《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 直線運動 第2講 勻變速直線運動的規(guī)律和應(yīng)用課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 直線運動 第2講 勻變速直線運動的規(guī)律和應(yīng)用課件（37頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2講勻變速直線運動的規(guī)律和應(yīng)用知識梳理知識梳理一、勻變速直線運動1.定義定義:物體在一條直線上且做加速度加速度不變的運動。2.分類分類:avav勻加速直線運動與 方向相同。勻減速直線運動與 方向相反。1.三個基本公式三個基本公式速度公式:v=v0+at;位移公式:x=v0t+at2;速度位移關(guān)系式:v2-=2ax。1220v二、勻變速直線運動的規(guī)律二、勻變速直線運動的規(guī)律v2.兩個有用的推論兩個有用的推論(1)做勻變速直線運動的物體在一段時間內(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。平均速度公式:=。(2)任意相鄰的兩段連續(xù)相等的時間(T)內(nèi),位移之差是一個

2、恒量,即x=x2-x1=x3-x2=xn-xn-1=aT2。02vv2tv3.初速度為零的勻加速直線運動具備以下幾個特點初速度為零的勻加速直線運動具備以下幾個特點(1)在1T末,2T末,3T末,nT末的瞬時速度之比為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 22 32 n2。(3)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x1 x2 x3 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)(-)(-)。232n1n自由落體運動條件只受重力

3、,從靜止開始下落特點初速度為0、加速度為g的勻加速直線運動規(guī)律速度公式:v=gt位移公式:h=gt2速度位移關(guān)系式:v2=2gh豎直上拋運動特點(1)加速度為g(2)上升階段做勻減速直線運動,下降階段做勻加速直線運動規(guī)律速度公式:v=v0-gt位移公式:h=v0t-gt2速度位移關(guān)系式:v2-=-2gh上升的最大高度:H=上升到最高點所用時間:t=121220v20v2g0vg三、自由落體運動和豎直上拋運動三、自由落體運動和豎直上拋運動1.關(guān)于勻變速直線運動,下列說法正確的是()A.勻變速直線運動是加速度均勻變化的直線運動B.勻變速直線運動的加速度是恒定的,不隨時間而改變C.速度隨時間不斷增加

4、的直線運動叫勻加速直線運動D.勻變速直線運動的位移是均勻增加的答案答案B勻變速直線運動的加速度不變,速度隨時間均勻變化,位移的變化呈現(xiàn)非均勻性。B2.汽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后做勻減速直線運動,當(dāng)它滑行300m時速度減為初始速度的一半,接著滑了20s停下來,則汽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后滑行的總距離為()A.400mB.500mC.600mD.650m20v答案答案A設(shè)汽車減速時的初速度是v0,加速度為a,則有()2-=2ax0-=at由兩式可得:a=-0.5m/s2v0=20m/s由02-=2ax總,得x總=400m。02v02v20vA3.一個物體從靜止開始做勻加速直線運動。它在第1s內(nèi)與第2s內(nèi)的位移之比為x

5、1 x2,在走完第1m時與走完第2m時的速度之比為v1 v2。以下說法正確的是()A.x1 x2=1 3,v1 v2=1 2B.x1 x2=1 3,v1 v2=1C.x1 x2=1 4,v1 v2=1 2D.x1 x2=1 4,v1 v2=122答案答案B由x1 x2 x3 xn=1 3 5 (2n-1)知x1 x2=1 3,由v2=2as,得v1 v2=1,B正確。12as22as2B4.空降兵從飛機(jī)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.

6、1.8mD.5.0m答案答案C根據(jù)運動學(xué)公式v2=2gh,得h=m=1.8m可知C正確。22vg262 10C深化拓展深化拓展考點一考點一勻變速直線運動的規(guī)律和應(yīng)用勻變速直線運動的規(guī)律和應(yīng)用考點二考點二自由落體運動和豎直上拋運動自由落體運動和豎直上拋運動考點一勻變速直線運動的規(guī)律和應(yīng)用考點一勻變速直線運動的規(guī)律和應(yīng)用一、解決勻變速直線運動問題時的四點注意一、解決勻變速直線運動問題時的四點注意1.養(yǎng)成根據(jù)題意畫出物體運動示意圖的習(xí)慣,尤其是較復(fù)雜的運動,畫出示意圖可以使運動過程直觀、清晰。2.勻變速直線運動?？梢活}多解,解題時要靈活選擇合適的公式,篩選最簡捷的方法。3.列運動學(xué)方程時,方程中每一

7、個物理量均對應(yīng)同一運動過程。4.使用公式時要注意矢量的方向性。1-1研究表明,一般人的剎車反應(yīng)時間(即圖甲中“反應(yīng)過程”所用時間)t0=0.4s,但飲酒會導(dǎo)致反應(yīng)時間延長。在某次試驗中,志愿者少量飲酒后駕車以v0=72km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛,從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止,行駛距離L=39m。減速過程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示。此過程可視為勻變速直線運動。取重力加速度的大小g=10m/s2。求:(1)減速過程汽車加速度的大小及所用時間;(2)飲酒使志愿者的反應(yīng)時間比一般人增加了多少。圖甲圖乙答案答案(1)8m/s22.5s(2)0.3s解析解析(1)設(shè)減速過程中汽車加速

8、度的大小為a,所用時間為t,由題可得初速度v0=72km/h=20m/s,末速度vt=0,位移s=25m,由運動學(xué)公式得0-=-2ast=聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得a=8m/s2t=2.5s(2)設(shè)志愿者反應(yīng)時間為t,反應(yīng)時間的增加量為t,由運動學(xué)公式得L=v0t+st=t-t0聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得20v00vat=0.3s1-2航空母艦簡稱“航母”,是一種可以供軍用飛機(jī)起飛和降落的軍艦。蒸汽彈射起飛,就是使用一個長平的甲板作為飛機(jī)跑道,起飛時一個蒸汽驅(qū)動的彈射裝置帶動飛機(jī)在兩秒鐘內(nèi)達(dá)到起飛速度,目前只有美國具備生產(chǎn)蒸汽彈射器的成熟技術(shù)。某航空母艦上的戰(zhàn)斗機(jī),起飛過程中最大加速度a=4.5m/s2,飛機(jī)

9、要達(dá)到速度v0=60m/s才能起飛,航空母艦甲板長L=289m,為使飛機(jī)安全起飛,航空母艦應(yīng)以一定速度航行以保證起飛安全,求航空母艦的最小速度v的大小。(設(shè)飛機(jī)起飛對航空母艦的狀態(tài)沒有影響,飛機(jī)的運動可以看做勻加速直線運動)答案答案9m/s解析解析解法一解法一若航空母艦勻速運動,以地面為參考系,設(shè)在時間t內(nèi)航空母艦和飛機(jī)的位移分別為x1和x2,航母的最小速度為v,由運動學(xué)知識得x1=vt,x2=vt+at2,x2-x1=L,v0=v+at解得v=9m/s解法二解法二若航空母艦勻速運動,以航空母艦為參考系,則飛機(jī)的加速度即飛機(jī)相對航空母艦的加速度,當(dāng)飛機(jī)起飛時甲板的長度L即兩者的相對位移,飛機(jī)相

10、對航空母艦的初速度為零,設(shè)航空母艦的最小速度為v,則飛機(jī)起飛時相對航空母艦的速度為(v0-v)12由運動學(xué)公式可得(v0-v)2-0=2aL解得v=9m/s。剎車類勻減速直線運動到速度為零后即停止運動,加速度a突然消失,求解時要注意先確定其實際運動時間逆向思維法對于末速度為零的勻減速運動,可把該階段看成反向的初速度為零、加速度不變的勻加速運動雙向可逆類如沿光滑斜面上滑的小球,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(fù)號二、用勻變速運動規(guī)律分析兩類勻減速運動二、用勻變速運動規(guī)律分析兩類勻減速運動1-3一輛汽車以72

11、km/h的速度行駛,現(xiàn)因故緊急剎車并最終停止運動。已知汽車剎車過程中加速度的大小為5m/s2,則從開始剎車經(jīng)過5s后,汽車通過的距離是多少?答案答案40m解析解析設(shè)汽車由開始剎車至停止運動所用的時間為t0,選v0的方向為正方向,則v0=72km/h=20m/s,a=-5m/s2由v=v0+at0得t0=s=4s可見,該汽車剎車后經(jīng)過4s就停止運動,則經(jīng)5s中的最后1s汽車是靜止的。由x=v0t+at2知剎車后5s內(nèi)通過的距離x=v0t0+a=204m+(-5)42m=40m。0vva0205121220t121-4物體沿光滑斜面上滑,v0=20m/s,加速度大小為5m/s2,求:(1)物體多長

12、時間后回到出發(fā)點;(2)由開始運動算起,求6s末物體的速度。答案答案(1)8s(2)10m/s,方向與初速度方向相反at2=205m+(-5)52m=37.5m,這樣得出的位移實際上是汽車停止后又反向加速運動1s的總位移,這顯然與實際情況不相符。1212誤區(qū)警示誤區(qū)警示此題最容易犯的錯誤是將t=5s直接代入位移公式得x=v0t+解析解析由于物體做加速度不變的勻變速直線運動,故可以直接應(yīng)用勻變速直線運動公式,以v0的方向為正方向。(1)設(shè)經(jīng)時間t0回到出發(fā)點,此過程中位移x=0,代入公式x=v0t0+a,并將a=-5m/s2代入,得t0=-=-s=8s(2)由公式v=v0+at知6s末物體的速度

13、v6=v0+at6=20m/s+(-5)6m/s=-10m/s負(fù)號表示此時物體的速度方向與初速度方向相反。1220t02va2 205/2。利用好這一關(guān)系,可以實現(xiàn)平均速度與瞬時速度的互換,求解問題三、平均速與瞬時速度的互換三、平均速與瞬時速度的互換在勻變速直線運動中,全程的平均速度度度等于中間時刻的瞬時速度,即=vtv能起到事半功倍的效果。1-5一物體做勻加速直線運動,通過一段位移x所用的時間為t1,緊接著通過下一段位移x所用的時間為t2。則物體運動的加速度為()A.B.C.D.121 2122()()x ttt t tt121 212()()x ttt t tt121 2122()()x

14、ttt t tt121 212()()x ttt t ttA答案答案A物體做勻加速直線運動,利用中間時刻的瞬時速度等于全過程的平均速度,得=,=,a=,整理得a=,所以A正確,B、C、D錯誤。12tv1xt22tv2xt2122ttvvt21121122xxtttt121 2122()()x ttt t tt解析解析(用平均速度求解)已知x1=24m,x2=64m,t=4s,則=m/s=6m/s=m/s=16m/s又=+at,解得a=2.5m/s2由x1=v0t+at2可得v0=1m/s1v1xt2442v2xt6442v1v121-6有一個做勻變速直線運動的質(zhì)點,它在最初兩段連續(xù)相等的時間內(nèi)

15、通過的位移分別是24m和64m,連續(xù)相等的時間為t=4s,求質(zhì)點的初速度大小和加速度大小。答案答案1m/s2.5m/s2考點二自由落體運動和豎直上拋運動考點二自由落體運動和豎直上拋運動一、自由落體運動一、自由落體運動自由落體運動是初速度為零、加速度為g=9.8m/s2的勻加速直線運動,勻變速直線運動的一切規(guī)律,對自由落體運動都是適用的。v=gt,h=gt2,v2=2gh。另外,初速度為零的勻加速直線運動的比例式對自由落體運動也是適用的。12同學(xué)松開直尺,直尺保持豎直狀態(tài)下落,乙同學(xué)看到后立即用手抓直尺,手抓住直尺位置的刻度值為20cm;重復(fù)以上實驗,乙同學(xué)第二次用手抓住直尺位置的刻度值為10c

16、m。直尺下落過程中始終保持豎直狀態(tài)。若從乙同學(xué)看到甲同學(xué)松開直尺,到他抓住直尺所用時間叫“反應(yīng)時間”,取重力加速度g=10m/s2。則下列說法中正確的是()2-1(多選)如圖所示,甲同學(xué)用手拿著一把長50cm的直尺,并使其處于豎直狀態(tài);乙同學(xué)把手放在直尺0刻度線位置做抓尺的準(zhǔn)備。某時刻甲A.乙同學(xué)第一次的“反應(yīng)時間”比第二次長B.乙同學(xué)第一次抓住直尺之前的瞬間,直尺的速度約為4m/sC.若某同學(xué)的“反應(yīng)時間”大于0.4s,則用該直尺將無法用上述方法測量他的“反應(yīng)時間”D.若將尺子上原來的長度值改為對應(yīng)的“反應(yīng)時間”值,則可用上述方法直接測出“反應(yīng)時間”答案答案ACD設(shè)直尺下降的高度為h,根據(jù)h

17、=gt2得t=,所以下落的高度大的用的時間長,所以第一次測量的反應(yīng)時間長,A正確;由v2=2gh可知,乙第一次抓住直尺前的瞬間直尺的速度v=m/s=2m/s,B錯誤;若某同學(xué)的反應(yīng)時間為0.4s,則直尺下落的高度:h0=gt2=100.42m=0.8m,大于該直尺的長度,所以將無法測量該同學(xué)的反應(yīng)時間,C正確。將計算出的反應(yīng)時間對應(yīng)到尺子上的長度時,可用上述方法直接測出“反應(yīng)時間”,D正確。122hg2 10 0.212122-2科技館里有一個展品,該展品放在暗處,頂部有一個不斷均勻向下滴水滴的裝置,在頻閃光源的照射下,可以看到水滴好像靜止在空中固定的位置不動,如圖所示。某同學(xué)為計算該裝置滴水

18、滴的時間間隔,用分度值為1毫米的刻度尺測量了空中幾滴水滴間的距離,由此可計算出該裝置滴水滴的時間間隔為(g取10m/s2)()A.0.01sB.0.02sC.0.1sD.0.2s答案答案C因為頻閃照相相鄰兩次拍攝的時間間隔相同,題中三滴水滴相等時間相鄰位移差是10cm,由x=gt2計算出t=0.1s,C正確,A、B、D錯誤。C2-3從離地500m的高空自由落下一個小球,g取10m/s2,求:(1)經(jīng)過多長時間落到地面;(2)從開始下落時刻起,在第1s內(nèi)的位移大小、最后1s內(nèi)的位移大小;(3)落下一半時間時的位移大小。答案答案(1)10s(2)5m95m(3)125m29t解析解析(1)由位移公

19、式x=gt2,得下落時間t=s=10s。(2)第1s內(nèi)的位移:x1=g=1012m=5m,前9s內(nèi)的位移:x9=g=1092m=405m,最后1s內(nèi)的位移等于總位移與前9s內(nèi)位移的差,即x=x-x9=500m-405m=95m。(3)落下一半時間即t=5s,位移x=gt2=1052m=125m。122xg2 500101221t1212121212二、豎直上拋運動二、豎直上拋運動1.豎直上拋運動的重要特性豎直上拋運動的重要特性(1)對稱性時間對稱性:上升過程和下降過程時間相等。速度對稱性:上升過程和下降過程通過同一點時速度大小相等。(2)多解性通過某一點對應(yīng)兩個時刻,即:物體可能處于上升階段,

20、也可能處于下降階段。2.豎直上拋運動問題的處理方法豎直上拋運動問題的處理方法(1)分段法可以把豎直上拋運動分成上升階段的勻減速直線運動和下降階段的自由落體運動處理。(2)整體法將豎直上拋運動視為初速度為v0,加速度為-g的勻減速直線運動。2-4為了測量蹦床運動員從蹦床上躍起的高度,探究小組設(shè)計了如下的方法:他們在蹦床的彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器,利用傳感器記錄運動員在運動過程中對彈性網(wǎng)的壓力,來推測運動員躍起的高度。如圖為某段時間內(nèi)蹦床運動員的壓力-時間圖像。運動員在空中僅在豎直方向上運動,且可視為質(zhì)點,則可估算出運動員在這段時間內(nèi)躍起的最大高度為(g取10m/s2)()A.1.5mB.1.8mC

21、.5.0mD.7.2mC答案答案C由于要估算出運動員在這段時間內(nèi)躍起的最大高度,所以只能選擇運動員離開蹦床在空中運動的時間段進(jìn)行研究,這樣有三段時間可用:01.1s、2.3s3.8s、4.9s6.9s,又要求躍起的最大高度,只能選時間間隔最長的一段進(jìn)行運算,故選4.9s6.9s,運動員在空中做豎直上拋運動,利用對稱性可知,運動員在空中上升(或自由下落)的最長時間為1s,則最大高度h=gt2=5.0m,選項C正確。122-5原地起跳時,先屈腿下蹲,然后突然蹬地。從開始蹬地到離地是加速過程(視為勻加速),加速過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,在此過程中重心上升的最大距離稱為“豎直高度”。現(xiàn)有以下數(shù)據(jù):人原地上跳的“加速距離”d1=0.50m,“豎直高度”h1=1.0m;跳蚤原地上跳的“加速距離”d2=0.00080m,“豎直高度”h2=0.10m。假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距離”仍為0.50m,則人上跳的“豎直高度”是多少?答案答案62.5m解析解析用a表示跳蚤起跳的加速度,v表示離地時的速度,則加速過程有:v2=2ad2離開地面后有:v2=2gh2若假想人具有和跳蚤相同的加速度a,令v表示在這種假想下人離地時的速度,H表示與此相應(yīng)的豎直高度,則加速過程有:v2=2ad1離開地面后有:v2=2gH由以上各式可得H=62.5m212h dd