向西为负方向，加速度方向与初速度方向相反为负负方向，加速度方向与初速度方向相反为负方向设经过时间方向设经过时间t物体速度为零，根据公物体速度为零，根据公式式vtv0at，有，有10155a和和015at，得，得t3s，即第，即第3s末速度为零，第末速度为零，第3s末末即是第即是第4s初所以，物体从第初所以，物体从第4s开始向西开始向西运动运动n答案：答案：Bn自主学习自主学习n1自由落体运动规律自由落体运动规律n(1)速度公式：速度公式：vt .n(2)位移公式：位移公式：h n(3)速度速度位移关系式：位移关系式： . g

9、t2ghn2竖直上抛运动规律竖直上抛运动规律n(1)速度公式：速度公式：vt . n(2)位移公式：位移公式：hn(3)速度速度位移关系式：位移关系式： 2ghn(4)上升的最大高度上升的最大高度H n(5)上升到最大高度用时：上升到最大高度用时：t v0gtn【特别提醒】【特别提醒】(1)物体上升到最高点时速度物体上升到最高点时速度虽为零，但并不处于平衡状态虽为零，但并不处于平衡状态n(2)由于竖直上抛运动的上升和下降阶段加由于竖直上抛运动的上升和下降阶段加速度相同，故可对全程直接应用匀变速直线速度相同，故可对全程直接应用匀变速直线运动的基本公式运动的基本公式n深化拓展深化拓展n竖直上抛运动

10、的特性与求解方竖直上抛运动的特性与求解方法法n1竖直上抛运动的特性竖直上抛运动的特性n(1)对称性对称性n如图所示，物体以初速度如图所示，物体以初速度v0竖竖直上抛，直上抛，A、B为途中的任意为途中的任意两点，两点，C为最高点，则：为最高点，则：n时间对称性时间对称性n物体上升过程中从物体上升过程中从AC所用时间所用时间tAC和下降和下降过程中从过程中从CA所用时间所用时间tCA相等，同理相等，同理tABtBA.n速度对称性速度对称性n物体上升过程经过物体上升过程经过A点的速度与下降过程经点的速度与下降过程经过过A点的速度大小相等点的速度大小相等n(2)多解性多解性n当物体经过抛出点上方某个位

11、置时，可能处当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，造成双于上升阶段，也可能处于下降阶段，造成双解，在解决问题时要注意这个特点解，在解决问题时要注意这个特点n2竖直上抛运动的求解方法竖直上抛运动的求解方法n(1)分段法上升阶段按初速度分段法上升阶段按初速度v0、加速度、加速度为为g的匀减速直线运动来计算；下降阶段按的匀减速直线运动来计算；下降阶段按自由落体运动计算，上升时间自由落体运动计算，上升时间n(2)全过程法就全过程而言，它是初速度全过程法就全过程而言，它是初速度为为v0、加速度为、加速度为g的匀减速直线运动，因此，的匀减速直线运动，因此，可以用匀减速直线运

12、动的公式，求整个竖直可以用匀减速直线运动的公式，求整个竖直上抛运动的速度、位移、时间等物理量上抛运动的速度、位移、时间等物理量 n【特别提醒】【特别提醒】用分段法解答竖直上抛问题时，用分段法解答竖直上抛问题时，物理过程清晰，但解题步骤较多；全过程法物理过程清晰，但解题步骤较多；全过程法是直接把已知量代入公式，但必须注意是直接把已知量代入公式，但必须注意h、vt正负号的意义及其取舍要注意位移是矢正负号的意义及其取舍要注意位移是矢量，要先选正方向，化矢量式为标量式量，要先选正方向，化矢量式为标量式n针对训练针对训练n一辆汽车由车站开出，沿平直公路做初速一辆汽车由车站开出，沿平直公路做初速度为零的匀

13、变速直线运动，至第度为零的匀变速直线运动，至第10s末开始末开始刹车，再经刹车，再经5s便完全停下设刹车过程汽车便完全停下设刹车过程汽车也做匀变速直线运动，那么加速和减速过程也做匀变速直线运动，那么加速和减速过程车的加速度大小之比是车的加速度大小之比是()nA1:2 B2:1nC1:4 D4:1n解析：解析：设加速时加速度为设加速时加速度为a1，减速时加速度，减速时加速度为为a2，则，则a1t1a2t2，a1:a21:2，A正确正确n答案：答案：An规律方法规律方法n研究匀变速直线运动的一般思路研究匀变速直线运动的一般思路n公式公式vtv0at、sv0t 是研究匀变速直线运动的最基本的规律，合

14、是研究匀变速直线运动的最基本的规律，合理地运用和选择三式中的任意两式是求解运理地运用和选择三式中的任意两式是求解运动学问题最常用的基本方法但是，若巧妙动学问题最常用的基本方法但是，若巧妙地运用地运用“基础知识梳理基础知识梳理”中各个推论，可能中各个推论，可能使得求解过程简便快捷使得求解过程简便快捷n在运用上述推论时，有平均速度法、妙用在运用上述推论时，有平均速度法、妙用sat2、比例法、巧选参考系、比例法、巧选参考系、“逆向思逆向思维维”法法n(1)平均速度法平均速度法n定义式定义式 s/t对任何性质的运动都适用对任何性质的运动都适用, ,而而n只适用于匀变速直线运动只适用于匀变速直线运动 n

15、在匀变速直线运动的题目中，有一类是质点在匀变速直线运动的题目中，有一类是质点在其中某段时间在其中某段时间t内走过位移为内走过位移为s(或某段时或某段时间间t内的平均速度内的平均速度)，要求某一未知物理量的，要求某一未知物理量的题型，如果巧用题型，如果巧用“vt/2 ”这一关系式便这一关系式便可以简化解题过程可以简化解题过程n(2)利用利用sat2n在匀变速直线运动中，第在匀变速直线运动中，第n个个t时间内的位移时间内的位移和第和第N个个t时间内的位移之差时间内的位移之差nsNsn(Nn)at2.n(3)比例法比例法n利用利用“考点考点1”(4)中各结论分析初速度为零中各结论分析初速度为零的匀加

16、速直线运动的匀加速直线运动n(4)巧选参考系巧选参考系n一个物体相对于不同参考系，运动性质一般一个物体相对于不同参考系，运动性质一般不同，通过变换参考系，可以将物体的运动不同，通过变换参考系，可以将物体的运动简化，容易研究简化，容易研究n(5)“逆向思维逆向思维”法法n逆向过程处理逆向过程处理(逆向思维法逆向思维法)是把运动过程的是把运动过程的“末态末态”作为作为“初态初态”的反向研究问题的方的反向研究问题的方法，如物体做加速运动看成反向的减速运动，法，如物体做加速运动看成反向的减速运动，物体做减速运动看成反向的加速运动处物体做减速运动看成反向的加速运动处理该方法一般用在末状态已知的情况理该方

17、法一般用在末状态已知的情况n【例【例1】(2008高考全国理综卷高考全国理综卷)已知已知O、A、B、C为同一直线上的四点，为同一直线上的四点，A、B间的间的距离为距离为l1，B、C间的距离为间的距离为l2.一物体自一物体自O点点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过经过A、B、C三点已知物体通过三点已知物体通过AB段与段与BC段所用的时间相等，求段所用的时间相等，求O与与A的距离的距离n分析分析本题是一道考查匀变速运动规律的本题是一道考查匀变速运动规律的试题题中已知物理量和待求物理量都是位试题题中已知物理量和待求物理量都是位移，我们不难想到运用匀变速直

18、线运动中有移，我们不难想到运用匀变速直线运动中有关位移的方程，即关位移的方程，即sv0t 或或 n 2as.然后根据题意可以利用然后根据题意可以利用OA、OB、OC三段均做初速度为零的匀加速直线运动三段均做初速度为零的匀加速直线运动这一特点列出方程，从而顺利求解，画出示这一特点列出方程，从而顺利求解，画出示意图如图甲所示意图如图甲所示 n解析解析解法一利用解法一利用 n设物体的加速度为设物体的加速度为a，经，经OA段的时间为段的时间为t0，物体经物体经AB段和段和BC段的时间均为段的时间均为t，O与与A间间的距离为的距离为l，对物体经，对物体经OA段、段、OB段、段、OC段段分别有：分别有：n

19、设物体在设物体在A点的速度为点的速度为vA，则有：，则有：n解法五图象法解法五图象法n作出物体从作出物体从O到到C的的vt图象如图乙所图象如图乙所示设示设t0、t0t、t02t时刻物体分别通过时刻物体分别通过A、B、C三点，速度分别为三点，速度分别为vA、vB、vC，由图，由图中中“面积面积”的物理意义及三角形相似比的物理意义及三角形相似比(OPQOMG)得：得：n解法六运用动能定理求解解法六运用动能定理求解n设物体的质量为设物体的质量为m，所受的合力为，所受的合力为F，对，对OA、OB、OC段分别运用动能定理得：段分别运用动能定理得：n总结提升总结提升本题解法很多，无论从巩固学本题解法很多，

20、无论从巩固学生对匀变速直线运动知识的掌握，还是从培生对匀变速直线运动知识的掌握，还是从培养学生发散思维的角度来看，都是一道不可养学生发散思维的角度来看，都是一道不可多得的好题本题难度较大，已知量较小，多得的好题本题难度较大，已知量较小，而且解题过程中的题设未知数多，计算量大，而且解题过程中的题设未知数多，计算量大，需要充分发挥解题技巧所以在平时学习中需要充分发挥解题技巧所以在平时学习中要充分锻炼分析能力和运用数学知识解决物要充分锻炼分析能力和运用数学知识解决物理问题的能力理问题的能力n(2009高考江苏卷高考江苏卷)如图所示，以如图所示，以8m/s匀速匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有行驶的

21、汽车即将通过路口，绿灯还有2s将熄将熄灭，此时汽车距离停车线灭，此时汽车距离停车线18m.该车加速时该车加速时最大加速度大小为最大加速度大小为2m/s2，减速时最大加速，减速时最大加速度大小为度大小为5m/s2.此路段允许行驶的最大速度此路段允许行驶的最大速度为为12.5m/s.下列说法中正确的有下列说法中正确的有 ()nA如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线汽车可能通过停车线nB如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速通过停车线汽车一定超速nC如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前如果立即做匀减速

22、运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线汽车一定不能通过停车线nD如果距停车线如果距停车线5m处减速，汽车能停在处减速，汽车能停在停车线处停车线处n解析：解析：汽车如果立即做匀加速运动，且以最汽车如果立即做匀加速运动，且以最大加速度为大加速度为a12m/s2加速，则在加速，则在2s内汽车内汽车行驶的距离为行驶的距离为sv0t a1t282 222(m)20m18m，此时汽车的速度，此时汽车的速度vv0a1t822(m/s)12m/s5m，所以汽车不能停在停车线处，所以汽车不能停在停车线处，D选项错误答案为选项错误答案为AC.n答案：答案：ACn规律方法规律方法n(1)研究竖直上抛运动时，要灵活

23、选用分段研究竖直上抛运动时，要灵活选用分段法和整体法，同时要注意各物理量的取值正法和整体法，同时要注意各物理量的取值正负负n(2)画好过程示意图是解决运动学问题的关画好过程示意图是解决运动学问题的关键键n【例【例2】气球以】气球以10m/s的速度匀速上升，的速度匀速上升，当它上升到当它上升到175m的高处时，一重物从气球的高处时，一重物从气球上掉落，则重物需要经过多长时间才能落到上掉落，则重物需要经过多长时间才能落到地面？到达地面时的速度是多少？地面？到达地面时的速度是多少？(g取取10m/s2)n解析解析法一把掉落重物运动过程分段研法一把掉落重物运动过程分段研究究n设重物离开气球后，经过设重

24、物离开气球后，经过t1时间上升到最高时间上升到最高点点 n故重物离地面最大高度为故重物离地面最大高度为nHh1h5m175m180mn重物从最高处自由下落，落地时间和落地速重物从最高处自由下落，落地时间和落地速度分别为度分别为nvtgt2106m/s60m/sn所以重物从气球上落到地面共历时所以重物从气球上落到地面共历时ntt1t27s.n法二取全过程作一整体进行研究，如图所法二取全过程作一整体进行研究，如图所示，则物体在掉落后的时间示，则物体在掉落后的时间t内的位移内的位移h175m，由位移公式，由位移公式hv0t n解得解得t7s和和t5s(舍去舍去)n所以重物落地速度为所以重物落地速度为

25、nvtv0gt60m/sn其中负号表示方向向下，与初速度方向相其中负号表示方向向下，与初速度方向相反反n答案答案7s60m/s，其中负号表示方向，其中负号表示方向向下，与初速度方向相反向下，与初速度方向相反n杂技演员用一只手把四只球依次向上抛出，杂技演员用一只手把四只球依次向上抛出，为了使节目能持续下去，该演员必须让回到为了使节目能持续下去，该演员必须让回到手中的小球上升的最大高度都是手中的小球上升的最大高度都是1.25m，那，那么球在手中停留的最长时间是么球在手中停留的最长时间是(不考虑空气不考虑空气阻力，阻力，g取取10m/s2，演员抛球同时即刻接球，演员抛球同时即刻接球)()n解析：解析

26、：小球运动的示意图如图所小球运动的示意图如图所示，当小球示，当小球1刚刚被抛出时，接住刚刚被抛出时，接住小球小球4.小球小球4在手中停留的时间是在手中停留的时间是由小球由小球3所在位置运动到与小球所在位置运动到与小球4等高的位置所用的时间，此时正等高的位置所用的时间，此时正是准备抛出小球是准备抛出小球4的时刻图示中的时刻图示中由小球由小球1所在位置到小球所在位置到小球2所在位所在位置、由小球置、由小球2所在位置到小球所在位置到小球3所所在位置、由小球在位置、由小球3所在位置到小球所在位置到小球4所在位置所用的时间均相等，而所在位置所用的时间均相等，而且三只球在手中停留的总时间与且三只球在手中停

27、留的总时间与某一个小球在空中运动的总时间某一个小球在空中运动的总时间相等，则可知相等，则可知t 1s.故故选项选项A正确正确 n答案：答案：An【例【例3】(2009海淀区测试海淀区测试)跳水是一项优跳水是一项优美的水上运动，如图甲所示是美的水上运动，如图甲所示是2008年北京年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫从跳台奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫从跳台上腾空而起的英姿其中陈若琳的体重约为上腾空而起的英姿其中陈若琳的体重约为30kg，身高约为，身高约为1.40m，她站在离水面，她站在离水面10m高的跳台上，重心离跳台面的高度约为高的跳台上，重心离跳台面的高度约为0.80m，竖直向上跃起后重

28、心升高，竖直向上跃起后重心升高0.45m达达到最高点，入水时身体竖直，当手触及水面到最高点，入水时身体竖直，当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，如图时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，如图乙所示，这时陈若琳的重心离水面约为乙所示，这时陈若琳的重心离水面约为0.80m.设运动员在入水及在水中下沉过程中设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变空气阻力可忽受到的水的作用力大小不变空气阻力可忽略不计，重力加速度略不计，重力加速度g取取10m/s2.求：求：(结果结果保留两位有效数字保留两位有效数字)n(1)陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间；中可用于完成一系列动作的时间；n(2)若陈若琳入水后重心下沉到离水面约若陈若琳入水后重心下沉到离水面约2.2m处速度变为零，试估算水对陈若琳的处速度变为零，试估算水对陈若琳的阻力的大小阻力的大小n解析解析(1)陈若琳跃起后可看作竖直向上的陈若琳跃起后可看作竖直向上的匀减速直线运动，重心上升的高度匀减速直线运动，重心上升的高度h10.45