《浙江省高三物理復(fù)習(xí) 第1章 第3講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特殊應(yīng)用課件 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《浙江省高三物理復(fù)習(xí) 第1章 第3講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特殊應(yīng)用課件 新人教版（47頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、一、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究一、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 1運(yùn)用“歸謬法”否定了亞里士多德關(guān)于重物體下落快，輕物體下落慢的論斷用繩子把兩塊石頭連在一起，由于總體重量大于任一石頭，按亞里士多德的觀點(diǎn)，其下落速度應(yīng)大于任一石頭單獨(dú)下落的速度；另一方面，用繩子連在一起的兩塊石頭畢竟仍是分開(kāi)運(yùn)動(dòng)的，大石頭運(yùn)動(dòng)得快，小石頭運(yùn)動(dòng)得慢，大石頭必然會(huì)被小石頭“拖后腿”，使總體的運(yùn)動(dòng)速度小于大石頭單獨(dú)運(yùn)動(dòng)的速度用同一觀點(diǎn)分析同一問(wèn)題卻得到完全矛盾的兩個(gè)結(jié)論，說(shuō)明亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的 2提出“自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)”的假說(shuō) 3由于當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)量勻變速運(yùn)動(dòng)有困難，不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證自由落體運(yùn)

2、動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，伽利略采用了間接驗(yàn)證的方法： (1)運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法得出初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)應(yīng)有 (2) a.運(yùn)用斜面實(shí)驗(yàn)測(cè)出小球沿光滑斜面向下的運(yùn)動(dòng)符合 ，是勻變速運(yùn)動(dòng) b不同質(zhì)量的小球沿同一傾角的斜面運(yùn)動(dòng)， 的值不變，說(shuō)明它們運(yùn)動(dòng)的情況相同2.xt2.xt2xt c不斷增大斜面的傾角，得出 的值隨之增大，說(shuō)明小球做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度隨斜面傾角的增大而增大 d伽利略將斜面實(shí)驗(yàn)結(jié)果外推到斜面傾角增大到90的情況，小球自由下落，認(rèn)為小球仍會(huì)保持勻變速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 4伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，開(kāi)創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法：抽象思維和數(shù)學(xué)推導(dǎo)相結(jié)合，這種方法至今仍為科學(xué)研究的重要方法之一2xt二

3、、自由落體運(yùn)動(dòng) 1自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 2自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律適用于自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，即 2212.2.1.3212tagvgthgtvghhgthvgtt ， ； ； 連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移的增加量相等平均速度 222123123123 12 1231 2 3 1231 2 3 3 3 1 3 5 1 4ttthhhtttvvvttthhhttt處理自由落體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題常常用到下列推論：內(nèi)、內(nèi)、內(nèi)位移之比 ： ： ： ：末、 末、末速度之比 ： ： ： ： ：第一個(gè) 內(nèi)、第二個(gè) 內(nèi)、第三個(gè) 內(nèi)的位移之比為： ：

4、： ：從靜止開(kāi)始通過(guò)連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比： ： ： ( 2 1) ( 32) ： ： ：4滴水法測(cè)重力加速度 調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴滴流出，在下方放一盤(pán)子，調(diào)節(jié)盤(pán)子高度，使一滴水滴碰到盤(pán)子時(shí)，恰有另一滴水滴開(kāi)始下落，而空中還有一滴正在下落中的水滴，測(cè)出水龍頭到盤(pán)子的距離為h，從第一滴開(kāi)始下落時(shí)計(jì)時(shí)，到第n滴水滴落在盤(pán)子中，共用去時(shí)間t，則此時(shí)第(n1)滴水滴與盤(pán)子的距離為多少？當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹槎嗌伲?2212(1)423(1)41.2ThhgTnTtghnnghtn 設(shè)兩個(gè)水滴間的時(shí)間為 ，如圖所示，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得：， 此時(shí)第 滴水滴與盤(pán)子的距離為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?準(zhǔn)確地確定

5、從第一滴開(kāi)始下落，到第 滴水滴落在盤(pán)子分析與中的時(shí)所間以求得：間隔個(gè)數(shù)說(shuō)明解：是關(guān)鍵三、豎直上拋運(yùn)動(dòng) 1特點(diǎn)：物體以初速度 豎直上拋后只在重力作用下的運(yùn)動(dòng) 2豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升階段和下降階段具有對(duì)稱性速度對(duì)稱：上升和下降過(guò)程經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)速度等大、反向；時(shí)間對(duì)稱：上升和下降過(guò)程經(jīng)過(guò)同一段高度的上升時(shí)間和下降時(shí)間相等； 3處理方法：一是將豎直上拋運(yùn)動(dòng)全過(guò)程分為上升和下降兩個(gè)階段來(lái)處理，要注意兩個(gè)階段運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性0v 二是從整體來(lái)看，運(yùn)動(dòng)全過(guò)程中加速度與初速度 方向始終相反，大小不變，因此可以把豎直上拋運(yùn)動(dòng)看做是一個(gè)統(tǒng)一的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，而上升階段和下降階段不過(guò)是整體運(yùn)動(dòng)的兩過(guò)程，所以可以將豎直上

6、拋運(yùn)動(dòng)全過(guò)程視為初速度為 加速度為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng) 4豎直上拋運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)特征量 (1)上升的最大高度 ； (2)上升到最大高度處所用時(shí)間 和從最高點(diǎn)處落回原拋出點(diǎn)所用時(shí)間 相等，即 ；0v0v2max2ovhgt上t下22ovttg下上 (3)物體落回到拋出點(diǎn)時(shí)速度v與初速度等大反向四、多過(guò)程問(wèn)題 若所研究的問(wèn)題涉及多個(gè)過(guò)程，如豎直上拋運(yùn)動(dòng)就是典型的多過(guò)程問(wèn)題，要分清物體在各階段的運(yùn)動(dòng)情況，特別是在分析物體由一段運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪欢螘r(shí)，要注意各階段運(yùn)動(dòng)之間轉(zhuǎn)折點(diǎn)的物理量聯(lián)系 一、初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(包括自由落體運(yùn)動(dòng))的規(guī)律應(yīng)用例1、一個(gè)物體從塔頂落下，在到達(dá)地面前最后一秒內(nèi)通過(guò)的位移為整

7、個(gè)位移的9/25，求塔高(g10m/s2 )022-1.=0121 (1)2122595tHthvHgthg tHHmhH根據(jù)題意畫(huà)出運(yùn)動(dòng)草圖,如圖所示物體從塔頂落到地面所經(jīng)歷時(shí)間為 ,通過(guò)的位移為,物體在秒內(nèi)的位移為 因?yàn)閯t有 由得 解解析：點(diǎn)評(píng)：解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，對(duì)整體與局部，局部與局部過(guò)程相互關(guān)系的分析，是解題的重要環(huán)節(jié)如本題初位置記為A位置，t1秒時(shí)記為B位置，落地點(diǎn)為C位置(如圖所示)不難看出既可以把BC段看成整體過(guò)程AC與局部過(guò)程AB的差值，也可以把BC段看做是物體以初速度 和加速度g向下做為時(shí)1s的勻加速運(yùn)動(dòng)，而 可看成是局部過(guò)程AB的末速度這樣分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中一些隱含條

8、件使得求解方便 BvBv216()2545s.51 3 5 7 91 4 9 16 2519.1125m.2255sOBCOADHgvtSvtSOCOBt另外值得一提的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題有很多通過(guò) 圖求解既直觀又方便簡(jiǎn)捷如本題依題意可以作出 圖 如圖，由題意 可知，所以 ，即落地時(shí)間為 再有：由比例式想到 ： ： ：和 ： ： ： ，最后 秒內(nèi)通過(guò)的位移為整個(gè)位移的可知落地時(shí)間為，所以 例2、在同一高度處間隔時(shí)間 先后自由釋放兩小球A和B，不計(jì)空氣阻力 ()A兩球落地時(shí)間間隔為B在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)兩球速度差越來(lái)越大C在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)兩球間距越來(lái)越大D在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)兩球間距保持不變0t0t 解析：這里提

9、供三種解法解法1：(公式法，以地面為參考系)B球釋放后t時(shí)刻，A球已運(yùn)動(dòng)時(shí)間t t0 ，此時(shí)A、B兩球的速度和位移分別為A、C2200200011 ()().AC.2212.ABABABABovg ttvgtxg ttxgtvvgtxxgt tgttt， ， ， 所以， 恒量； ，與 有關(guān) 故在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩球速度差不變而距離增大由于高度一樣，落地所需時(shí)間一樣，故落地時(shí)間間隔為正項(xiàng)為 、確選0002).A(C.ABttvvtttt圖象法作出兩球的速度圖象如圖所示，兩球加速度相等，故兩直線平行由圖線可以看出，在 時(shí)間段，兩球速度差恒定由于起點(diǎn)位置不同，各時(shí)刻 時(shí)間段內(nèi)兩圖線間包圍面積越來(lái)越大，即

10、兩球間距離越來(lái)越大顯然，下落高度相同，兩圖線與 軸包圍面積應(yīng)相等，落地時(shí)間間隔為正確選項(xiàng)為 解法 ：、 解法3：(公式法，以B為參考系)以B為參考系，則在兩球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A球的相對(duì)加速度相對(duì)速度 ，不變即A相對(duì)于B做勻速運(yùn)動(dòng)，相對(duì)位移越來(lái)越大所以，A、B速度差保持 恒定不變，而距離越來(lái)越大下落高度相同，故兩球落地時(shí)間間隔為t0 .正確選項(xiàng)為A、C.0ragg ，00rvvgt 0gt 點(diǎn)評(píng)：方法一通過(guò)研究任意時(shí)刻物體的運(yùn)動(dòng)情況來(lái)研究運(yùn)動(dòng)全過(guò)程，這種研究方法值得借鑒；方法二利用圖象分析，直觀明了；方法三從相對(duì)運(yùn)動(dòng)出發(fā)考慮問(wèn)題，分析巧妙簡(jiǎn)捷從不同角度運(yùn)用多種方法求解物理問(wèn)題，有利于培養(yǎng)自己的發(fā)散思

11、維能力變式訓(xùn)練1、如圖1-3-1所示，懸掛的直桿AB長(zhǎng)為 ，在其下 處，有一長(zhǎng)為 的無(wú)底圓筒CD，若將懸線剪斷，則直桿穿過(guò)圓筒所用的時(shí)間為多少？ 1L2L3L圖1-3-11211221213322222L LABLBtgAL L LtgALLttgBtg直桿自由落下通過(guò)圓筒的示意圖如圖所示因直桿做平動(dòng)，、其上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況均相同端下落到圓筒上端所需時(shí)間 解析： 直桿 端下落到圓筒的底端所需時(shí)間直桿經(jīng)過(guò)圓筒所需時(shí)間點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵是弄清要求的時(shí)間是指的哪一段，要認(rèn)真閱讀題目后判斷，選擇初速度為零的過(guò)程研究能使方程易解 變式訓(xùn)練2、(2010浙江模擬)一個(gè)小石子從離地某一高處由靜止自由落下，某

12、攝影愛(ài)好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該愛(ài)好者用直尺量出軌跡的長(zhǎng)度，如圖1-3-2所示，已知曝光時(shí)間為 s，則小石子出發(fā)點(diǎn)離A點(diǎn)的距離約為 ()A6.5 m B10 mC20 m D45 m11000圖1-3-2C解析：考查自由落體運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律AB長(zhǎng)度為L(zhǎng)0.02m，小石子從A到B用時(shí)0.001s，根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)物體平均速度接近瞬時(shí)速度，A點(diǎn)小石子的瞬時(shí)速度v20m/s，小石子從靜止開(kāi)始下落到該處的高度為h，則 v2 2gh，解得h20m，故小石子出發(fā)點(diǎn)離A點(diǎn)距離約為20m.二、初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(包括自由落體運(yùn)動(dòng))的比例式應(yīng)用()11A B 2411C 812hhhhDh一個(gè)物體

13、從高 處自由落下，其時(shí)間達(dá)到落地時(shí)間一半時(shí)，下落的高度為 3例 、123145135 749hhxxxxx 根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律：連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移比為 可得：解析：B點(diǎn)評(píng)：在初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，巧妙利用比例式可大大地縮短解題時(shí)間變式訓(xùn)練3、一個(gè)石子從高處釋放，做自由落體運(yùn)動(dòng)，已知它在第1s內(nèi)的位移大小是x，則它在第3s內(nèi)的位移大小是 ()A5x B7xC9x D3xA1234513.5 7 935xxxxsAxx 根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律：連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移比為 ： ： ： ： ： ： ： ： ： ：可知：第 內(nèi)的解析：位移答案：為三、豎直上拋運(yùn)動(dòng)的模型

14、應(yīng)用例4、氣球以10m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個(gè)物體，經(jīng)17s到達(dá)地面求物體剛脫離氣球時(shí)氣球的高度(g10 m/s2 )0220210/1110/2110 1712710 17127525 .vm sgm shv tgthmmmm可將物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù)題意畫(huà)出運(yùn)動(dòng)解析草圖如圖所示規(guī)定向下方向?yàn)檎瑒t ，據(jù) ，則有 所以物體剛掉下時(shí)離地：方法 ：方法2：如圖將物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為AB和BD兩段來(lái)處理AB為豎直上拋運(yùn)動(dòng)，BD為自由落體運(yùn)動(dòng)在AB段，據(jù)豎直上拋規(guī)律可知此階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為02222101(17 1)16101110 161280221110 15221275

15、ABBDBDBDCDBCBDBDBCvtssthhhmssghgtmmhgtmm 由題意知由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律00()tan12171163BB CCC DDCBBCDBvtv OtABt t vBCt t v vCDvgtsttsttsss根據(jù)題意作出物體脫離氣球到落地這段時(shí)間的 圖 如圖所示 其中的面積為的位移的面積大小為的位移梯形的面積大小為的位移即物體離開(kāi)氣球時(shí)距地的高度 則 ，根據(jù)豎直上拋的規(guī)律 ， 方法 ：160/10160151275 .21275 .BD DDC DDCt v tvm st t v vSmmm在中則可求梯形的面積 故物體剛脫離氣球時(shí)離地2201110 1710 1

16、7161522:hv tgtmmm在解決運(yùn)動(dòng)學(xué)的問(wèn)題過(guò)程中，畫(huà)運(yùn)動(dòng)草圖很重要解題前應(yīng)根據(jù)題意畫(huà)出運(yùn)動(dòng)草圖草圖上一定要有規(guī)定的正方向，否則矢量方程解決問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤如分析解答方法一中不規(guī)定正方向，就會(huì)出現(xiàn) 點(diǎn)評(píng)的錯(cuò)誤1122()0.501.00.000800. 041“dmhmdmhm原地起跳時(shí)，先屈腿下蹲，然后突然蹬地從開(kāi)始蹬地到離地是加速過(guò)程 視為勻加速 ，加速過(guò)程中重心上升的距離稱為 加速距離 離地后重心繼續(xù)上升，在此過(guò)程中重心上升的最大距離稱為豎直高度 現(xiàn)有下列數(shù)據(jù)：人原地上跳的 加速距離，豎直高度；跳蚤原地上跳的 加速距離，豎直高度假想人具有與跳蚤相等的起跳加速變訓(xùn)練 、度，而式”0

17、.50m加速距離 仍為，則人跳的 豎直高度 是多少？222212211121222 2avvadvghavHvadvgHh dHd用 表示跳蚤起跳的加速度， 表示離地時(shí)的速度，則對(duì)加速過(guò)程和離地后上升過(guò)程分別有 若假想人具有和跳蚤相同的加速度 ，令 表示在這種假想下人離地時(shí)的速度，表示與此相應(yīng)的豎直高度，則對(duì)加速過(guò)程和離地后上升過(guò)程分別有由以上各 解析：式可得 262.5Hm得，代入數(shù)值000()hvvv從離地面高度為 處有自由下落的甲物體，同時(shí)在它正下方的地面上有乙物體以初速度 豎直上拋，要使兩物體在空中相碰，則做豎直上拋運(yùn)動(dòng)物體的初速度 應(yīng)滿足什么條件？不計(jì)空氣阻力，兩物體均看做質(zhì)點(diǎn)若要乙

18、物體在下落過(guò)程中與甲物體相碰，則應(yīng)滿足變什式訓(xùn)練5、么條件？2202000001122222.2v tgtgtHvHghttvvgvvtvghgghg甲、乙相碰，則有 ，如果在空中相遇，即，如果在下落過(guò)即程，析：相碰解點(diǎn)評(píng)：該題以自由下落與豎直上拋的兩物體在空間相碰創(chuàng)設(shè)物理情景，考查理解能力、分析綜合能力及空間想象能力四、多過(guò)程問(wèn)題0 4/217 4/m smvm s繩未斷時(shí)，重物隨氣球以的速度勻速上升，繩斷后，由于慣性，物體將在離地面高處，以初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)如圖解析：下圖所示24/217(10/)5 m smgm s一個(gè)氣球以的速度豎直勻速上升，氣球下面系著一個(gè)重物，當(dāng)氣球上升到下面的重

19、物離地面時(shí)，系重物的繩斷了，問(wèn)這時(shí)起，重物經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面？重物著地時(shí)速度多大？取 例 、22010121221212240.822 1040.4101()22()2(2170.8)1106.6/616/6.607vhmmgvtssghhgthhvtsgtm sm ssgttts上升階段物體做勻減速運(yùn)動(dòng)上升的最大高度 上升到最高點(diǎn)時(shí)間 下降階段物體做自由落體運(yùn)動(dòng) 故從繩斷開(kāi)始到重物著地時(shí) 重物著地方法 ：分段的速法時(shí)度 02120212124 107/66721217410276.2 (/)“”thv tgthmmtttstsvvgtm sm s以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，取向上為正方向因 ，此處

20、 所以 解得整體法方法 ：又 表示著 ， 地速度方不合題意，舍去向豎直向下thv分析解答豎直上拋問(wèn)題時(shí)，既可采用分段法，也可采用整體法分段法物理過(guò)程清晰，但解題步驟較多；整體法是直接把已知量代入公式，但必須注意 、 正負(fù)號(hào)的意義點(diǎn)評(píng)：及其取舍12.AABaaBABxABt一質(zhì)點(diǎn)由 點(diǎn)出發(fā)沿直線運(yùn)動(dòng)，行程的第一部分是加速度為 的勻加速運(yùn)動(dòng)，接著做加速度為 的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，抵達(dá) 點(diǎn)時(shí)恰好靜止，如果的總長(zhǎng)度為 ，試求質(zhì)點(diǎn)走完全程所用的變練6、時(shí)間式訓(xùn)1 1.22vvvxtva t設(shè)質(zhì)點(diǎn)的最大速度為 ，前、后兩段運(yùn)動(dòng)過(guò)程及全過(guò)程的平均速度相等，均為全過(guò)程： 勻加速過(guò)解析程：1212 21212121

21、212121222()22222va tvvttaaxa avvvx aaxxtva axa aaaxvaaaav勻減速過(guò)程： 由得： 代入得：解得 將 代入得： 五、多過(guò)程中的臨界和極值問(wèn)題例6、如圖133所示，一平直的傳送帶以速度v2m/s做勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶把A處的工件運(yùn)送到B處，A、B相距L10m.在A處把工件無(wú)初速地放到傳送帶上，經(jīng)過(guò)時(shí)間t6s，能傳送到B處，欲用最短的時(shí)間把工件從A處傳送到B處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少多大？圖1331122 12122111212216s222s/1m / s ./2()2222Lvtvxtxvt tttxxLtav tBavvLtvttv avvLv

22、tttLv ttaavaLvLvaa因?yàn)?，所以工件在?nèi)先勻加速運(yùn)動(dòng)，后勻速運(yùn)動(dòng)，有 ， ， 解上述四式得 ， 若要工件最短時(shí)間傳送到 ，工件加速度仍為 ，設(shè)傳送帶速度為 ，工件先加速后勻速，有： 又因?yàn)?， ，所以 ，化簡(jiǎn)得： ，因?yàn)榻馕觯?22m / s.2LvvaLvavtvaB常量，所以當(dāng)，即 時(shí)，有最小值， 表明一直加速到 所工件用時(shí)間最短134( ). .222. 7 (1).20 0LvLvLABvgvLLCDgv如圖所示,傳送帶的水平部分長(zhǎng)為 ,傳動(dòng)速率為 ,在其左端無(wú)初速釋放一小木塊，若木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,則木塊從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間可變式訓(xùn)練 、浙江模擬能是+ACD22122022()22()2LLgttCgvvLLttDvvvLvvv tLtggvgvLvv tLtAgvgCDBA因木塊運(yùn)動(dòng)到右端的過(guò)程不同，對(duì)應(yīng)的時(shí)間也不同，若一直勻加速至右端，則，得，正確；若一直加速到右端時(shí)的速度恰好與傳送帶速度相；有：， 正確；若先勻加速到傳送帶速度 ，再勻速到右端，有：，有：， 正確；木塊不可能一直勻速至右端，解析：故答案：錯(cuò)誤