2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 習(xí)題課 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課件 教科版必修1.ppt

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1、習(xí)題課勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用,勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用,1.勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)四個(gè)常用公式的比較,要點(diǎn)歸納,2.常用公式的三點(diǎn)說(shuō)明 (1)表中四個(gè)公式共涉及勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的初速度v0、末速度vt、加速度a、位移x和時(shí)間t五個(gè)物理量，這五個(gè)物理量中前四個(gè)都是矢量，應(yīng)用時(shí)要規(guī)定統(tǒng)一的正方向(通常取v0方向?yàn)檎较?，并注意各物理量的正負(fù)。 (2)靈活選用公式，已知五個(gè)量中任意三個(gè)可求另外兩個(gè)。 (3)速度公式和位移公式是兩個(gè)基本公式，利用這兩個(gè)公式可求解勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的所有問(wèn)題，而靈活選用其他公式可在某些具體問(wèn)題中大大簡(jiǎn)化解題過(guò)程。,例1 一物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)相等的兩個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，通過(guò)

2、的位移分別是24 m和64 m，每一個(gè)時(shí)間間隔為4 s，求物體的初速度和末速度及加速度。 解析法1基本公式法 如圖所示，由位移公式得,精典示例,vCvAa2T,將x124 m，x264 m，T4 s代入以上三式 解得a2.5 m/s2，vA1 m/s，vC21 m/s 法2平均速度法 連續(xù)兩段相等時(shí)間T內(nèi)的平均速度分別為,由于B是A、C的中間時(shí)刻，則,vCvAa2T 聯(lián)立解得vA1 m/s，vC21 m/s 答案1 m/s21 m/s2.5 m/s2,解得vA1 m/s，vC21 m/s,法3逐差法,,針對(duì)訓(xùn)練1 如圖1所示，木塊A、B并排且固定在水平桌面上，A的長(zhǎng)度是L，B的長(zhǎng)度是2L。一顆

3、子彈沿水平方向以速度v1射入A，以速度v2穿出B。若子彈可視為質(zhì)點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)視為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。則子彈穿出A時(shí)的速度為(),圖1,解析設(shè)子彈的加速度為a，則：,答案C,由兩式得子彈穿出A時(shí)的速度,運(yùn)動(dòng)圖像問(wèn)題,xt圖像與vt圖像的比較,要點(diǎn)歸納,例2 (多選)物體甲的xt圖像和物體乙的vt圖像如圖2所示，則這兩物體的運(yùn)動(dòng)情況是(),圖2,精典示例,A.甲在整個(gè)t6 s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，它通過(guò)的總位移大小為4 m B.甲在整個(gè)t6 s時(shí)間內(nèi)有往返運(yùn)動(dòng)，它通過(guò)的總位移為零 C.乙在整個(gè)t6 s時(shí)間內(nèi)有往返運(yùn)動(dòng)，它通過(guò)的總位移為零 D.乙在整個(gè)t6 s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，它通過(guò)的總位移大小為

4、4 m 思路指導(dǎo)解答該題時(shí)應(yīng)先區(qū)分兩個(gè)圖像是xt圖像還是vt圖像，再結(jié)合圖像的斜率、截距以及交點(diǎn)的物理意義進(jìn)行分析。 解析甲圖為xt圖像，圖像的斜率表示速度，甲的斜率一直為正，故甲的運(yùn)動(dòng)方向不變，通過(guò)的總位移大小為4 m，A正確，B錯(cuò)誤；乙圖為vt圖像，速度有正負(fù)，表示有往返運(yùn)動(dòng)。vt圖像中圖線(xiàn)與時(shí)間軸所圍面積表示位移的大小，在整個(gè)t6 s時(shí)間內(nèi)乙通過(guò)的總位移為零，C正確，D錯(cuò)誤。 答案AC,,運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像的“五看”,針對(duì)訓(xùn)練2 某高考考生進(jìn)入考場(chǎng)后發(fā)現(xiàn)自己忘記帶準(zhǔn)考證了，他立即從考場(chǎng)出來(lái)，先做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)后做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)跑向班主任，在班主任處拿好準(zhǔn)考證后再勻速回到考場(chǎng)，關(guān)于該考生的運(yùn)動(dòng)情況

5、，下列圖像一定不正確的是(),解析該考生先加速后同方向減速，再反方向勻速，故初、末的速度方向應(yīng)相反，A正確，B錯(cuò)誤；由于是先勻加速后勻減速，故其對(duì)應(yīng)的位移時(shí)間圖像是兩段拋物線(xiàn)，在班主任處停留一會(huì)，后勻速反向運(yùn)動(dòng)，故C正確；由于考生先勻加速后勻減速運(yùn)動(dòng)，故考生由考場(chǎng)到剛跑到班主任處過(guò)程加速度時(shí)間圖像是兩直線(xiàn)，之后加速度為零，D正確。 答案B,兩物體在同一直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離發(fā)生變化時(shí)，可能出現(xiàn)最大距離、最小距離或者距離為零的情況，這類(lèi)問(wèn)題稱(chēng)為追及和相遇問(wèn)題，討論追及和相遇問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是兩物體能否在同一時(shí)刻到達(dá)同一位置。 1.抓住一個(gè)條件、用好兩個(gè)關(guān)系 (1)一個(gè)條件：速度相等。這是兩物體是否

6、追上(或相撞)、距離最大、距離最小的臨界點(diǎn)，是解題的切入點(diǎn)。 (2)兩個(gè)關(guān)系：時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系。通過(guò)畫(huà)示意圖找出兩物體位移之間的數(shù)量關(guān)系，是解題的突破口。,追及和相遇問(wèn)題,要點(diǎn)歸納,2.常用方法 (1)物理分析法：抓住“兩物體能否同時(shí)到達(dá)空間某位置”這一關(guān)鍵，認(rèn)真審題，挖掘題中的隱含條件，建立物體運(yùn)動(dòng)關(guān)系的圖景，并畫(huà)出運(yùn)動(dòng)情況示意圖，找出位移關(guān)系。 (2)圖像法：將兩者的vt圖像在同一坐標(biāo)系中畫(huà)出，然后利用圖像求解。 (3)數(shù)學(xué)極值法：設(shè)從開(kāi)始至相遇時(shí)間為t，根據(jù)條件列方程，得到關(guān)于t的一元二次方程，用判別式進(jìn)行討論。若0，即有兩個(gè)解，說(shuō)明可以相遇兩次；若0，說(shuō)明剛好追上或相遇；若<0，說(shuō)明

7、追不上或不能相碰。,例3 一輛汽車(chē)以3 m/s2的加速度開(kāi)始啟動(dòng)的瞬間，一輛以6 m/s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的自行車(chē)恰好從汽車(chē)的旁邊通過(guò)。試求： (1)汽車(chē)在追上自行車(chē)前運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間與自行車(chē)相距最遠(yuǎn)？此時(shí)的距離是多少？ (2)汽車(chē)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間追上自行車(chē)？追上自行車(chē)時(shí)汽車(chē)的瞬時(shí)速度是多大？ 思路指導(dǎo)討論追及和相遇問(wèn)題，實(shí)質(zhì)是分析兩物體在相同時(shí)間內(nèi)能否到達(dá)相同的空間位置的問(wèn)題。要注意兩物體的時(shí)間、位移和速度關(guān)系，速度相等往往是分析判斷的切入點(diǎn)。,精典示例,解析(1)法1基本規(guī)律法 汽車(chē)與自行車(chē)的速度相等時(shí)兩車(chē)相距最遠(yuǎn)，設(shè)此時(shí)經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t1，汽車(chē)的速度為v1，兩車(chē)間的距離為x，則有 v1at1v自,

8、法2相對(duì)運(yùn)動(dòng)法 以自行車(chē)為參考系，則從開(kāi)始到相距最遠(yuǎn)的這段時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)相對(duì)這個(gè)參考系的各個(gè)物理量為,法3極值法或數(shù)學(xué)分析法 設(shè)汽車(chē)在追上自行車(chē)之前經(jīng)過(guò)時(shí)間t1兩車(chē)相距最遠(yuǎn)，則,末速度vtv汽車(chē)v自0 加速度aaa自3 m/s2,負(fù)號(hào)表示汽車(chē)在后。,由二次函數(shù)求極值的條件知t12 s時(shí)，x最大 所以x6 m 法4圖像法,自行車(chē)和汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖所示，由圖可以看出，在相遇前，t1時(shí)刻兩車(chē)速度相等，兩車(chē)相距最遠(yuǎn)，此時(shí)的距離為陰影三角形的面積，,(2)法1當(dāng)兩車(chē)位移相等時(shí)，汽車(chē)追上自行車(chē)，設(shè)此時(shí)經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t2，汽車(chē)的瞬時(shí)速度為v2，則有,v2at234 m/s12 m/s 法2由圖可以看出，在

9、t1時(shí)刻之后，由圖線(xiàn)v自、v汽和tt2構(gòu)成的三角形的面積與標(biāo)有陰影的三角形面積相等，此時(shí)汽車(chē)與自行車(chē)的位移相等，即汽車(chē)與自行車(chē)相遇。由幾何關(guān)系知t22t14 s，v2at234 m/s12 m/s。 答案(1)2 s；6 m(2)4 s；12 m/s,,針對(duì)訓(xùn)練3 已知A、B兩列火車(chē)，在同一軌道上同向行駛，A車(chē)在前，其速度v110 m/s，B車(chē)在后，速度v230 m/s，B車(chē)在距A車(chē)x075 m時(shí)才發(fā)現(xiàn)前方有A車(chē)，這時(shí)B車(chē)立即剎車(chē)，但B車(chē)要經(jīng)過(guò)x180 m才能停下來(lái)。 (1)B車(chē)剎車(chē)時(shí)A仍按原速率行駛，兩車(chē)是否會(huì)相撞？ (2)若相撞，求B車(chē)從開(kāi)始剎車(chē)到兩車(chē)相撞用多少時(shí)間？若不相撞，求兩車(chē)的最小距離。,解析 (1)設(shè)B車(chē)加速度大小為aB，剎車(chē)至停下來(lái)的過(guò)程中，由v2aBx 解得：aB2.5 m/s2 B車(chē)在開(kāi)始剎車(chē)后t時(shí)刻的速度為vBv2aBt,A車(chē)的位移xAv1t 設(shè)t時(shí)刻兩車(chē)速度相等，vBv1 解得：t8 s 將t8 s代入得xB160 m，xA80 m 因xBxAx0155 m 故兩車(chē)會(huì)相撞。,(2)設(shè)B車(chē)從開(kāi)始剎車(chē)到兩車(chē)相撞所用時(shí)間為t，則滿(mǎn)足 xBxAx0 代入數(shù)據(jù)解得：t16 s，t210 s(不符合題意) 故B車(chē)從開(kāi)始剎車(chē)到兩車(chē)相撞用時(shí)6 s。 答案見(jiàn)解析,