吉林省長(zhǎng)五中高一物理《第7講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)》課件

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1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)是應(yīng)用最多的運(yùn)動(dòng)模型，在高考中每年必考,它通常不是以直接命題的方式進(jìn)行考查,而是將勻變速直線運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)與力、動(dòng)量與能量的綜合題中，考題為計(jì)算題或選擇題，綜合性強(qiáng)、能力要求高.對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的掌握，要求我們要深刻理解這一運(yùn)動(dòng)的三大特點(diǎn)，靈活運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律公式或推論，掌握自由落體運(yùn)動(dòng)與豎直上拋運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律.在解答勻變速直線運(yùn)動(dòng)的習(xí)題時(shí)，要注意運(yùn)動(dòng)量的方向性問題（一般是先規(guī)定一個(gè)正向）；參考系的統(tǒng)一問題；一次往返運(yùn)動(dòng)要盡量使用“整體法”處理；重復(fù)往返運(yùn)動(dòng)要注意“拉直”研究；一定長(zhǎng)度的物體過點(diǎn)可等效為“點(diǎn)沿物體的運(yùn)動(dòng)”；多物運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)跡可等效為“一個(gè)物體在各個(gè)不同時(shí)刻的位置

2、”.1. 2007屆屆湘潭模擬題湘潭模擬題汽車以20 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，剎車后的加速度大小為5 m/s2，那么開始剎車后2 s與開始剎車后6 s汽車通過的位移之比為 ()A. 1 4B. 3 5C. 3 4D. 5 9C2.航空母艦以一定的速度航行，以保證飛能安全起飛，某航空母艦上的戰(zhàn)斗機(jī)起飛時(shí)的最大加速度是a=5.0 m/s2,速度須達(dá)v=50 m/s才能起飛，該航空母艦甲板長(zhǎng)L=160 m,為了使飛機(jī)能安全起飛，航空母艦應(yīng)以多大的速度v0向什么方向航行？【解析】以航空母艦為參考系，則飛機(jī)的初速度為零,位移為L(zhǎng),設(shè)末速度為v1，則據(jù)勻變速直線的規(guī)律可得：v1= =40 m/s.所以

3、v0=v-v1=10 m/s.即航空母艦應(yīng)與飛機(jī)起飛方向相同至少以10 m/s的速度航行.2aL3. 2007屆屆杭州模擬題杭州模擬題一個(gè)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，取重力加速度g=10 m/s2，則 ()A. 物體2秒末的速度為20 m/sB. 物體2秒末的速度為10 m/sC. 物體2秒內(nèi)下落的高度是40 mD. 物體2秒內(nèi)下落的高度是20 mAD4. 一個(gè)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，從某一時(shí)刻開始,在第一個(gè)2 s內(nèi)通過的位移是8 m,在第二個(gè)2 s內(nèi)通過的位移是20 m,求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初速度和加速度.【解析】如下圖所示,設(shè)從質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到位置A時(shí)開始計(jì)時(shí)，s1=8 m,s2=20 m.用速度公式和平均速度

4、的有關(guān)公式，AB段的平均速度 BC段的平均速度=10 m/s,14 m/s,ABsvt2BCsvt23 m/s ,1 m/s.BCABAABvvavvatt5. 一個(gè)人在離地面10 m高處，以40 m/s的初速度豎直上拋一個(gè)物體(g=10 m/s2),下面正確的是 ()A. 4s末物體達(dá)到最高點(diǎn)，2s末物體達(dá)到最大高度的一半B. 4s末物體瞬時(shí)速度為零，2s末物體的速度為初速度的一半C. 4s末物體的加速度為零D. 5s末物體的位移為5 mB勻變速直線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：(1)加速度為恒量;(2)速度均勻變化;(3)任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移之差為恒量.規(guī)律：熟記二個(gè)主要式、三個(gè)導(dǎo)出式、四個(gè)結(jié)論：

5、(1)二個(gè)主要式速度公式:vt=v0+at;位移公式：s=v0t+at2.(2)三個(gè)導(dǎo)出式v -v 2as (位速公式)；s=aT2=恒量；1200(22.tstvvvatvv中時(shí)平均速度公式)2t20(3)四個(gè)結(jié)論：對(duì)于初速為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從t=0開始,存在以下四個(gè)結(jié)論：經(jīng)過T、2T、3TnT時(shí)間的速度之比為v1v2 v3 vn=1 2 3 n；在時(shí)間T、2T、3TnT內(nèi)位移之比為s1s2 s3 sn=1 22 32 n2；連續(xù)的第一個(gè)T內(nèi)、第二個(gè)T內(nèi)、第三個(gè)T內(nèi)第n個(gè)T內(nèi)的位移之比為：s s s sn=1 3 5 (2n-1)；從t=0開始，通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為:t1t2

6、t3tn=1 .( 21)( 32)(1)nn特例：(1)自由落體運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)類型：勻加速直線運(yùn)動(dòng)；加速度為重力加速度g，方向豎直向下.規(guī)律：v=gtv2=2gs.(2)豎直上拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)類型：勻減速直線運(yùn)動(dòng);加速度為重力加速度g,方向豎直向下.該運(yùn)動(dòng)具有時(shí)間、速度的大小的對(duì)稱性.上升的最大高度為h=,落回原處的時(shí)間t=規(guī)律：vt=v0-gt212sgt202vg02vg20.12sv tgt探究點(diǎn)一對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解例1某一物體在水平面上做初速為6 m/s的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為2 m/s2，方向水平向右，下列對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述正確的有（）A. 物體在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)的位移

7、之比為1 3 5B. 物體運(yùn)動(dòng)5 s的位移為55 mC. 運(yùn)動(dòng)過程中某一個(gè)0.5 s內(nèi)的位移比相鄰的前一個(gè)0.5 s內(nèi)的位移增加或減少0.5 m的位移D. 任一段位移的中點(diǎn)位置的速度大于這段時(shí)間的中間時(shí)刻的速度【解析】因?yàn)閟 s s sn=1 3 5 (2n-1)只適用初速為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò);因物體有可能做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，還有位移為5 m的可能性，故B錯(cuò);每經(jīng)過相同的時(shí)間T，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移變化的大小s=aT2=20.52=0.5 m，故C正確;從下圖中的示意圖可知，無(wú)論物體做何種勻變速運(yùn)動(dòng)，均有一段位移的中點(diǎn)位置的速度大于這段時(shí)間中間時(shí)刻的速度的結(jié)論，故D正確.【點(diǎn)評(píng)】畫出運(yùn)動(dòng)

8、示意圖有利于幫助我們?nèi)娣治鲞\(yùn)動(dòng)情景，快速準(zhǔn)確地解答運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)題，我們應(yīng)注意培養(yǎng)這方面的習(xí)慣；若勻變速運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可用整體法處理，但要特別注意選定一個(gè)統(tǒng)一的正方向，用正負(fù)符號(hào)表示各矢量方向.【答案】 CD變式題兩木塊自左向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下木塊每次曝光時(shí)的位置，如下圖所示，連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的,由圖可知()A. 在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同B. 在時(shí)刻t1兩木塊速度相同C. 在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同D. 在時(shí)刻t4和時(shí)刻t5之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同【解析】首先由圖看出：上邊那個(gè)物體相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量，可以判定

9、其做勻變速直線運(yùn)動(dòng);下邊那個(gè)物體明顯的是做勻速運(yùn)動(dòng).由于t2及t5時(shí)刻兩物體位置相同，說明這段時(shí)間內(nèi)它們的位移相等，因此上面木塊在t2到t5時(shí)刻的中間時(shí)刻的即時(shí)速度與下面木塊的速度相等，這個(gè)中間時(shí)刻顯然在t3、t4之間，故C正確.【點(diǎn)評(píng)】判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)可通過相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是否為恒量來(lái)判斷；若為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則任一點(diǎn)的瞬時(shí)速度可通過平均速度求得，而加速度可利用求得.【答案】 C2saT探究點(diǎn)二求加速度與平均速度的方法例2火車進(jìn)站可視為勻減速運(yùn)動(dòng)，在停車前倒數(shù)第3個(gè)5 s內(nèi)、第2個(gè)5 s內(nèi)、第1個(gè)5 s內(nèi)火車行駛的距離分別12.5 m、7.5 m、2.5 m.(1)試用多

10、種方法求出火車運(yùn)動(dòng)的加速度的大小?(2)試用多種方法求出在停車前倒數(shù)第二個(gè)5 s內(nèi)火車運(yùn)動(dòng)的平均速度？【解析】(1)火車進(jìn)站的過程可用下面的運(yùn)動(dòng)示意圖表示：其中，AB=12.5 mBC=7.5 mCD=2.5 mvD=000022220020:20: m/s2 m/s 01010 s 02 m/s0.2 m/s100.2 m/s12:2 m/s 7.5 m 5 s12tACBACDACBDttACvvatsBDvvvttvvatvvatsv tatBDvvstsv tat 方法一 利用求解對(duì)段而由故火車以加速度大小為做勻減速直線運(yùn)動(dòng).方法二:利用求解 對(duì)段:由221 7.5=25+5 0.2

11、m/s .2aa 方法三：利用v -v 2as求解：對(duì)BD段：v02 m/svt=0s=sBCsCD(7.52.5)m10 m由v -v 2as0-222a10a=-0.2 m/s2.方法四：對(duì)火車運(yùn)動(dòng)進(jìn)行逆向處理求解解：火車勻減速至停止的過程，若逆向看待，火車做初速為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng).故火車是做加速度的大小為0.2 m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng).22222,1222.5 m/s0.2 m/s25DCssatat若考慮從由得202t202t22222:(7.5 12.5) m5 m T=5 s5 m/s0.2 m/s .5(2): 7.5 m 5 s7.5 m/s=1.5 m/s.5BCABsa

12、TACssssaTsvtBCstsvt 方法五 利用解 火車從 運(yùn)動(dòng)到方法一 利用求解 對(duì)于段000:2.520.2 2.51.5(m/s),1.5 m/s.:2: 2 m/s7.52.51 m/s102 1 m/s=1.5 m/s.22BtBDtcBDtvvBCvvaBCvvvvvBCvsvvtvvv 中時(shí)中時(shí)中時(shí)方法二 利用解:段中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度故段的平均速度方法三 利用求解對(duì)段【點(diǎn)評(píng)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)中存在五個(gè)常見運(yùn)動(dòng)量(s、t、a、v0、vt)，對(duì)于同一運(yùn)動(dòng)過程，任知其中三個(gè)量，就可求出其余量；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的眾多的規(guī)律公式只相對(duì)于同一參考系、同一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程才成立.利用三個(gè)導(dǎo)式與四個(gè)結(jié)

13、論解題往往簡(jiǎn)單快捷.對(duì)勻減速直線運(yùn)動(dòng)，我們也可用“可逆”思維來(lái)處理.探究點(diǎn)三自由落體與豎直上拋例3物體A從某一高度自由下落的同時(shí)，物體B由地面豎直上拋，兩物體在空中相遇時(shí)速率相等，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，則AB兩物體 ()A. 相遇時(shí)通過的位移大小之比為1 3B. A物體在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間是B的一半C. 兩物體落地速度相等D. A物體落地時(shí)，B物體正在向下運(yùn)動(dòng)【解析】?jī)晌矬w相遇時(shí)速率相等，說明兩運(yùn)動(dòng)恰能互補(bǔ)，即相遇前物體A的自由下落的逆過程可看成物體B豎直上拋運(yùn)動(dòng)的延伸，根據(jù)豎直上拋的對(duì)稱性可知，物體A下落的起點(diǎn)與物體B上升的最高點(diǎn)等高；兩物體落地速度相等；相遇時(shí)通過的位移大小之比為1 3.【答案】ABC【

14、點(diǎn)評(píng)】1. 將運(yùn)動(dòng)過程逆向看待是一個(gè)常用的解題技巧；2. 深刻理解兩種運(yùn)動(dòng)及豎直上拋的對(duì)稱性是解答本題的關(guān)鍵.變式題氣球以4 m/s的速度勻速豎直上升，它上升到217 m高處時(shí)，一重物由氣球里掉落，則重物要經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間才能落到地面?到達(dá)地面時(shí)的速度是多少？（g取10 m/s2)【解析】重物掉落后,以v0=4 m/s做豎直上拋運(yùn)動(dòng).解法一：分段研究設(shè)重物離開氣球后經(jīng)時(shí)間t1上升到最高點(diǎn)，則t1=0.4 s,上升的高度h1= =0.8 m,物體上升到最高點(diǎn)后，做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)由最高點(diǎn)經(jīng)t2落至地面，H=(217+0.8)m=217.8 m,t2=6.6 s知由0vg202vg22 217.8 s1

15、0Hg掉落到落地的總時(shí)間t=t1+t2=7.0 s落至地面的速度v=gt2=106.6 m/s=66 m/s解法二：整段研究物體由掉落至落地全過程為勻減速運(yùn)動(dòng)，以向上為正方向，則g=-10 m/s2,拋出點(diǎn)以下位移亦為負(fù)值s=-217 m,由s=v0t+at2得:-217=4t-5t2,解得t1=7 s,t2=-6.2 s(舍去)，落至地面的速度v=v0-gt=(4-107)m/s=-66 m/s,負(fù)號(hào)說明末速度方向與設(shè)定正方向相反，即豎直向下.12【點(diǎn)評(píng)】豎直上拋運(yùn)動(dòng)從整體上講是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，.因此，我們可將這一往復(fù)運(yùn)動(dòng)作為一個(gè)整體進(jìn)行研究，解題時(shí)，要特別注意用正負(fù)符號(hào)表示各矢量的方向.探

16、究點(diǎn)四多對(duì)象問題與往返運(yùn)動(dòng)問題例4從斜面上某一位置，每隔0.1 s放下一顆相同的小球，在連續(xù)放下幾顆以后，對(duì)在斜面上滾動(dòng)的小球攝下照片，如下圖所示，測(cè)得AB=15 cm,BC=20 cm，試求：(1)小球滾動(dòng)的加速度大?。?2)拍攝時(shí)B球的速度大??；(3)拍攝時(shí)D球與C球的距離；(4)拍攝時(shí)A球上面正在滾動(dòng)的球還有幾顆?【解析】(1)因小球做勻變速直線運(yùn)動(dòng),滿足s=aT2故有sBC-sAB=aT2所以a=m/s=5 m/s2.(2)因v中時(shí)=v,故vB=1.75 m/s.(3)因?yàn)閟=aT2sCD=sBC+aT2=(0.2+50.12)m=0.25 m.(4)B球已運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：tB= s=0

17、.35 s,又 =3.5，說明連B球本身在內(nèi)是4個(gè)球，故A上面還有2個(gè).220.20.150.1BCABT2ABBCT1.755BvaBtT【點(diǎn)評(píng)】將本題中多個(gè)小球留下的軌跡看成是一個(gè)小球做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)在不同時(shí)刻的位置是解這類習(xí)題的技巧.利用位移差求加速度;利用加速度求時(shí)間差;利用平均速度求瞬時(shí)速度是重要的解題方法.變式題在光滑的水平面上靜止一物體，現(xiàn)以水平恒力F1推此物體，作用一段時(shí)間后換成相反方向的水平恒力F2推物體,當(dāng)恒力F2作用時(shí)間與恒力F1的作用時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體的速度為v2，若撤去恒力F1的瞬間物體的速度為v1，則v2 v1=?【解析】解決此題的關(guān)鍵是:弄清過程中兩力的位移關(guān)系,因此畫出過程草圖（如右圖),標(biāo)明位移,對(duì)解題有很大幫助.通過上圖，很容易得到以下信息：得：v2 v1=2 1.112(),22vvvssstst 而【點(diǎn)評(píng)】1. 將往返運(yùn)動(dòng)整體考慮時(shí)，應(yīng)選取一個(gè)統(tǒng)一的正方向，用正負(fù)符號(hào)表示各矢量的方向.2. 運(yùn)用平均速度求勻變速運(yùn)動(dòng)的位移往往比較簡(jiǎn)單,求解時(shí)要注意速度、位移的方向問題.