（江浙選考1）2020版高考物理總復習 第二章 勻變速直線運動的研究 第2講 勻變速直線運動的研究課件.ppt

第2講勻變速直線運動的研究,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,勻變速直線運動及規(guī)律 核心知識整合 1.基本規(guī)律 (1)速度公式:。 (2)位移公式:。 (3)位移、速度關系式:。 2.勻變速直線運動的兩個重要推論 (1)物體在一段時間內的平均速度等于在這段時間中間時刻的瞬時速度,還等于初、末時刻速度矢量和的一半,公式:。 (2)任意兩個連續(xù)相等的時間間隔T內的位移之差為一恒量,即:x=x2-x1=x3-x2=xn-xn-1=。,v=v0+at,aT2,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,關鍵能力提升 命題點一基本公式的應用 【例1】 一輛汽車在平直公路上做剎車實驗,0時刻起,汽車運動過程的位移與速度的關系式為x=(10-0.1v2)m,下列分析正確的是() A.上述過程的加速度大小為10 m/s2 B.剎車過程持續(xù)的時間為5 s C.0時刻的初速度為10 m/s D.剎車過程的位移為5 m,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,【例2】 (2018浙江杭州預測)小劉駕駛著汽車以43.2 km/h的速度勻速行駛,看到前面十字路口閃爍的綠燈倒計時只有4 s了,他果斷踩剎車,假設汽車做勻減速直線運動,加速度大小為3 m/s2,則剎車開始6 s后汽車的位移是() A.18 mB.24 m C.31.1 mD.211.2 m,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,方法技巧解答運動學問題的基本思路 畫過程示意圖判斷運動性質選取正方向選公式列方程解方程并討論 1.恰當選用公式。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,2.運動學公式中正、負號的規(guī)定。 直線運動可以用正、負號表示矢量的方向,一般情況下,規(guī)定初速度v0的方向為正方向,與初速度同向的物理量取正值,與初速度反向的物理量取負值,當v0=0時,一般以加速度a的方向為正方向。 3.對于剎車問題應先判斷車停下所用的時間,再選擇合適的公式求解。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,命題點二逆向思維法 【例3】 一旅客在站臺8號車廂候車線外候車,若動車一節(jié)車廂長25米,動車進站時可以看作勻減速直線運動。他發(fā)現第6節(jié)車廂經過他時用了4 s,動車停下時旅客剛好在8號車廂門口,如圖所示。則該動車的加速度大小約為 () A.2 m/s2B.1 m/s2 C.0.5 m/s2D.0.2 m/s2,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,【例4】 質點做勻減速直線運動,在第1 s內位移為6 m,停止運動前的最后1 s內位移為2 m。求: (1)質點運動的加速度大小; (2)在整個減速運動過程中質點的位移大小; (3)整個減速過程共用多少時間。 思路點撥對于單向勻減速到停止的直線運動,可看作初速度為零的反向勻加速直線運動,就是我們常說的逆向思維法,即把運動過程的“末端”作為“初態(tài)”來反向研究問題的方法。,答案:(1)4 m/s2(2)8 m(3)2 s,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,命題點三平均速度公式的應用 【例5】 物體以20 m/s的速度從坡底沖上一足夠長的斜坡,當它返回坡底時的速度大小為16 m/s。已知上坡和下坡兩個階段物體均沿同一直線做勻變速直線運動,但上坡和下坡的加速度不同。則物體上坡和下坡所用的時間之比為() A.45B.54 C.23D.32,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,【例6】 短跑運動員在某次百米賽跑中測得5秒末的速度為9.0 m/s,10秒末到達終點的速度為10.2 m/s,則下列說法正確的是() A.在前5秒內運動員的平均速度為4.5 m/s B.在后5秒內運動員的平均速度為9.6 m/s C.在本次百米賽跑中運動員的平均速度為10.0 m/s D.在本次百米賽跑中運動員的平均速度為9.1 m/s,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,自由落體運動 核心知識整合 1.定義:從靜止開始,作用的直線運動。,3.重力加速度g的特點 (1)在同一地點,一切物體的重力加速度都相同,方向均為豎直向下。 (2)在地球上其大小隨地理緯度的增加而增大,在赤道上最小,兩極處最大。,只受重力,勻加速,v2=2gh,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,關鍵能力提升 命題點一某一段平均速度約等于瞬時速度 【例7】 一個小石子從離地某一高度處由靜止自由落下,某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB,照片中軌跡的長度為2 mm,照片長度的比例尺為110。已知曝光時間為0.001 s,則小石子出發(fā)點離A點的距離大約為(g取10 m/s2)() A.6.5 mB.10 m C.20 mD.45 m,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,規(guī)律總結由于AB段的運動時間很短,我們可以用AB段的平均速度來代替A點的瞬時速度,由此來計算下降的高度就很容易了,通過本題一定要掌握這種近似的方法。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,【例8】 如圖所示,某活動小組利用如圖裝置測當地重力加速度。鋼球自由下落過程中,用通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度;測出鋼球的直徑D、鋼球擋住兩光電門的時間tA、tB及兩光電門間的距離h。則當地的重力加速度g為(),答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,命題點二自由落體運動的理解 【例9】 (2018浙江桐鄉(xiāng)教學測試)浙江省長興縣十里銀杏長廊景區(qū)古銀杏眾多。某次游客小朱發(fā)現一片手掌大小的樹葉正好從離水平地面高約3 m的樹枝上飄落。這片樹葉從樹枝開始下落到地面上的時間可能是() A.0.4 sB.0.6 s C.0.8 sD.3 s,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,易錯提醒分析物體是否是自由落體運動,如樹葉、乒乓球等輕質物體下落不能看作自由落體運動,這類物體下落時空氣阻力不能忽略,加速度小,落地時間長。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,命題點三自由落體運動的一段運動 【例10】 屋檐隔一定時間滴下一滴水,當第5滴水正欲滴下時,第1滴水剛好落到地面,而第3滴水與第2滴水分別位于高1 m的窗子的上、下沿,如圖所示。g取10 m/s2,則此屋檐離地面的距離為 () A.3.2 m B.3.0 m C.2.5 m D.2.2 m,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,方法技巧從釋放點開始計算兩段自由落體的差值,可以方便快捷計算這類題目。若題目給出的已知條件都是自由落體運動的一部分物理量,從釋放點列方程會比較方便。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,【例11】 比薩斜塔是世界建筑史上的一大奇跡。如圖所示,已知斜塔第一層離地面的高度h1=6.8 m,為了測量塔的總高度,在塔頂無初速度釋放一個小球,小球經過第一層到達地面的時間t1=0.2 s,重力加速度g取10 m/s2,不計空氣阻力。 (1)求小球下落過程中,通過第一層的平均速度大小; (2)求斜塔的總高度h。,答案:(1)34 m/s(2)61.25 m,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,勻變速直線運動的圖象 核心知識整合 1.x-t圖象 (1)物理意義:反映了做直線運動的物體的位移隨時間變化的規(guī)律。 (2)斜率意義: 圖線上某點切線的斜率的大小表示 。 切線斜率的正負表示。,物體速度的大小,物體速度的方向,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,2.v-t圖象 (1)物理意義:反映了做直線運動的物體的速度隨時間變化的規(guī)律。 (2)斜率意義: 圖線上某點切線的斜率的大小表示物體。 圖線上某點切線的斜率的正負表示物體。 (3)圖線與時間軸圍成的面積意義: 圖線與時間軸圍成的面積表示相應時間內的。 若圖線與時間軸圍成的面積在時間軸的上方,則表示這段時間內的位移方向為正方向;若圖線與時間軸圍成的面積在時間軸的下方,則表示這段時間內的位移方向為負方向。,加速度的大小,加速度的方向,位移,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,關鍵能力提升 命題點一通過運動圖象解決問題 【例12】 (2018年3月浙江溫州普通高中選考適應性測試)甲、乙、丙三個物體同時同地出發(fā),6 s末同時到達同一目的地,它們運動的位移時間圖象如圖所示,則關于三者的路程s和位移大小x關系正確的是() A.s甲s丙=s乙B.s甲s丙s乙 C.x甲x丙x乙D.x甲=x丙x乙,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,【例13】 (2018浙江杭州預測)如圖所示為一質點做直線運動的v-t圖象,下列說法正確的是() A.BC段和CD段的運動方向相同 B.CD段和DE段的加速度方向不同 C.18 s末質點離出發(fā)點最遠 D.前5 s質點通過的位移是25 m,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,命題點二根據已知條件畫出運動圖象 【例14】 一輛汽車從車站以初速度為0勻加速直線開出一段時間之后,司機發(fā)現一乘客未上車,便緊急剎車做勻減速運動,從啟動到停止一共經歷t=10 s,前進了15 m,在此過程中,汽車的最大速度為() A.1.5 m/sB.3 m/s C.4 m/sD.無法確定 思路點撥勻變速直線運動中三個基本公式中,均涉及4個物理量,首先分析已知條件,如果已知初速度v0,末速度v,加速度a,時間t,位移x中的3個,可以選用三個基本公式之一進行求解;若不足3個已知條件,挖掘條件,如“由靜止出發(fā)”代表初速度為0,“減速到停止”代表末速度等于0。如已知物理量不足3個可采用v-t圖象的方法,利用圖線與t軸所圍的面積表示物體的位移進行求解。,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,多過程勻變速直線運動問題 核心知識整合 對于多過程勻變速直線運動問題的分析要注意以下幾點。 (1)準確選取研究對象,根據題意畫出物體在各階段的運動示意圖,直觀呈現物體的運動過程。 (2)明確物體在各過程的運動性質,找出題目給出的已知量、待求量以及中間量。 (3)合理選取運動學公式,列出物體在各階段的運動方程,同時列出物體各階段間的關聯方程。 (4)解題時要開闊思路,通過分析、對比,根據已知條件和題目特點適當地拆分、組合運動過程,選取最簡捷的解題方法。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,關鍵能力提升 命題點多過程勻變速直線運動問題 【例15】 如圖所示是上海中心大廈,小明乘坐大廈快速電梯,從底層到達第119層觀光平臺共用時55 s。若電梯先以加速度a1做勻加速運動,達到最大速度18 m/s,然后以最大速度勻速運動,最后以加速度a2做勻減速運動恰好達到觀光平臺。假定觀光平臺高度為549 m。 (1)若電梯經過20 s勻加速達到最大速度,求加速度a1及上升高度h; (2)求電梯勻速運動的時間。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,思路點撥處理單個物體多運動過程題目的基本方法: 1.畫出物體運動的v-t圖象; 2.找關鍵信息點,如速度、加速度、時間、位移等; 3.分段運用勻變速直線運動的規(guī)律列方程; 4.各段運動交接處的速度大小往往是聯系各段的紐帶。,答案:(1)0.9 m/s2180 m(2)6 s,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 核心知識整合 一、實驗原理圖,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,二、基本實驗要求 1.實驗目的 (1)探究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 (2)測出小車做勻變速直線運動時的加速度。 2.實驗原理 利用打點計時器在紙帶上打出的一系列點,以探究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 3.實驗器材 電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、學生電源、復寫紙等。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,4.實驗步驟 (1)按照實驗原理圖把打點計時器固定在長木板無滑輪的一端,接好電源。 (2)把一細繩系在小車上,細繩繞過滑輪,下端掛合適的鉤碼,紙帶穿過打點計時器,固定在小車后面。 (3)把小車停靠在打點計時器處,接通電源,放開小車。小車在拖著紙帶運動的同時,打點計時器就在紙帶上打下一系列點,斷開電源,更換新紙帶,重復實驗三次。 (4)選擇一條比較理想的紙帶進行測量分析。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,(3)利用v-t圖象求a:求出1、2、3、4、5、6各點的瞬時速度,畫出v-t圖象(如圖),圖象的斜率就是加速度a。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,關鍵能力提升 命題點一實驗原理與操作 【例16】 利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律,所需的器材與操作正確的是() A.學生電源、導線、電火花計時器、小車、鉤碼、一端帶有定滑輪的長木板、帶小鉤的細線、紙帶、刻度尺、坐標紙 B.導線、電磁打點計時器、小車、鉤碼、一端帶有定滑輪的長木板、帶小鉤的細線、紙帶、刻度尺、坐標紙 C.實驗前需要平衡小車受到的阻力;長木板也不能一端高、一端低 D.應選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實驗,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,易錯提醒(1)紙帶、細繩要和木板平行。(2)實驗中應先接通電源(交流電源的電壓及頻率要符合要求),后讓小車運動;實驗完畢應先斷開電源。后取紙帶。(3)在到達長木板末端前應讓小車停止運動,防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,命題點二實驗數據處理 【例17】 在做“研究勻變速直線運動”的實驗時,某同學得到一條用電火花計時器打下的紙帶如圖所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7個計數點,每相鄰兩個計數點間還有4個點圖中沒有畫出,電火花計時器接220 V、50 Hz交流電源。 (1)設電火花計時器的周期為T,計算F點的瞬時速度vF的公式為vF=;,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,(2)他經過測量并計算得到電火花計時器在打B、C、D、E、F各點時物體的瞬時速度如下表。以A點對應的時刻為t=0,試在下圖所示坐標系中合理地選擇標度,作出v-t圖象,并利用該圖象求出物體的加速度a= m/s2。,考點一,考點二,考點三,考點四,實驗,1,2,3,4,1.汽車進行剎車試驗,若速度從8 m/s勻減速至零,需用時間1 s,按規(guī)定速度為8 m/s的汽車剎車后拖行路程不得超過5.9 m,那么上述剎車試驗的拖行路程是否符合規(guī)定() A.拖行路程為8 m,符合規(guī)定 B.拖行路程為8 m,不符合規(guī)定 C.拖行路程為4 m,符合規(guī)定 D.拖行路程為4 m,不符合規(guī)定,B,1,2,3,4,2.(2018浙江11月選考)一輛汽車沿平直道路行駛,其v-t圖象如圖所示。在t=0到t=40 s這段時間內,汽車的位移是() A.0B.30 mC.750 mD.1 200 m,C,1,2,3,4,3.某同學在實驗室做了如圖所示的實驗,鐵質小球被電磁鐵吸附,斷開電磁鐵的電源,小球自由下落,已知小球的直徑為0.5 cm,該同學從計時器上讀出小球通過光電門的時間為1.0010-3 s,g取10 m/s2,則小球開始下落的位置距光電門的距離約為() A.1 mB.1.25 m C.0.4 mD.1.5 m,B,1,2,3,4,4.(2018浙江11月選考)如圖所示為某一游戲的局部簡化示意圖。D為彈射裝置,AB是長為21 m的水平軌道,傾斜直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R=10 m的圓形支架上,B為圓形的最低點,軌道AB與BC平滑連接,且在同一豎直平面內。某次游戲中,無動力小車在彈射裝置D的作用下,以v0=10 m/s的速度滑上軌道AB,并恰好能沖到軌道BC的最高點。已知小車在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍,軌道BC光滑,則小車從A到C的運動時間是() A.5 sB.4.8 s C.4.4 sD.3s,A,