高考物理总复习 专题一 第2讲 匀变速直线运动的规律及应用配套课件.ppt

第2讲 匀变速直线运动的规律及应用考点 1 匀变速直线运动的规律及应用1．匀变速直线运动(1)定义：物体在一条直线上运动，如果在任意相同的时间内______的变化量相同，这种运动就叫做匀变速直线运动．速度加速度(2)特点：________为恒量．(3)分类．①匀加速直线运动：a 与 v 方向______．②匀减速直线运动：a 与 v 方向______．相反相同2．匀变速直线运动的规律(1)速度公式：vt＝v0＋at.(1)以上三个公式只适用于匀变速直线运动．(2)式中的 v0、vt、a、 s 均为矢量，应用时必须先规定正方向(通常以初速度方向为正方向)．(3)以上三个公式涉及五个物理量，只要知道其中三个，就能求出其余三个．【自主检测】1．物体做匀加速直线运动，加速度为 2 m/s2，那么在任意1 s 内()A．物体的末速度一定等于初速度的 2 倍B．物体的末速度一定比初速度大 2 m/sC．物体这一秒的初速度一定比前一秒的末速度大 2 m/sD．物体这一秒的末速度一定比前一秒的初速度大 2 m/s解析：在匀加速直线运动中，加速度为 2 m/s2，表示每秒内速度变化(增加)2 m/s，即末速度比初速度大 2 m/s，并不表示末速度一定是初速度的 2 倍．在任意 1 s 内的初速度就是前 1 s的末速度．物体在任意 1 s 末相对于前 1 s 初已经过 2 s，因此物体这 1 s 的末速度比前 1 s 的初速度大 4 m/s.答案：B2．(2013 年广东卷)某航母跑道长为 200 m，飞机在航母上滑行的最大加速度为 6 m/s2，起飞需要的最低速度为 50 m/s.那么，飞机在滑行前，需要借助弹射系统获得的最小初速度为()A．5 m/sB．10 m/sC．15 m/sD．20 m/s答案：B考点 2 匀变速直线运动的推论及应用1．匀变速直线运动的几个推论 2．初速度为零的匀变速直线运动的特殊推论(1)做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，那么公式(2)由以上各式可以方便地得到初速度为零的匀加速直线运动各物理量间的比例关系．①前 1 s、前 2 s、前 3 s…内的位移之比为 1∶4∶9∶….②第 1 s、第 2 s、第 3 s…内的位移之比为 1∶3∶5∶….③1 s 末、2 s 末、3 s 末…的速度之比为 1∶2∶3∶….④前 1 m、前 2 m、前 3 m…所用时间之比为⑤从静止开始连续通过相等的位移所用的时间之比为【自主检测】3．(双选)做匀加速直线运动的物体，先后经过 A、B 两点)时的速度分别为 v1、v2，则下列结论中正确的是(答案：CD4．(双选，2012 年汕尾模拟)如图 1-2-1 所示，在水平面上固定着三个完全相同的木块，一子弹以水平速度 v 射入木块，若子弹在木块中做匀减速直线运动，当穿透第三个木块时速度恰好为零，则子弹依次射入每个木块时的速度比和穿过每个木块所用时间比分别为()图1-2-1 解析：因为子弹做匀减速运动，且末速度为零，故可以看做反向匀加速直线运动来研究．初速度为零的匀加速直线运动选项 A 错误，B 正确．答案：BD热点 1 匀变速直线运动的规律及应用【例1】(2011 年新课标卷)甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变．在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半．求甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比．思路导引：先把各自运动分成两段，然后应用匀变速直线运动规律和公式解题．[答题规范]解：设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻 t0)的速度为 v，第一段时间间隔内行驶的路程为 s1，加速度为 a，在第二段时间间隔内行驶的路程为 s2.由运动学公式得v＝at0①②③设汽车乙在时刻 t0 的速度为 v′，在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为 s1′、 s2′.同样有v′＝(2a)t0 ④方法技巧：求解匀变速直线运动问题的一般解题步骤：(1)首先确定研究对象，并判定物体的运动性质．(2)分析物体的运动过程，要养成画物体运动示意图的习惯．(3)如果一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，各段交接处的速度往往是联系各段的纽带．(4)运用基本公式或推论等知识进行求解．【触类旁通】1．(2013 年上海卷)一客运列车匀速行驶，其车轮在轨道间的接缝处会产生周期性的撞击．坐在该客车中的某旅客测得从第 1 次到第 16 次撞击声之间的时间间隔为 10.0 s．在相邻的平行车道上有一列货车，当该旅客经过货车车尾时，火车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动．该旅客在此后的20.0 s 内，看到恰好有 30 节货车车厢被他连续超过．已知每根轨道的长度为 25.0 m，每节货车车厢的长度为 16.0 m，货车车厢间距忽略不计．求：(1)客车运行速度的大小．(2)货车运行加速度的大小．解：(1)设连续两次撞击轨道的时间间隔为Δt，每根轨道的长度为 l，则客车的速度为 v＝ lΔt其中 l＝25.0 m，Δt＝10.016－1s解得 v＝37.5 m/s.(2)设从货车开始运动后 t＝20.0 s 内客车行驶的距离为 s1，货车行驶的距离为s2，货车的加速度为a, 30 节货车车厢的总长度为 L＝30×16.0 m由运动学公式有 s1＝vt由题意，有 L＝s1－s2联立解得 a＝1.35 m/s2.热点 2 用思维转化法处理匀变速直线运动问题方法简介：在运动学问题的解题过程中，若按正常解法求解有困难时，往往可以通过变换思维方式，使解答过程简单明了．在直线运动问题中常见的思维转化方法有：将“多个物体的运动”转化为“一个物体的运动”；将“非同一地点出发”转化为“同一地点出发”；将末速度为零的匀减速直线运动通过逆向思维转化为初速度为零的匀加速直线运动；将平均速度转化为中间时刻的速度；将位置变化转化为相对运动等．【例 2】(2013 年宝鸡检测)相同的小球从斜面的某一位置每隔 0.1 s 释放一颗，连续放了几颗后，对斜面上正运动着的小球拍下部分照片，如图 1-2-2 所示，现测得 AB＝15 cm，BC＝20 cm，已知小球在斜面上做加速度相同的匀加速直线运动(初速度为零)，求：图 1-2-2(1)各球的加速度的大小．(2)拍片时，A 球上方正运动的球有几个？思路导引：将“多个小球的位置”转化为“一个小球运动运动过程中经历的不同位置”．[答题规范]解：(1)每个小球的运动都是重复的，所以对所拍的照片上的球可以认为是一个球在不同时刻的位置由Δs＝at2可得vB＝at，得 t＝0.35 s，则 A 运动了 0.25 s，故 A 之上还有2 个小球，它们运动的时间分别为 0.15 s，0.05 s.拓展提升：本题也可以抓住Δs＝at2，实际上小球间距组成一个等差数列．从 AB 球开始推导上面的两个小球间距应该为10 cm，再上面的两个球间距应该为 5 cm，所以有两个小球．【触类旁通】2．(2013 年云南玉溪一中质检)一名观察者站在站台边，火车进站从他身边经过，火车共 10 节车厢，当第 10 节车厢完全经过他身边时，火车刚好停下．设火车做匀减速直线运动且每节车厢长度相同，则第 8 节和第 9 节车厢从他身边经过所用时)间的比值为(解析：运用逆向思维，将火车的运动看成反方向的初速度为零的匀加速运动，由初速度为零的匀加速运动相同位移的时间关系可知选项 D 正确．答案：D热点 3 刹车陷阱【例 3】汽车以 20 m/s 的速度做匀速运动，某时刻关闭发动机而做匀减速运动，加速度大小为 5 m/s2，则它关闭发动机后通过 s＝37.5 m 所需的时间为()A．3 sB．4 sC．5 sD．6 s0－v0 －20易错提醒：只顾运用公式，忽视了汽车刹车最终是要停下的．设初速度方向为正方向，则 v0＝20 m/s，a＝－5 m/s2，s＝＝3 s，t2＝5 s．即 A、C 选项正确．正确解析：因为汽车经过t0＝＝a －5s＝4 s 已经停止运动，4 s 后位移公式已不适用，故t2＝5 s 应舍去，即正确答案只有 A 选项．答案：A拓展提升：许多物理问题来自日常生活，不论物理过程如何，其结果一定要符合实际．因此，得出结果后要对照实际情况作出判定，这里的“刹车陷阱”就是一个典型的例子．汽车的刹车过程可看做匀减速运动，但它不同于一般的匀变速运动，当汽车的速度减为零后，它就停止运动，不能继续减速，也不能再返回来，所以在解刹车问题时，一定要注意分析汽车停下需要多长时间，再决定求解采用的方法、步骤，不能乱套公式．【触类旁通】3．以速度为 10 m/s 匀速运动的汽车在第 2 s 末关闭发动机，以后做匀减速直线运动，第 3 s 内平均速度是 9 m/s，则汽车加速度是多少？汽车在 10 s 内的位移是多少？解：由题意知，第 2.5 s 末的速度等于第 3 s 内的平均速度，即 v2.5＝9 m/s.再由 vt＝v0＋a(t－2)得汽车的加速度为a＝vt－v0t－2＝9－102.5－2m/s2＝－2 m/s2。