高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題一 第2講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律課件 新人教版.ppt

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第2講勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 一 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律 1 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 加速度 相同 相反 1 定義 沿著一條直線 且 不變的運(yùn)動(dòng) 2 分類 勻加速直線運(yùn)動(dòng) a與v方向 勻減速直線運(yùn)動(dòng) a與v方向 2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 1 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系v 2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系s v0 at 2as 速度 都有 二 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論 at2 m n at2 1 做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差 s 可以推廣為 sm sn 2 某段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均 等于該段位移內(nèi)的平均速度 無論是勻加速還是勻減速運(yùn)動(dòng) 3 某段位移的中間位置的瞬時(shí)速度 不 基礎(chǔ)檢測(cè) 2015年廣東廣州一模 小球沿斜面做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 在A位置開始計(jì)時(shí) 連續(xù)相等時(shí)間t內(nèi)記錄到小球位置如圖1 2 1 所示 d1 d2 d3分別為位置B C D到A的距離 則 圖1 2 1 答案 C 考點(diǎn)1勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用 重點(diǎn)歸納 解題的基本思路 對(duì)于物體的直線運(yùn)動(dòng) 畫出物體的運(yùn)動(dòng)示意圖 分析物體運(yùn)動(dòng)過程 找出相應(yīng)規(guī)律是解題的關(guān)鍵 的位移 實(shí)質(zhì)上就是2 2 5s內(nèi)的位移 x at 2 0 5m 典例剖析 例1 2015年山西四校聯(lián)考 以36km h的速度沿平直公路行駛的汽車 遇障礙物剎車后獲得大小為a 4m s2的加速度 剎車后第3s內(nèi) 汽車走過的路程為多少 思維點(diǎn)撥 剎車類問題 指勻減速到速度為零后即停止運(yùn)動(dòng) 加速度a突然消失 求解時(shí)要注意確定其實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間 解 由v at可得t 2 5s時(shí) 汽車停止運(yùn)動(dòng) 則第3s內(nèi) 備考策略 求解剎車到停止的勻減速運(yùn)動(dòng)問題 常常把剎車過程看成是反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)來處理 考點(diǎn)練透 1 2015年湖北重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考 如圖1 2 2所示 小滑塊在較長(zhǎng)的固定斜面頂端 以初速度v0 2m s 加速度a 2m s2沿斜面加速向下滑行 在到達(dá)斜面底端前1s內(nèi) 滑塊所滑過的 距離為 715 L 其中L為斜面長(zhǎng) 求 滑塊在斜面上滑行的時(shí)間t 和斜面的長(zhǎng)度L 圖1 2 2 解 由題意有 a 2m s2 v0 2m s 設(shè)物體從A到B的時(shí)間為t1 運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度為v1 聯(lián)立得t1 2s L 15m 小球在斜面上滑行的時(shí)間t t1 1s 3s 2 2014年山東卷 研究表明 一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間 即圖1 2 3甲中 反應(yīng)過程 所用時(shí)間 t0 0 4s 但飲酒會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng) 在某次試驗(yàn)中 志愿者少量飲酒后駕車以v0 72km h的速度在試驗(yàn)場(chǎng)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(yùn)動(dòng) 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(shí)間 2 飲酒使志愿者的反應(yīng)時(shí)間比一般人增加了多少 甲乙圖1 2 3解 1 設(shè)減速過程汽車加速度的大小為a 所用時(shí)間為t 由題可得初速度v0 20m s 末速度vt 0 位移s 25m 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 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(shí)間為t 反應(yīng)時(shí)間的增加量為 t 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得L v0t s t t t0 聯(lián)立 式 代入數(shù)據(jù)得 t 0 3s 考點(diǎn)2應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論解題 除了基礎(chǔ)回顧中講到的推論 勻變速直線運(yùn)動(dòng)還有初速度 為零以下推論 1 做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體 如果初速度為零 那么公式 重點(diǎn)歸納 2 由以上各式可以方便地得到初速度為零的勻加速直線 運(yùn)動(dòng)各物理量間的比例關(guān)系 前1s 前2s 前3s 內(nèi)的位移之比為1 4 9 第1s 第2s 第3s 內(nèi)的位移之比為1 3 5 第1s末 第2s末 第3s末 的速度之比為 1 2 3 典例剖析例2 運(yùn)行著的汽車制動(dòng)后做勻減速直線滑行 經(jīng)3 5s停止 則它在制動(dòng)開始后的1s內(nèi) 2s內(nèi) 3s內(nèi)通過的位移之比 為 A 1 3 5C 1 2 3 B 3 5 6D 4 5 7 思維點(diǎn)撥 用逆向思維法 把汽車減速過程逆向看成是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程 解析 設(shè)汽車從 起制動(dòng) 1s末到A 2s末到B 3s末到C 最后停在D 這個(gè)運(yùn)動(dòng)的逆過程可看成反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 加速度的大小不變 將3 5s分為7個(gè)0 5s 那么 從D逆過來在連續(xù)7個(gè)0 5s的位移之比為1 3 5 7 9 11 13 sCB為逆向的第2和第3個(gè)0 5s的位移之和 sBA為逆向的第4和第5個(gè)0 5s的位移之和 sAO為逆向的第6和第7個(gè)0 5s的位移之和 則sCB sBA sAO 3 5 7 9 11 13 8 16 24 所以得到汽車從O起在1s內(nèi) 2s內(nèi) 3s內(nèi)位移之比sOA sOB sOC 24 40 48 3 5 6 答案 B 考點(diǎn)練透 3 2014年廣東珠海摸底 質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移s與時(shí)間t的關(guān)系為s 5t t2 各物理量均采用國(guó)際單位制單位 則該質(zhì) 點(diǎn) A 第1s內(nèi)的位移是5mB 前2s內(nèi)的平均速度是6m sC 任意相鄰1s內(nèi)的位移差都是1mD 任意1s內(nèi)的速度增量都是2m s由題給關(guān)系可得質(zhì)點(diǎn)做初速度v0 5m s 加速度a 2m s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 再應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式及推論解題 答案 D 4 多選 2015年河北正定中學(xué)模擬 如圖1 2 4所示 一小滑塊沿足夠長(zhǎng)的斜面以初速度v向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 依次經(jīng)A B C D到達(dá)最高點(diǎn)E 已知AB BD 6m BC 1m 滑塊從A到C和從C到D所用的時(shí)間都是2s 設(shè)滑塊經(jīng)C時(shí) 的速度為vC 則 圖1 2 4A 滑塊上滑過程中加速度的大小為0 5m s2B vC 6m sC DE 3mD 從D到E所用時(shí)間為4s 解析 據(jù)題意 由于滑塊向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 則有 xCD xAC aT2 則a 0 5m s2 故A選項(xiàng)正確 據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí) 可得xDE xCE xCD 4m 故C選項(xiàng)錯(cuò)誤 據(jù)逆向分析有 xDE atED 則tED 4s 所以選項(xiàng)D正確 答案 AD 方法1 勻變速直線運(yùn)動(dòng)解題的數(shù)學(xué)方法 勻變速直線運(yùn)動(dòng)解題常用的數(shù)學(xué)方法有 1 基本公式法公式主要包括勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式 速度與時(shí)間公式 位移與時(shí)間公式等 重要推論 這些公式是最基本的 其他推論 公式都是從這些基本公式中得來的 因此 該類型的任何題目 使用一般公式法循序漸進(jìn)地利用各種已知或隱含的條件列出方程 最后都能解答出來 當(dāng)對(duì)題目毫無頭緒 無法展開時(shí) 可用此方法 2 重要推論法 1 中間時(shí)刻速度 平均速度法 有些題目應(yīng)用平均速度公式 可以避免常規(guī)解法中列出的含有t2的復(fù)雜式子 從而簡(jiǎn)化解題過程 提高解題效率 該方法的優(yōu)點(diǎn)是無需觀察具體細(xì)節(jié) 無需涉及時(shí)間變量 只要知道始末速度和位移或加速度 就可求出相應(yīng)的量 這個(gè)式子其實(shí)是變形的功能定理簡(jiǎn)化式 3 巧用 s aT2 對(duì)一般的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題 若出現(xiàn)連續(xù)相等的時(shí)間間隔問題 應(yīng)優(yōu)先考慮用 s aT2求解 該公式是個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用推論 3 比例法 對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)與末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng) 都可以利用初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系求解 4 圖象法等 詳細(xì)請(qǐng)參考本專題第4講 例3 為了測(cè)定一輛電動(dòng)汽車的加速性能 研究人員駕駛汽車沿平直公路從標(biāo)桿O處由靜止啟動(dòng) 依次經(jīng)過A B C三處標(biāo)桿 如圖1 2 5所示 已知AB間的距離為x1 BC間的距離為x2 測(cè)得汽車通過AB段與BC段所用的時(shí)間相等 將汽車的運(yùn)動(dòng)過程視為勻加速直線行駛 求標(biāo)桿O與標(biāo)桿A的距離 圖1 2 5 審題突破 本題的意圖在于考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律 審題時(shí)一定要注意物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 這樣才能選擇正確的規(guī)律 再注意到 汽車通過AB段與BC段所用的時(shí)間相等 這一條件 也可以利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論快速求解 解 畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖 如圖1 2 6所示 圖1 2 6 解法一 基本公式法 設(shè)汽車的加速度為a 到達(dá)A點(diǎn)的速度為v0 通過AB段和BC段所用的時(shí)間均為t 則有 解法二 應(yīng)用推論法 設(shè)汽車的加速度為a 到達(dá)B點(diǎn)的速度為vB 通過AB段和BC段所用的時(shí)間都為t 則有 題外拓展 本題看似一道極常規(guī)的試題 卻隱含著玄機(jī) 許多考生因沒有列出足夠多的有效方程或者缺乏計(jì)算技巧而沒有解出最后結(jié)果 在解法一中 由 式得出 然后計(jì)算出A點(diǎn)的速度 計(jì)算方法極妙 然而在考試有限的時(shí)間內(nèi)考生很難想到這么巧妙的計(jì)算方法 解法二則回避了這一難點(diǎn) 更顯靈活 通過此例題我們能夠受到啟發(fā) 任何題目的考查都是有目的的 善于揣摩命題人的考查意圖 就會(huì)給審題和選擇解題方法指明方向 從而使解題更加方便快捷 觸類旁通 1 2015年河南信陽模擬 中國(guó)首架空客A380大型客機(jī)在最大重量的狀態(tài)下起飛需要滑跑距離約為3000m 著陸距離大約為2000m 設(shè)起飛滑跑和著陸時(shí)都是勻變速運(yùn)動(dòng) 起飛時(shí)速度是著陸時(shí)速度的1 5倍 則起飛滑跑時(shí)間和著陸滑跑時(shí)間之 比是 A 3 2C 1 2 B 1 1D 2 1 答案 B 2 從斜面上某一位置每隔0 1s釋放一顆小球 在連續(xù)釋放幾顆后 對(duì)斜面上正在運(yùn)動(dòng)著的小球拍下部分照片 如圖1 2 7所示 現(xiàn)測(cè)得xAB 15cm xBC 20cm 已知小球在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 且加速度大小相同 1 求小球的加速度 2 求拍攝時(shí)B球的速度 3 D C兩球相距多遠(yuǎn) 4 A球上面正在運(yùn)動(dòng)著的小球共有幾顆 圖1 2 7 則B球上面正在運(yùn)動(dòng)著的小球共有3顆 A球上面正在運(yùn)動(dòng)著的小球共有2顆 方法2 新角度觀察物理過程的應(yīng)用 新角度觀察物理過程主要是區(qū)別我們平時(shí)的 習(xí)慣性的 包括時(shí)間順序 位置參考系等習(xí)慣 角度觀察物理過程 比如逆向思維通過將整個(gè)物理過程倒置來思考 巧選參考系不以平時(shí)題中所說的靜止的物體為參考系 而是選擇對(duì)研究更合適的運(yùn)動(dòng)的物體為參考系 對(duì)稱法采用一個(gè)性質(zhì)相互對(duì)稱的參考點(diǎn)將物理過程對(duì)稱分析 守恒法則是通過整體而非細(xì)節(jié)來分析 物理過程有很多可逆性 對(duì)稱性 相對(duì)平移守恒性 如參考系的任意選擇 因此可以根據(jù)需要選擇最好的角度去分析物理過程 不要將思維限定在一個(gè)地方上 1 逆向思維法 對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 有很多推論可以直接應(yīng)用 因此如果物體做末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng) 則可以看成是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 所有對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的推論就可以應(yīng)用了 2 巧選參考系法 在涉及運(yùn)動(dòng)的題目中 嘗試用選取各個(gè)不同的參考系來解題 能找到一個(gè)非常合適的參考系 使得解題方便快捷 訓(xùn)練方法就是嘗試用各個(gè)特別的參考系求解 培養(yǎng)該方法的直覺 3 假設(shè)物理過程法 通過假設(shè)一個(gè)物理過程來解題 該過 程滿足終始條件 4 對(duì)稱法 守恒法 詳細(xì)請(qǐng)參考本專題第3講 等 例4 做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到靜止的物體 在最后三個(gè)連 續(xù)相等的運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)通過的位移比是 A 1 3 5C 1 4 9 B 5 3 1D 9 4 1 審題突破 注意到 勻減速 和 靜止 以及 連續(xù)相等的時(shí)間 等關(guān)鍵詞 運(yùn)用逆向思維 把物體看成是從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)用勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解題即可 解析 初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)開始的三個(gè)連續(xù)相等的運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)通過的位移比為1 3 5 如果把這題中的運(yùn)動(dòng)倒過來逆著時(shí)間順序考慮 可用上初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 則可解得答案為5 3 1 答案 B 同類延伸 高中階段我們碰到的逆向思維問題很多 如奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng) 就是從小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)推出周圍存在磁場(chǎng)進(jìn)而發(fā)現(xiàn)電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng) 法拉第在此基礎(chǔ)上運(yùn)用逆向思維 電可以生磁 磁也可以生電 從而得出法拉第電磁感應(yīng)定律的 又如力的合成和分解 運(yùn)動(dòng)的合成和分解等概念 若能恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行 由此及彼 再由彼及此 的思考 提出相反的思路 就能幫助建立雙向聯(lián)結(jié) 知識(shí)就容易得到引伸和擴(kuò)充 技能就會(huì)產(chǎn)生積極的遷移 觸類旁通 3 2015年河南鄭州模擬 如圖1 2 8所示 在水平面上固定著三個(gè)完全相同的木塊 一子彈以水平速度射入木塊 若子彈在木塊中做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)穿透第三個(gè)木塊時(shí)速度恰好為零 則子彈依次射入每個(gè)木塊時(shí)的速度比和穿過每個(gè)木塊所 用時(shí)間比正確的是 圖1 2 8 答案 D 4 2015年呼和浩特段考 在以速度v勻速上升的電梯內(nèi)豎直向上拋出一個(gè)小球 電梯內(nèi)觀察者看見小球經(jīng)時(shí)間t達(dá)到最 高點(diǎn) 不計(jì)空氣阻力 則有 A 地面上的人所見小球拋出時(shí)的速度為v0 gtB 電梯中的人看見小球拋出時(shí)的速度為v0 gtD 地面上的人看見小球上升的時(shí)間也為t C 地面上的人看見小球上升的最大高度為h gt2 解析 以電梯為參考系 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 電梯中的人看 見小球拋出時(shí)的速度為v0 gt 選項(xiàng)B正確 以地面為參考系 地面上的人看見小球拋出時(shí)的速度為gt v 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 電 梯中的人看到小球的速度為零 只是小球的速度與電梯的速度 相同 實(shí)際上小球此時(shí)相對(duì)地面的速度為v 電梯中的人看到小球上升的最大高度等于gt2 上升的時(shí)間為t 地面上的人看 見小球上升的最大高度大于gt2 上升時(shí)間大于t 選項(xiàng)C D 錯(cuò)誤 答案 B 易錯(cuò)點(diǎn)剎車陷阱例5 汽車以20m s的速度做勻速運(yùn)動(dòng) 某時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)做勻減速運(yùn)動(dòng) 加速度大小為5m s2 則它關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后通 過s 37 5m所需的時(shí)間為 A 3s B 4s C 5s D 6s 0 v0 20 正解分析 因?yàn)槠嚱?jīng)過t0 a 5 s 4s已經(jīng)停止 運(yùn)動(dòng) 4s后位移公式已不適用 故t2 5s應(yīng)舍去 即正確答案只有A選項(xiàng) 指點(diǎn)迷津 汽車的剎車過程可看作勻減速運(yùn)動(dòng) 但它不同于一般的勻變速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)汽車的速度減為零后 它就停止運(yùn)動(dòng) 不能繼續(xù)減速 也不能再返回來 所以在解剎車問題時(shí) 一定要注意分析汽車停下需要多長(zhǎng)時(shí)間 再?zèng)Q定求解采用的方法 步驟 不能亂套公式 觸類旁通 5 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(gè)2s內(nèi)的位移與最后一個(gè)2s內(nèi)的位移之比為3 2 設(shè)卡車做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 則剎車后4s內(nèi)卡車通 過的距離是 A 2 5m B 4m C 12m D 12 5m 答案 D