高三物理一輪復(fù)習(xí)第1章第2講勻變速直線運動的規(guī)律課件

1、2.特點:加速度恒定。3.運動規(guī)律(1)速度公式:v=v0+at(2)位移公式:x=v0t+at2(3)速度位移關(guān)系式:v2-=2ax(4)位移的平均速度公式:x=t1220v02vv一、勻變速直線運動一、勻變速直線運動1.定義:在任意相等的時間內(nèi)速度的變化量總相等的直線運動叫勻變速直線運動。知識梳理知識梳理(1)勻變速直線運動的物體,在某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間初末時刻速度矢量和的一半,還等于中間時刻的瞬時速度,即=vt/2。(2)勻變速直線運動的物體,在任意兩個連續(xù)相等的時間(T)內(nèi)的位移之差是個恒量,即x=x2-x1=x3-x2=xn-xn-1=aT2。(3)勻變速直線運動的某段位

2、移中點的瞬時速度vx/2=。v02vv2202vv4.幾個重要推論v1 v2 v3 vn=1 2 3 n。(2)在1T內(nèi),2T內(nèi),3T內(nèi),nT內(nèi)的位移之比為x1 x2 x3 xn=1 4 9 n2。(3)在第1個T內(nèi),第2個T內(nèi),第3個T內(nèi),第n個T內(nèi)的位移之比為x x x xn=1 3 5 (2n-1)。(4)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時間之比為t1 t2 t3 tn=1 (-1) (-) (-)。(5)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移時的速度之比為v1 v2 v3 vn=1 。232n1n23n5.初速度為零的勻加速直線運動的幾個比例式(1)在1T末,2T末,3T末,nT末的瞬時速度之比

3、為1.自由落體運動(1)速度公式:v=gt(2)位移公式:h=gt2(3)速度位移關(guān)系式:v2=2gh2.豎直上拋運動(1)速度公式:v=v0-gt(2)位移公式:h=v0t-gt2(3)速度位移關(guān)系式:v2-=-2gh121220v二、自由落體運動和豎直上拋運動二、自由落體運動和豎直上拋運動(4)上升的最大高度:H=(5)上升到最高點所用時間:t=202vg0vg1.A與B兩個質(zhì)點向同一方向運動,A做初速度為零的勻加速直線運動,B做勻速直線運動。開始計時時,A、B位于同一位置,則當(dāng)它們再次位于同一位置時()A.兩質(zhì)點速度相等B.A與B在這段時間內(nèi)的平均速度相等C.A的瞬時速度是B的2倍D.A

4、與B的位移相等答案BCD由題意可知相遇時二者位移相同,所用的時間也相同,則平均速度相同,再由=vB,知A的瞬時速度是B的2倍,選B、C、D。v2Av2.汽車關(guān)閉發(fā)動機后做勻減速直線運動,當(dāng)它運動了300m時速度減為初始速度的一半,接著運動了20s停下來,則汽車關(guān)閉發(fā)動機后運動的總距離為()A.400mB.500mC.600mD.650m答案A設(shè)汽車減速時的初速度是v0,加速度為a,則有(v0/2)2-=2ax0-v0/2=at由以上兩式可得:a=-0.5m/s2v0=20m/s20v由公式v2-=2ax總,得x總=400m。20v3.一物體由靜止沿光滑的斜面勻加速下滑距離L時,所用時間為t;當(dāng)

5、它沿斜面下滑的距離僅是L/2時所用的時間是()A.B.tC.D.t-t答案B物體由靜止開始運動,v0=0,L=at2,當(dāng)位移為L/2時,由=at2可得答案為B。2t224t22122L124.空降兵從飛機上跳傘時,為了保證安全著陸,著陸前最后階段降落傘勻速下落的速度約為6m/s?？战当綍r模擬訓(xùn)練時,經(jīng)常從高臺上跳下,則訓(xùn)練用高臺的合適高度約為(g=10m/s2)()A.0.5mB.1.0mC.1.8mD.5.0m答案C根據(jù)運動學(xué)公式v2=2gh,h=m=1.8m,可知C正確。22vg262 105.汽車關(guān)閉油門后做勻減速直線運動,最后停下來。在此過程中,最后三段連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的平均速度

6、之比為()A.1 1 1B.5 3 1C.9 4 1D.3 2 1答案B由于三段時間間隔相等,所以三段時間間隔內(nèi)的平均速度之比就等于位移之比,將其看做是反向做初速度為零的勻加速直線運動,根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動的推論易得x x x=5 3 1,B正確。 重難一勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用重難一勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用1.描述勻變速直線運動常見的物理量有5個,即初速度v0、加速度a、時間t、速度(末速度)v、位移x,已知任意三個物理量,就可以求出另外兩個。2.使用公式時要注意矢量的方向性。通常選初速度v0的方向為正方向,與初速度同向的矢量為正,與初速度反向的矢量為負。3.勻變速直線運動的公式較

7、多,在解題過程中要根據(jù)公式的特點選取適當(dāng)?shù)墓絹斫忸}。公式v=v0+at不含位移x;公式x=v0t+at2不含末速度v;公式v2-=2ax不含時間t;公式x=t不含加速度a。1220v02vv重難突破重難突破4.解題要點(1)明確研究對象,畫出其運動過程示意圖,并在圖上標清已知量、未知量和待求量。(2)根據(jù)題設(shè)條件恰當(dāng)選用公式,能用推論則盡可能使用推論。盡可能選用最簡捷的方法解題。(3)常用的解題方法有:基本公式法、平均速度法、推論法、比例法、逆向思維法及圖像法等。典例典例1已知O、A、B、C為同一直線上的四點,A、B間的距離為l1,B、C間的距離為l2。一物體自O(shè)點由靜止出發(fā),沿此直線做勻加

8、速運動,依次經(jīng)過A、B、C三點。已知物體通過AB段與BC段所用的時間相等。求O與A的距離。解析解法一解法一設(shè)物體的加速度為a,到達A點的速度為v0,通過AB段和BC段所用的時間均為t,則有l(wèi)1=v0t+at2l1+l2=2v0t+2at2聯(lián)立式得l2-l1=at23l1-l2=2v0t12設(shè)O與A的距離為l,則有l(wèi)=聯(lián)立式得l=解法二根據(jù)題意可畫出示意圖。設(shè)O、A間的距離為l,運動到B點的速度為vB,A、B間所用時間為T,加速度為a。根據(jù)推論公式可知l2-l1=aT2B點速度為AC段中間時刻的瞬時速度,可得202va2122138()llllvB=對OB段而言=2a(l+l1)將式變形為l=-

9、l1將式代入式可得l=-l1=-l1將式直接代入式可得l=答案122llT2Bv22Bva2122()42llTa2122()8llaT21221(3)8()llll21221(3)8()llll1-1在一次汽車性能測試中,汽車達到一定速度后關(guān)閉發(fā)動機并剎車,剎車后汽車連續(xù)通過長度都是L的兩段距離,并繼續(xù)向前運動,它通過第一段距離所用的時間為t,通過第二段距離所用的時間為2t,假設(shè)汽車在運動過程中所受阻力不變,求汽車在剛剛通過第一段距離L時的速率。答案解析畫出運動示意圖,如圖所示,設(shè)AB中間時刻速度為v1,B點速度為vB,BC中間時刻速度為v2,剎車后的加速度為a,由AB段中間時刻的瞬時速度等

10、于這段時間的平均速度可得:v1=,同理可得v2=,對兩個中間時刻之間由a=得a=-,對D到B用運動學(xué)公式:vB=v1+a=-=。56LtLt2Lt2132vvt23Lt2tLt23Lt2t56Lt剎車類問題勻減速到速度為零后即停止運動,加速度a突然消失,求解時要注意確定其實際運動時間。如果問題涉及最后階段(到停止)的運動,可把該階段看成反向的初速度為零、加速度大小不變的勻加速運動雙向可逆類問題如沿光滑斜面上滑的木塊,到最高點后仍能以原加速度勻加速下滑,全過程加速度大小、方向均不變,故求解時可對全過程列式,但必須注意x、v、a等矢量的正、負號 重難二兩類典型的勻減速運動重難二兩類典型的勻減速運動

11、典例典例2火車剎車,做勻減速直線運動。開始剎車后的第1s內(nèi)和第2s內(nèi)位移大小依次為9m和7m,則剎車后6s內(nèi)的位移是()A.20mB.24mC.25mD.75m解析由x=aT2知a=-2m/s2,在第1s內(nèi),由x1=v0t1+a得v0=10m/s,汽車減速時間t=5s,則6s內(nèi)的位移應(yīng)為運動5s內(nèi)的位移,x=t=25m,C正確。答案C1221t00va002v 2-1一物體在與初速度方向相反的恒力作用下做勻減速直線運動,v0=20m/s,加速度大小為5m/s2,則:(1)物體經(jīng)多長時間返回到出發(fā)點?(2)由開始運動算起,求6s末物體的速度。t=-=-s=8s。(2)由公式v=v0+at知6s末

12、物體的速度v=v0+at=20+(-5)6m/s=-10m/s。負號表示此時物體的速度方向與初速度方向相反。02va2 205答案(1)8s(2)10m/s,方向與初速度方向相反解析由于物體做勻變速直線運動,故可以直接應(yīng)用勻變速運動公式,以v0的方向為正方向。(1)設(shè)經(jīng)時間t返回到出發(fā)點,此過程中位移x=0,代入公式x=v0t+at2,并將a=-5m/s2、v0=20m/s代入,得122-2四川災(zāi)后重建中,在某工地上一卡車以速度10m/s勻速行駛,剎車后第1個2s內(nèi)的位移與最后一個2s內(nèi)的位移之比為3 2,設(shè)卡車做勻減速直線運動,則剎車后4s內(nèi)卡車通過的距離是()A.2.5mB.4mC.12m

13、D.12.5m答案D解析設(shè)加速度大小為a,則剎車后第1個2s內(nèi)位移大小s1=102-a22=20-2a,最后一個2s內(nèi)位移大小s2=a22=2a,因為s1 s2=3 2,所以20-2a=3a,即a=4m/s2,所以卡車剎車后經(jīng)過t=s=2.5s就停止運動了,卡車剎車后4s內(nèi)通過的距離是s=m=12.5m。本題答案為D。121210422va2102 4 重難三自由落體運動和豎直上拋運動規(guī)律的應(yīng)用重難三自由落體運動和豎直上拋運動規(guī)律的應(yīng)用1.自由落體運動是初速度為零,加速度為g的勻加速直線運動。2.對自由落體運動的理解嚴格的自由落體運動只有在沒有空氣阻力的空間才存在,如果空氣阻力相對重力比較小,

14、可近似看做自由落體運動,物體做自由落體運動的快慢與物體的質(zhì)量無關(guān),不同質(zhì)量的物體下落快慢是相同的。3.豎直上拋運動的處理方法(1)分段法:上升過程是加速度a=-g、末速度v=0的勻變速直線運動,下落階段是自由落體運動。(2)整體法:將全過程看做是初速為v0,加速度為-g的勻變速直線運動,但必須注意方程的矢量性。習(xí)慣上取v0的方向為正方向,則v0時正在上升,v0時正在下降;h為正時物體在拋出點的上方,h為負時物體在拋出點的下方。典例典例3氣球下掛一重物,以v0=10m/s的速度勻速上升,到達離地面高h=175m處時,懸掛重物的繩子突然斷裂,那重物經(jīng)多長時間落到地面?落地時的速度多大?空氣阻力不計

15、,g取10m/s2。解析以重物為研究對象,原來它隨氣球以速度v0上升,繩子突然斷裂后,重物不會立即下降,將以初速度v0做豎直上拋運動。方法一分成上升階段和下落階段兩個過程處理。繩子斷裂后重物要繼續(xù)上升的時間t1和上升的高度h1分別為t1=s=1sh1=m=5m故重物離地面的最大高度為:H=h+h1=175m+5m=180m重物從最高處自由下落,落地時間和落地速度分別為0vg1010202vg2102 10t2=s=6sv=gt2=106m/s=60m/s所以從繩子突然斷裂到重物落地共需時間為:t=t1+t2=7s。方法二取全過程作為一個整體考慮。從繩子斷裂開始計時,經(jīng)時間t后物體落到拋出點下方

16、,規(guī)定初速度方向為正方向,則物體在時間t內(nèi)的位移h=-175m,則h=v0t-gt2即:t2-2t-35m=0解得t1=7s,t2=-5s(舍去)2Hg2 1801012所以重物落地速度為:v=v0-gt1=10m/s-107m/s=-60m/s其中負號表示速度方向向下,與初速度方向相反。答案7s60m/s3-1一鐵鏈上端懸掛于某一點,將懸點放開讓鐵鏈自由下落,不計空氣阻力,已知鐵鏈通過下端點下方3.2m處的一點所經(jīng)歷的時間為0.5s,試求鐵鏈的長度L。(g取10m/s2)答案5.25m解析根據(jù)題意畫出運動示意圖。由示意圖可知:h=g,L+h=g(t1+t2)2聯(lián)立以上兩式可得:t1=0.8s

17、,L=5.25m1221t123-2利用水滴下落可以測量重力加速度g。調(diào)節(jié)水龍頭,讓水一滴一滴地流出。在水龍頭的正下方放一盤子,調(diào)整盤子的高度,使一滴水碰到盤子時,恰好有另一滴水從水龍頭開始下落,而空中還有兩滴正在下落的水滴。測出水龍頭滴水處到盤子的高度為h,再用秒表測量時間,從第一滴水離開水龍頭開始,到第N滴水落至盤中,共用去時間為T。當(dāng)?shù)谝坏嗡涞奖P子時,第二滴水離盤子的高度為,重力加速度g=。時,第二滴水下落的時間為2t,則第二滴水離盤子的高度h2=h-g(2t)2=h-h=h又因為(N+2)t=T所以,重力加速度g=。124959229ht222(2)9NhT答案h解析因為任意兩滴水之

18、間的時間間隔相等,設(shè)任意兩滴水之間的時間間隔為t,則第一滴水自由下落時間為3t,則有h=g(3t)2。第一滴水落到盤子59222(2)9NhT12一般公式法一般公式指速度、位移、加速度和時間的關(guān)系式,它們是矢量式,使用時注意方向性,一般以v0方向為正方向,其余各量與正方向相同者為正,與正方向相反者為負平均速度法定義式=對任何性質(zhì)的運動都適用,而=只適用于勻變速直線運動vxtv0v2v處理勻變速直線運動的一般方法處理勻變速直線運動的一般方法思想方法思想方法中間時刻速度法利用“任一時間t中間時刻的瞬時速度等于這段時間t內(nèi)的平均速度”即=,適用于任何一個勻變速直線運動,有些題目應(yīng)用它可以避免常規(guī)解法中用位移公式列出的含有t2的復(fù)雜式子,從而簡化解題過程,提高解題速度比例法對于初速度為零的勻加速直線運動與末速度為零的勻減速直線運動,可利用初速度為零的勻加速直線運動的比例關(guān)系求解t2vv逆向思維法把運動過程的末態(tài)作為初態(tài)的反向研究問題的方法。一般用于末態(tài)已知的情況圖像法應(yīng)用v-t圖像,可把較復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)變?yōu)檩^簡單的數(shù)學(xué)問題解決。尤其是用圖像定性分析,可避開繁雜的計算,快速找出答案推論法勻變速直線運動中,在連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為一恒量,即xn+1-xn=aT2,對一般勻變速直線運動問題,若出現(xiàn)相等的時間間隔問題,應(yīng)優(yōu)先考慮用x=aT2求解典例典例有一