专题力和直线运动教案.doc

学习好资料 欢迎下载专题01力和直线运动问题1注意弄清位移和路程的区别和联系位移是表示质点位置变化的物理量，它是由质点运动的起始位置指向终止位置的矢量位移可以用一 根带箭头的线段表示，箭头的指向代表位移的方向，线段的长短代表位移的大小而路程是质点运动路线 的长度，是标量只有做直线运动的质点始终朝着一个方向运动时，位移的大小才与运动路程相等例1、一个电子在匀强磁场中沿半径为 R的圆周运动转了 3圈回到原位置，运动过程中位移大小的最大值和路程的最大值分别是：A. 2R, 2R; B. 2R, 6 n R;C. 2 n R, 2R; D. 0, 6 n R分析与解：位移的最大值应是 2R,而路程的最大值应是 6 n R即B选项正确问题2.注意弄清瞬时速度和平均速度的区别和联系瞬时速度是运动物体在某一时刻或某一位置的速度，而平均速度是指运动物体在某一段时间 At或某段位移x的平均速度，它们都是矢量当 .t > 0时，平均速度的极限，就是该时刻的瞬时速度例2、甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标， 甲车在前一半时间内以速度 Vi做匀速直线运动，后一半时间内以速度 V2做匀速直线运动；乙车在前一半路程中以速度 Vi做匀速直线运动，后一半路程中以速度V2做匀速直线运动，则( )。

A. 甲先到达；B.乙先到达； C.甲、乙同时到达； D.不能确定分析与解：设甲、乙车从某地到目的地距离为2SS,则对甲车有t甲 ；对于乙车有Vi +V2t乙 — — =(Vi V2)S，所以埋 4ViV2 2，由数学知识知(Vi V2)2 - 4ViV2,故t甲

若规定初速度 V）的方向为正方向，则仔细分析“ 1s后速度的大小变为10m/s”这句话，可知1s后物体速度可能是10m/s，也可能是-10m/s,因而有：同向时 Vt —V0 10—4 / 2 a / 2 ° V0 +Vt + 7同向时，ai m/s 6m/s ,Si t=7m・t 1 2反向时，a2 m/s = 14m/s , S2 t - -3m.t 1 2式中负号表示方向与规定正方向相反因此正确答案为 A、D问题4.注意弄清匀变速直线运动中各个公式的区别和联系加速度a不变的变速直线运动是匀变速直线运动，是中学阶段主要研究的一种运动但匀变速直线运 动的公式较多，不少同学感觉到不易记住其实只要弄清各个公式的区别和联系，记忆是不困难的加速度的定义式是"根”，只要记住"a= ——0 ”，就记住了" Vt=V°+at ”；t基本公式是“本”，只要记住“ Vt=v°+aL和“ S =Vt =V0t十丄at2 ”，就记住了“ V =—圧0- ”和2 22推论公式是“枝叶”，一个特征：二aT ，物理意义是做匀变速直线运动的物体在相邻相等时间间隔内位移差相等；二个中点公式：时间中点V = —0 +—t，位移中点2V中点V。

2 M2；三个等时比例式：对于初速度为零的匀加速直线运动有，S : S> : S3……=1:4:9……,S I : S n : S m……=1:3:5……，—1：V2：V3……=1:2:3……；两个等位移比例式：对于初速度为零的匀加速直线运动有，t1： t2： t3： =1: 2： 3： 和屯:t2 :屯 =1: ( 2 -1): ( .3 - .2)例4、•一汽车在平直的公路上以 V0 =20m/s做匀速直线运动，刹车后，汽车以大小为 a = 4m/s2的 加速度做匀减速直线运动，那么刹车后经 8s汽车通过的位移有多大？分析与解：首先必须弄清汽车刹车后究竟能运动多长时间 选V0的方向为正方向，则根据公式-a=° — V0 ,t20srs4这表明，汽车并非在 8s内都在运动，实际运动 5s后即停止所以，将 5s代入位移公式，计算汽车在 8s内 通过的位移即1 2 1 2s = v0t — —at = （20疋 5—一 x 4 x 5 ）m =50m0 2 2 ’不少学生盲目套用物理公式，“潜在假设”汽车在8s内一直运动，根据匀减速直线运动的位移公式可得: 1 2 1 2S = V0t ——at2 = 20 汉 8 ——\4^8= 32m2 2这是常见的一种错误解法，同学们在运用物理公式时必须明确每一个公式中的各物理量的确切含义，深入 分析物体的运动过程。

1例5、物体沿一直线运动，在 t时间内通过的路程为 S,它在中间位置 S处的速度为 Vi,在中间时21刻t时的速度为V2,则V和V2的关系为（）2A .当物体作匀加速直线运动时， V1> V2; B.当物体作匀减速直线运动时， V1> V2;C.当物体作匀速直线运动时， V1=V2； D.当物体作匀减速直线运动时， V1< V20分析与解：设物体运动的初速度为 V未速度为Vt，由时间中点速度公式 V二Vo Vt得V2二Vo Vt2 2V2 +v2 jv2 +v2由位移中点速度公式V中点J 0 2 t得j 0 2 t 0用数学方法可证明，只要Vo"，必有V1>V2；当Vo =Vt，物体做匀速直线运动，必有 V1=V2所以正确选项应为 a、B、Co例6、一个质量为 m的物块由静止开始沿斜面下滑，拍摄此下滑过程得到的同步闪光（即第一次闪光时物块恰好开始下滑）照片如图 1所示•已知闪光频率为每秒10次，根据照片测得物块相邻两位置之间的距离分别为 AB=2.40cm , BC= 7.30cm , CD= 12.20cm , DE= 17.10cm .由此可知，物块经过D点时的速度大小为 m/s ;滑块运动的加速度为 .（保留3位有效数字）分析与解：据题意每秒闪光10次，所以每两次间的时间间隔 T=0.1s,根据图1中间时刻的速度公式得 VD =CE =12.2一17.1 10'm/s =1.46m/s. 2T 0.2CE - AC根据也S "T2 得 CE - AC =a(2T)2，所以 a = CETAC =240m/s2问题5.注意弄清位移图象和速度图象的区别和联系。

运动图象包括速度图象和位移图象，要能通过坐标轴及图象的形状识别各种图象，知道它们分别代表 何种运动，如图 2中的A、B分别为V-t图象 和s-t图象其中：①是匀速直线运动，②是初速度为 零的匀加速直线运动， ③是初速不为零的匀加 °速直线运动，O4是匀减速直线运动同学们要理解图象所代表的物理意义, 注意速度图象和位移图象斜率的物理意义不同，S-t图象的斜率为速度，而 V-t图象的斜率为加速度例7、龟兔赛跑的故事流传至今，按照龟兔赛跑的故事情节，兔子和乌龟的位移图象如图 3所示，下列关于兔子和乌龟的运动正确的是A.兔子和乌龟是同时从同一地点出发的B. 乌龟一直做匀加速运动，兔子先加速后匀速再 加速C. 骄傲的兔子在T4时刻发现落后奋力追赶， 但由 于速度比乌龟的速度小，还是让乌龟先到达预定位移S3D. 在0〜T5时间内，乌龟的平均速度比兔子的平 均速度大分析与解：从图3中看出，0 — Ti这段时间内，兔子没有运动，而乌龟在做匀速运动，所以A选项B选项错；在 T4时刻以后，兔子的速度比乌龟错；乌龟一直做匀速运动，兔子先静止后匀速再静止，所以 的速度大，所以C选项错；在0〜Ts时间内，乌龟位移比兔子的位移大，所以乌龟的平均速度比兔子的平均 速度大，即D选项正确。

例&两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶 ，速度均为V若前车突然以恒定的加速度刹车 ，在它刚停住时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车•已知前车在刹车过程中所行的距离为 s,若要保证两辆车在上述情况中不相撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为 ：（A）s （B）2s （C）3s （D）4s分析与解：依题意可作出两车的 V-t图如图4所示，从图中可以看出两车 在匀速行驶时保持的距离至少应为 2s，即B选项正确例9、一个固定在水平面上的光滑物块， 其左侧面是斜面AB,右侧面 是曲面AC,如图5所示已知AB和AC的长度相同两个小球p、q同时从 A点分别沿AB和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间：A. p小球先到 B. q小球先到C.两小球同时到 D.无法确定分析与解：可以利用 V-t图象（这里的V是速率，曲线下的面积表 示路程s）定性地进行比较在同一个 V-t图象中做出p、q的速率图线，如图6 所示显然开始时q的加速度较大，斜率较大；由于机械能守恒，末速率相同， 即曲线末端在同一水平图线上为使路程相同（曲线和横轴所围的面积相同） ，显然q用的时间较少tq tp例10、两支完全相同的光滑直角弯管 （如图7 所示）现有两只相同小球 a和 a，同时从管口由静止滑下，问谁先从下端的出口掉出？ （假设通过拐角处时无机械能损失）分析与解：首先由机械能守恒可以确定拐角处 V>V2，而两小球到达出口时的速率相等。

又由题意可知两球经历的总路程 s相等由牛顿第二定律，小球的加速度大小a=gsin a，小球a第一阶段的加速度跟小球 a，第二阶段的加速度大小相同（设为ai）；小球a第二阶段的加速度跟小球 a第一阶段的加速度大小相同（设为 a2）,根据图中管的倾斜程度，显然有 ai> a 2根据这些物理量大小的分析，在同一个 V-tttiot2图象中两球速度曲线下所围的面积应该相同，且末状态速度大小也相同（纵坐标相 同）开始时a球曲线的斜率大由于两球两阶段加速度对应相等， 如果同时到达（经历时间为ti）则必然有S1>S2，显然不合理如图 8所示因此有ti< t 2,即卩a球先到问题6.注意弄清自由落体运动的特点自由落体运动是初速度为零、加速度为 g的匀加速直线运动CD例11、 一个物体从塔顶上下落，在到达地面前最后 is内通过的位移是整个位移_ 2分析与解： 设物体下落总时间为t，塔高为h,则:的9/25，求塔高g取10m/s）h Jgt2, （1 _2）h =丄 g（t _1）22 25 21 图9由上述方程解得：t=5s,所以，h =〔gt2 =125m2例12、如图9所示，悬挂的直杆AB长为L1,在其下L2处，有一长为L3的无底圆筒CD,若将悬线剪断, 则直杆穿过圆筒所用的时间为多少？分。