物理教科版必修1学案第一章运动的描述优化总结Word版含答案

本章优化总结[学生用书P33]匀变速直线运动问题的分析技巧[学生用书P34]匀变速直线运动是在高中阶段常见的运动形式，在历年的高考题中经常出现，掌握此类问题的分析方法和技巧，会起到事半功倍之效．常用方法总结如下：常用方法规律特点一般公式法速度公式、位移公式和速度、位移关系式，均是矢量式，使用时注意方向性．一般以v0方向为正方向，其余与正方向相同者为正，与正方向相反者为负平均速度法eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)，对任何性质的运动都适用.eq\x\to(v)＝eq\f(1,2)(v0＋v)，只适用于匀变速直线运动中间时刻速度法“任意一段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度”即veq\s\do9(\f(t,2))＝eq\x\to(v)，适用于任何一个匀变速直线运动比例法对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动，可利用初速度为零的匀加速直线运动的速度、位移、时间的比例关系，用比例法求解逆向思维法把运动过程的“末态”作为“初态”的反向来研究问题的方法，一般用于末态已知的情况图像法应用v－t图像，可把较复杂的物理问题转变为较简单的数学问题解决，尤其是用图像定性分析，可避免繁杂的计算，快速求解火车刹车后7s停下来，设火车做匀减速直线运动，最后1s内的位移是2m，求刹车过程中的位移是多少？[解析]法一：基本公式法由题意得，v＝0.设火车刹车时的速度为v0，加速度为a，则由v＝v0＋at得v0＝－7a①火车在刹车后7s内的位移x7＝v0t7＋eq\f(1,2)ateq\o\al(2,7)＝7v0＋eq\f(49,2)a②火车在刹车后6s内的位移x6＝v0t6＋eq\f(1,2)ateq\o\al(2,6)＝6v0＋18a.根据题意有x7－x6＝2m，即7v0＋eq\f(49,2)a－(6v0＋18a)＝2m③联立①③解得a＝－4m/s2，v0＝28m/s.再将a＝－4m/s2，v0＝28m/s代入②式得：x7＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(7×28－\f(49,2)×4))m＝98m.即火车刹车过程中的位移为98m.法二：平均速度法如图所示．由v＝v0＋at得：v0＝－7a，第6s末的速度v6＝－7a＋6a＝－a.由x＝eq\x\to(v)t和eq\x\to(v)＝eq\f(1,2)(v0＋v)得：最后1s的位移为2m，即eq\f(1,2)(－a＋0)×1m＝2m.a＝－4m/s2，v0＝－7a＝28m/s.火车在刹车过程中位移为x＝eq\f(1,2)(v0＋0)×t7＝eq\f(1,2)×(28＋0)×7m＝98m.法三：逆向思维法(时空反演法)．质点做匀减速直线运动的末速度为零时，可以看做是初速度为零的匀加速直线运动的反演(即逆运动)．火车减速最后1s内的位移就等价于火车反向初速度为零的加速运动的第1s内的位移：由x＝eq\f(1,2)a′teq\o\al(2,1)得：a′＝2x/teq\o\al(2,1)＝4m/s2，火车刹车过程中的位移即为反向加速7s内的位移：x＝eq\f(1,2)a′t2＝eq\f(1,2)×4×72m＝98m.[答案]98m匀变速直线运动的图像[学生用书P34]直线运动的规律可用代数式进行描述，也可以用图像的形式来描述．研究运动图像要从以下几点来认识它的物理意义．(1)从图像识别物体运动的性质．(2)能认识图像的截距(即图像与纵轴或横轴的交点坐标)的意义．(3)能认识图像的斜率的意义．(4)能认识图像与坐标轴所围面积的物理意义．(5)能说明图像上任一点的物理意义．一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的v－t图像如图所示．求：(1)摩托车在0～20s这段时间的加速度大小a；(2)摩托车在0～75s这段时间的平均速度大小eq\x\to(v).[解析](1)加速度a＝eq\f(vt－v0,t)根据v－t图像并代入数据得a＝1.5m/s2.(2)设第20s末的速度为vm，0～20s的位移s1＝eq\f(0＋vm,2)t120～45s的位移s2＝vmt245～75s的位移s3＝eq\f(vm＋0,2)t30～75s这段时间的总位移s＝s1＋s2＋s30～75s这段时间的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(s,t1＋t2＋t3)代入数据得eq\x\to(v)＝20m/s.[答案](1)1.5m/s2(2)20m/s竖直上抛运动[学生用书P35]1．定义：只在重力作用下，给物体一个竖直向上的初速度v0，物体所做的运动称为竖直上抛运动．2．运动性质：物体的初速度v0竖直向上，加速度g竖直向下，所以竖直上抛运动是匀减速直线运动．3．运动规律：取v0的方向为正方向，则a＝－g，速度公式v＝v0－gt位移公式x＝v0t－eq\f(1,2)gt2位移、速度关系式v2－veq\o\al(2,0)＝－2gx.4．运动特点(1)时间对称当物体上升到最高点时，v＝0，则上升时间为t上＝eq\f(v0,g).当物体落回原处时，位移x＝0，则由位移公式可得物体由抛出到落回原处所用的时间为t＝eq\f(2v0,g).由于t＝t上＋t下，所以物体由最高处落回的时间t下＝eq\f(v0,g)，即t上＝t下，时间对称．(2)速度对称：由位移速度关系式可得到物体在某一位置的速度为v＝±eq\r(veq\o\al(2,0)－2gx).由此式可以看出，物体在上升和下落经过同一位置时，具有大小相等、方向相反的速度，即在运动速度上具有对称性．(3)物体上升的最大高度：由v2－veq\o\al(2,0)＝－2gx，此时v＝0，所以最大高度H＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g).5．竖直上抛运动的处理方法(1)分段法：上升过程是加速度a＝－g，末速度v＝0的匀减速直线运动，下落过程是自由落体运动．(2)整体法：将全过程看做是初速度为v0、加速度为－g的匀减速直线运动，其运动过程符合匀变速直线运动规律，即匀变速直线运动的几个关系式可以直接应用．在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩蹦床，如图所示是一同学某次蹦床跳起后的v－t图像，已知t2＝2t1，结合你的体会和经历，分析下列问题．(1)他所做的运动是匀变速运动吗？(2)他跳起时速度多大？(3)哪段时间是上升的，哪段时间是下降的？(4)从图像中可以看出，是选上升过程的速度为正方向还是选下降过程速度方向为正方向？[解析](1)由图像知该同学的加速度始终不变，所以该同学做的是初速度为v0的匀减速直线运动．(2)起跳时速度为v0.(3)在0～t1时间内速度为正，是上升过程；t1～t2时间内速度为负，是下降过程．(4)t＝0时，速度为正值，则图像中选择上升过程的速度为正方向．[答案](1)是(2)v0(3)0～t1，是上升过程；t1～t2，是下降过程(4)上升过程的速度为正方向在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为()A.eq\f(2v,g) B.eq\f(v,g)C.eq\f(2h,v)