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1、2022年高三物理 第4課時 第1章 直線運動之圖象教案 新人教版必修1
第1章 直線運動之圖象
一、 知識要點
圖象的斜率表示速度,截距表示初位置,與t軸的交點表示回到原點,兩圖線的交點表示兩物體相遇。圖象不表示運動軌跡。
圖象的斜率表示加速度a,圖象的“面積”表示位移X。截距表示初速度,與t軸的交點表示回速度為0, 兩圖線的交點表示兩物體速度相等。
圖象的“面積”表示速度v.
上圖如是x-t圖象,0-2s表示勻速運動,速度為5m/s(斜率),2-6s表示靜止,6-8s表示反方向勻速運動,8s末到達出發(fā)點,8-10s表示繼續(xù)反方向勻速運動。
上圖如是v-t圖象,0-2s
2、表示勻加速運動,速度為5m/s2(斜率),2-6s表示勻速運動,6-8s表示勻減速運動,8s末速度為0,8-10s表示反方向勻加速運動。
二、 題型歸納
1. 識圖(讀圖)
例1.(xx上海物理)18.如圖為質量相等的兩個質點在同一直線上運動的圖像,由圖可知
(A)在時刻兩個質點在同一位置
(B)在時刻兩個質點速度相等
(C)在時間內質點比質點位移大
(D)在時間內合外力對兩個質點做功相等
例1.(上海物理)18.答案:BCD
解析:首先,B正確;根據(jù)位移由圖像中面積表示,在時間內質點B比質點A位移大,C正確而A錯誤;根據(jù)動能定理,合外力對質點做功等于動能的變化,D正確
3、;本題選BCD。
本題考查圖象的理解和動能定理。對D,如果根據(jù)W=Fs則難判斷。
2. 作圖(畫圖)
例2.(xx全國卷1)24.汽車由靜止開始在平直的公路上行駛,0 ~60s內汽車的加速度隨時間變化的圖線如圖所示。
⑴畫出汽車在0~60s內的v-t圖線;
⑵求在這60s內汽車行駛的路程。
例2.(全國卷1)24.【答案】⑴速度圖像如圖。⑵900m
【解析】由加速度圖像可知前10s汽車勻加速,后20s汽車勻減速恰好停止,因為圖像的面積表示速度的變化,此兩段的面積相等。最大速度為20m/s。所以速度圖像為圖。然后利用速度圖像的面積求出位移。
⑵汽車運動的面積為勻加速、
4、勻速、勻減速三段的位移之和。
m。
3. 做圖輔助解題
例3.(xx新課標卷)24.(14分)短跑名將博爾特在北京奧運會上創(chuàng)造了100m和200m短跑項目的新世界紀錄,他的成績分別是9.69s和l9.30s.假定他在100m比賽時從發(fā)令到起跑的反應時間是0.15s,起跑后做勻加速運動,達到最大速率后做勻速運動.200m比賽時,反應時間及起跑后加速階段的加速度和加速時間與l00m比賽時相同,但由于彎道和體力等因素的影響,以后的平均速率只有跑l00m時最大速率的96%.求:
(1)加速所用時間和達到的最大速率。
(2)起跑后做勻加速運動的加速度。(結果保留兩位小數(shù))
例3.(新課標卷)
5、24.[解析]
(1)加速所用時間t和達到的最大速率v,
,
聯(lián)立解得:,
(2)起跑后做勻加速運動的加速度a,
,解得:。
三、 例題解析
例4.(xx全國1卷第23題).(14分)
已知O、A、B、C為同一直線上的四點、AB間的距離為l1,BC間的距離為l2,一物體自O點由靜止出發(fā),沿此直線做勻速運動,依次經過A、B、C三點,已知物體通過AB段與BC段所用的時間相等。求O與A的距離.
解析法:
圖象法:
例5.(xx年高考全國1卷23題).(15分)甲、乙兩運動員在訓練交接棒的過程中發(fā)現(xiàn):甲經短距離加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙從起跑后到接棒前的運
6、動是勻加速的。為了確定乙起跑的時機,需在接力區(qū)前適當?shù)奈恢迷O置標記。在某次練習中,甲在接力區(qū)前S0=13.5m處作了標記,并以V=9m/s的速度跑到此標記時向乙發(fā)出起跑口令。乙在接力區(qū)的前端聽到口令時起跑,并恰好在速度達到與甲相同時被甲追上,完成交接棒。已知接力區(qū)的長度為L=20m。
求:(1)此次練習中乙在接棒前的加速度a;
(2)在完成交接棒時乙離接力區(qū)末端的距離。
教學法: 23.(1)在甲發(fā)出口令后,甲乙達到共同速度所用時間為:
在這段時間內甲、乙的位移分別為S1和S2,則
7、
聯(lián)立、、、式解得:,。
(2)在這段時間內,乙在接力區(qū)的位移為:,。
完成交接棒時,乙與接力區(qū)末端的距離為
圖象法:
例6.一跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起,舉雙臂直體離開臺面,此時其重心位于從手到腳全長的中點,躍起后重心升高0.45m達到最高點,落水時身體豎直,手先入水(在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計)從離開跳臺到手觸水面,他可用于完成空中動作的時間是______s。(計算時,可以把運動員看作全部質量集中在重心的一個質點,g取10m/s2,結果保留二位數(shù)
8、)
解析: 運動員的跳水過程是一個很復雜的過程,主要是豎直方向的上下運動,但也有水平方向的運動,更有運動員做的各種動作。構建運動模型,應抓主要因素?,F(xiàn)在要討論的是運動員在空中的運動時間,這個時間從根本上講與運動員所作的各種動作以及水平運動無關,應由豎直運動決定,因此忽略運動員的動作,把運動員當成一個質點,同時忽略他的水平運動。當然,這兩點題目都作了說明,所以一定程度上“建模”的要求已經有所降低,但我們應該理解這樣處理的原因。這樣,我們把問題提煉成了質點作豎直上拋運動的物理模型。
在定性地把握住物理模型之后,應把這個模型細化,使之更清晰??僧嫵鋈鐖D所示的示意圖。由圖可知,運動員作豎直上拋運動,上升高度h,即題中的0.45m;從最高點下降到手觸到水面,下降的高度為H,由圖中H、h、10m三者的關系可知H=10.45m。
由于初速未知,所以應分段處理該運動。運動員躍起上升的時間為:s
從最高點下落至手觸水面,所需的時間為:s
所以運動員在空中用于完成動作的時間約為:=1.7s
圖象法: