物理必修一勻變速直線運(yùn)動(dòng).ppt

1勻變速直線運(yùn)動(dòng) (1)定義：物體沿一條直線運(yùn)動(dòng)，且 不變的運(yùn)動(dòng) (2)分類,反向,同向,加速度,第2講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用,2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 (1)三個(gè)基本公式 速度公式：v . 位移公式：x . 位移速度關(guān)系式：v2v . (2)平均速度公式： = .,v0at,2ax,1如何確定公式中各量正負(fù)號(hào)？ x、a、v0、v均是矢量，在應(yīng)用公式時(shí)，一般以初速度方向?yàn)檎较颍彩桥cv0方向相同的x、a、v均為正值，反之為負(fù)值，當(dāng)v00時(shí)，一般以a的方向?yàn)檎较?2兩類特殊的運(yùn)動(dòng)問題 (1)剎車類問題 做勻減速運(yùn)動(dòng)到速度為零時(shí)，即停止運(yùn)動(dòng)，其加速度a也突然消失求解此類問題時(shí)應(yīng)先確定物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的時(shí)間注意題目中所給的時(shí)間與實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系對(duì)末速度為零的勻減速運(yùn)動(dòng)也可以按其逆過程即初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)處理，切忌亂套公式,(2)雙向可逆類的運(yùn)動(dòng) 例如：一個(gè)小球沿光滑斜面以一定初速度v0向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)后就會(huì)以原加速度勻加速下滑，整個(gè)過程加速度的大小、方向不變，所以該運(yùn)動(dòng)也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因此求解時(shí)可對(duì)全過程列方程，但必須注意在不同階段v、x、a等矢量的正負(fù)號(hào),1一物體在與初速度相反的恒力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，v020 m/s，加速度大小為5 m/s2，求： (1)物體經(jīng)多少秒后回到出發(fā)點(diǎn)？ (2)由開始運(yùn)動(dòng)算起，求6 s末物體的速度,解析：以v0的方向?yàn)檎较?(1)設(shè)經(jīng)t秒回到出發(fā)點(diǎn)，此過程中位移x0，代入公式xv0t at2， 并將a5 m/s2代入得t s8 s. (2)由公式vv0at得6 s末物體的速度v20 m/s(5)6 m/s10 m/s 負(fù)號(hào)表示此時(shí)物體的速度方向與初速度方向相反 答案：(1)8 s (2)大小為10 m/s，方向與初速度方向相反,1任意相鄰兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差是一個(gè)恒量， 即x2x1x3x2xnxn1at2. 2某段時(shí)間內(nèi)的平均速度，等于該時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度， 即 . 3某段位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于初速度v0和末速度vt平方和一半的平方根，即 .,4初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(設(shè)T為等分時(shí)間間隔) (1)1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)位移之比x1x2x3 . (2)1 T末、2T末、3T末速度之比v1v2v3 . (3)第一個(gè)T內(nèi)、第二個(gè)T內(nèi)、第三個(gè)T內(nèi)的位移之比為xxx . (4)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為t1t2t3 1,122232 ,123 ,135 ,2一觀察者站在第一節(jié)車廂前端，當(dāng)列車從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是( ) A每節(jié)車廂末端經(jīng)過觀察者的速度之比是1 B每節(jié)車廂末端經(jīng)過觀察者的時(shí)間之比是135 C在相等時(shí)間里經(jīng)過觀察者的車廂數(shù)之比是135 D在相等時(shí)間里經(jīng)過觀察者的車廂數(shù)之比是123 解析：利用上述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)來解題，很容易選出正確答案為A、C 選項(xiàng) 答案：AC,3. 一個(gè)質(zhì)量為m的物塊由靜止開始沿斜面下滑，拍攝此下滑過程得到的同步閃光 (即第一次閃光時(shí)物塊恰好開始下滑)照片如圖121所示 已知閃光頻率為每秒10次，根據(jù)照片測(cè)得物塊相鄰兩位置之間的距離 分別為AB2.40 cm，BC7.30 cm，CD12.20 cm，DE17.10 cm.由此可知， 物塊經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的速度大小為_ m/s；滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度為_ m/s2. (保留三位有效數(shù)字),圖121,解析：D點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于CE段位移的平均速度 1.47 m/s， a 4.90 m/s2. 答案：1.47 4.90,1自由落體運(yùn)動(dòng) (1)條件：物體只在 作用下，從 開始下落 (2)特點(diǎn)：初速度v00，加速度為重力加速度g的 運(yùn)動(dòng) (3)基本規(guī)律：速度公式v . 位移公式h . 速度位移關(guān)系式：v2 .,重力,靜止,勻變速直線,gt,2gh,2豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (1)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：加速度為g，上升階段做 運(yùn)動(dòng)， 下降階段做 運(yùn)動(dòng) (2)基本規(guī)律 速度公式：v . 位移公式：h . 速度位移關(guān)系式：v2v . 上升的最大高度：H . 上升到最高點(diǎn)所用時(shí)間：t .,勻減速直線,自由落體,v0gt,2gh,對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的理解 1處理方法 (1)全程法 將豎直上拋運(yùn)動(dòng)視為豎直向上的加速度為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng) (2)分階段法 將全程分為兩個(gè)階段，即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段,2豎直上拋運(yùn)動(dòng)的重要特性 (1)對(duì)稱性 如圖122，物體以初速度v0豎直上拋， A、B為途中的任意兩點(diǎn)，C為最高點(diǎn)，則 時(shí)間對(duì)稱性 物體上升過程中從AC所用時(shí)間tAC和下降過程中從CA所用時(shí)間tCA相等，同理tABtBA.,圖122,速度對(duì)稱性 物體上升過程經(jīng)過A點(diǎn)的速度與下降過程經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小相等 能量對(duì)稱性 物體從AB和從BA重力勢(shì)能變化量的大小相等，均等于mghAB. (2)多解性 當(dāng)物體經(jīng)過拋出點(diǎn)上方某個(gè)位置時(shí)，可能處于上升階段，也可能處于下降 階段，造成雙解,4關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說法中不正確的是( ) A自由落體運(yùn)動(dòng)是豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng) B前3 s豎直方向的位移只要滿足x1x2x3149 的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng) C自由落體運(yùn)動(dòng)在開始的連續(xù)三個(gè)2 s內(nèi)的位移之比是135 D自由落體運(yùn)動(dòng)在開始的連續(xù)三個(gè)2 s末的速度之比是123 解析：自由落體運(yùn)動(dòng)是豎直方向上初速度v00，ag的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滿足初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，故A、C、D均正確對(duì)B項(xiàng)，平拋運(yùn)動(dòng)也滿足，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤 答案：B,5某人站在高樓的平臺(tái)邊緣處，以v020m/s的初速度豎直向上拋出一石塊求拋出后，石塊經(jīng)過距拋出點(diǎn)15 m處所需的時(shí)間(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2) 解析：若把石塊的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程當(dāng)做一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)(即把上升到最高點(diǎn)后的自由下落階段也包含在其中)，取向上為正方向，則石塊在拋出點(diǎn)上方的A點(diǎn)時(shí)，xA15 m，在拋出點(diǎn)下方的B點(diǎn)時(shí)，xB15 m(注意：此時(shí)的位移為負(fù)值)，ag10 m/s2，分別代入公式xv0t at2可得兩個(gè)方程： 1520t (10)t2 1520t (10)t2 ,解式可得：t11 s，t23 s，解 式可得：t1(2 ) s， t2(2 ) s由于t20，所以不合題意，應(yīng)舍去這樣石塊從拋出到經(jīng)過 “離拋出點(diǎn)15 m處”時(shí)所用的時(shí)間分別為：1 s、3 s、(2 ) s. 答案：1 s 3 s (2 ) s,【例1】 質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在第1 s內(nèi)位移為6 m，停止運(yùn)動(dòng)前的最后1 s內(nèi)位移為2 m，求： (1)在整個(gè)減速運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)的位移大??； (2)整個(gè)減速過程共用多少時(shí)間,解析：(1)設(shè)質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，初速度為v0.由于質(zhì)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)前的最后1 s內(nèi)位移為2 m，則：x2 ， 所以a m/s24 m/s2. 質(zhì)點(diǎn)在第1 s內(nèi)位移為6 m，x1 所以v0 m/s8 m/s. 在整個(gè)減速運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)的位移大小為： x m8 m.,(2)對(duì)整個(gè)過程逆向考慮 x ，所以t s2 s. 答案：(1)8 m (2)2 s,求解勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題常見方法,11 一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在頭4 s內(nèi)經(jīng)過的位移為24 m，在第二個(gè)4 s內(nèi)經(jīng)過的位移是60 m求這個(gè)物體的加速度和初速度各是多少？ 解析：(用平均速度公式)物體在8 s內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻(即第4 s末)的瞬時(shí)速度，則v4 m/sv04a，物體在前4 s內(nèi)的平均速度等于第2 s末的瞬時(shí)速度v2 m/sv02a， 由兩式聯(lián)立，得a2.25 m/s2，v01.5 m/s. 答案：2.25 m/s2 1.5 m/s,【例2】 運(yùn)行著的汽車制動(dòng)后做勻減速直線滑行，經(jīng)3.5 s停止，試問它在制動(dòng)開始的1 s內(nèi)、2 s內(nèi)、3 s內(nèi)通過的位移之比為多少？,解析：如圖甲所示，汽車從O開始制動(dòng)后，1 s末到A,2 s末到B,3 s末到C,3.5 s末停止在D.這個(gè)運(yùn)動(dòng)的逆過程可看成初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的數(shù)值等于汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度，如圖乙所示將3.5 s等分為7個(gè)0.5 s，那么，逆過程從D起的連續(xù)7個(gè)0.5 s內(nèi)的位移之比為135791113.因此xCBxBAxAO81624.汽車從O起1 s內(nèi)、2 s內(nèi)、3 s內(nèi)的位移，即圖甲中的xOA、xOB、xOC，所以xOAxOBxOC244048356. 答案：356,題設(shè)不變，試問它在制動(dòng)開始的第1 s內(nèi)和最后一秒內(nèi)通過的位移之比為多少？ 解析：由逆過程從D起的連續(xù)7個(gè)0.5 s內(nèi)的位移之比為135791113，可知第1秒和最后一秒位移之比為 (1311)(13)61. 答案：61,求解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一般思路 (1)弄清題意，建立一幅物體運(yùn)動(dòng)的圖景為了直觀形象，應(yīng)盡可能地畫出草圖，并在圖中標(biāo)明一些位置和物理量 (2)弄清研究對(duì)象，明確哪些量已知，哪些量未知，根據(jù)公式特點(diǎn)恰當(dāng)選用公式 (3)利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論和初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，往往能夠使解題過程簡(jiǎn)化 (4)如果題目涉及不同的運(yùn)動(dòng)過程，則應(yīng)重點(diǎn)尋找各段運(yùn)動(dòng)的速度、位移、時(shí)間等方面的關(guān)系,21 一個(gè)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體，經(jīng)3.0s速度減為零，若測(cè)出它在最后1.0 s內(nèi)的位移是1.0 m那么該物體在這3.0 s內(nèi)的平均速度是( ) A1.0 m/s B3.0 m/s C5.0 m/s D9.0 m/s 答案：B 22 一列火車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)人站在第1節(jié)車廂前端的站臺(tái)前觀察，第1節(jié)車廂通過他歷時(shí)2 s，全部車廂通過他歷時(shí)8 s，忽略車廂之間的距離，車廂長(zhǎng)度相等，求： (1)這列火車共有多少節(jié)車廂？ (2)第9節(jié)車廂通過他所用時(shí)間為多少？,解析：(1)以火車為參考系，人做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，連續(xù)通過相等位移所用時(shí)間之比為： 得 所以 ，n16，故這列火車共有16節(jié)車廂 (2)設(shè)第9節(jié)車廂通過他所用時(shí)間為t9： ， t9 s0.34 s. 答案：(1)16 (2)0.34 s,【例3】跳水是一項(xiàng)優(yōu)美的水上運(yùn)動(dòng)，圖123甲是2008年北京奧運(yùn)會(huì)跳水比賽中小將陳若琳和王鑫在跳臺(tái)上騰空而起的英姿其中陳若琳的體重約為40 kg，身高約為1.55 m，她站在離水面10 m高的跳臺(tái)上，重心離跳臺(tái)面的高度約為0.80 m，豎直向上躍起后重心升高0.45 m達(dá)到最高點(diǎn)，入水時(shí)身體豎直，,當(dāng)手觸及水面時(shí)伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作，如圖123乙所示，這時(shí)陳若琳的重心離水面約為0.80 m設(shè)運(yùn)動(dòng)員在入水及在水中下沉過程中受到的水的作用力大小不變空氣阻力可忽略不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2.求陳若琳從離開跳臺(tái)到手觸及水面的過程中可用于完成一系列動(dòng)作的時(shí)間 (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),解析：陳若琳躍起后可看作豎直向上的勻減速運(yùn)動(dòng)， 重心上升的高度h10.45 m 設(shè)起跳速度為v0，則 2gh1，上升過程的時(shí)間t1 ，解得t1 0.3 s. 陳若琳從最高處自由下落到手觸及水面的過程中重心下落的高度h10.45 m 設(shè)下落過程的時(shí)間為t2，則 ，解得t2 s1.4 s. 陳若琳要完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間tt1t21.7 s. 答案：1.7 s,31 2008年北京奧運(yùn)會(huì)上，中國(guó)選手何雯娜獲得女子體操蹦床比賽冠軍蹦床運(yùn)動(dòng)要求運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰空并做空中動(dòng)作如圖124甲所示為了測(cè)量運(yùn)動(dòng)員躍起的高度，訓(xùn)練時(shí)可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)的壓力，并在計(jì)算機(jī)上做出壓力 時(shí)間圖象，假如做出的圖象如圖124乙所示設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)員躍起的最大高度為(g取10 m/s2)( ) A1.8 m B3.6 m C5.0 m D7.2 m,解析：從題中Ft圖象中可以看出，運(yùn)動(dòng)員脫離彈性網(wǎng)后騰空的時(shí)間為2.0 s，則運(yùn)動(dòng)員上升到最大高度所用的時(shí)間為1.0 s，上升的最大高度h gt25.0 m，選項(xiàng)C正確 答案：C,在學(xué)習(xí)了伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究后，甲同學(xué)向乙同學(xué)出了這樣一道題：一個(gè)物體從塔頂落下(不考慮空氣阻力)，物體在到達(dá)地面前最后一秒內(nèi)通過的位移為整個(gè)位移的9/25，求塔高H(取g10 m/s2) 乙同學(xué)的解法：根據(jù)h 得，物體1 s內(nèi)的位移h1 5 m，再根據(jù) 得：塔高H 5 m13.9 m乙的解法是否正確？如果正確說明理由，如果不正確請(qǐng)給出正確解析過程