高考物理一轮复习:运动和力部分 匀变速直线运动的规律及应用.pptx
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1、匀变速直线运动的规律思思维导图维导图公式描述图象的描述高考考高考考纲纲考纲内容匀变速直线运动的公式匀变速直线运动的图象要求知知识识梳理梳理消去时间t在v-t图象中,物体的位移x在数值上等于图线与坐标轴所围的面积。极限思想知知识识梳理梳理1.定义和分类(1)匀变速直线运动:物体沿着一条直线运动,且_不变。(2)匀加速直线运动:a与v_。(3)匀减速直线运动:a与v_。2三个基本公式(1)速度公式:_。(2)位移公式:_。(3)位移速度关系式:_。加速度同向反向矢量式矢量式例例题题-匀匀变变速直速直线线运运动动的理解的理解关于运动,下列说法中正确的是()A匀速直线运动的位移随时间均匀增大B匀变速直
2、线运动的加速度随时间均匀变化C匀变速直线运动的瞬时速度随时间均匀变化D匀减速直线运动的位移随时间均匀减小匀速运动位移x=vt匀变速直线运动的加速度不变匀变速直线运动的瞬时速度单向的匀减速直线运动的位移随时间也在增加匀速直线运动中均匀变化的是位移;匀变速直线运动中均匀变化的是速度。AC例例题题-匀匀变变速直速直线线运运动动公式的公式的应应用用汽车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,刹车后经2s速度变为6m/s,求:(1)刹车后2s内汽车前进的距离以及刹车过程中的加速度;(2)刹车后汽车前进9m所用的时间解(1)规定初速度的方向为正方向汽车刹车后做匀减速直线运动负负号表示加速度的方向与初速度
3、的方向相反号表示加速度的方向与初速度的方向相反由由求得:s=16m为匀减速直线运动例例题题-匀匀变变速直速直线线运运动动公式的公式的应应用用汽车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,刹车后经2s速度变为6m/s,求:(1)刹车后2s内汽车前进的距离以及刹车过程中的加速度;(2)刹车后汽车前进9m所用的时间为匀减速直线运动(2)由位移公式可得:对解讨论:解得:两个解都符合物理情景吗?得:这种情况是不可能发生的,所以前进9m所用的时间为1s。规规律律总结总结求解匀求解匀变变速直速直线线运运动问题动问题的一般步的一般步骤骤基本思路:基本思路:画过程分析图判断运动性质选取正方向选用公式列方程解方程
4、并讨论例例题题-匀匀变变直直问题问题中公式的中公式的选择选择解:由运动学公式得:选取哪一个公式?A5m/sB10m/sC15m/sD20m/sB例例题题-匀匀变变直直问题问题中公式的中公式的选择选择选取哪一个公式?一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,动能变为原来的9倍该质点的加速度为()解:消掉A解决匀变速直线运动时公式的选择规规律律总结总结选择公式时一定要注意分析已知量和待求量,根据所涉及的物理量选择合适的公式求解,会使问题简化。不涉及时间t练习练习-匀变直问题中公式的选择美国“华盛顿号”航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统,已知“F-18大黄蜂”型战斗机在跑道上加速
5、时产生的加速度为4.5,起飞速度为50m/s,若该飞机滑行100m时起飞,则弹射系统必须使飞机具有的初速度为()A.30m/sB.40m/sC.20m/sD.10m/s解:由运动学公式得:B例例题题-初速度初速度为为零的匀加速直零的匀加速直线线运运动问题动问题一个物体由静止开始做匀加速直线运动,第1s末的速度达到4m/s,物体在前3s内的位移是()A6mB18mC10mD12m解:由速度时间公式得:物体在前2s内的位移得:x=18m初速度为零的匀加速直线运动,其运动公式可简化为:B例例题题-末速度末速度为为零的匀减速直零的匀减速直线线运运动问题动问题一物体做匀减速直线运动,初速度大小为10m/
6、s,加速度大小为1,则物体在停止运动前2s内的平均速度大小为()A0.5m/sB1m/sC5m/sD9m/s如何计算平均速度??2s匀减速停止运动前2s要计算停止运动前2s内的位移,应该选取哪个公式?v=0需要求出这段过程的初速度需要求出时间或全程所需时间例例题题-末速度末速度为为零的匀减速直零的匀减速直线线运运动问题动问题一物体做匀减速直线运动,初速度大小为10m/s,加速度大小为1,则物体在停止运动前2s内的平均速度大小为()A0.5m/sB1m/sC5m/sD9m/sB解:规定初速度的方向为正方向,则:物体停止运动所需时间记为,则:解得:前8s内,物体运动的位移:解得:停止运动前(10s
7、),物体运动的位移:解得:故物体在停止运动前2s内的平均速度大小为:匀变速直线运动的基本公式均是矢量式,应用时要注意各物理量的符号,一般规定初速度的方向为正方向,当时,一般以a的方向为正方向。例例题题-末速度末速度为为零的匀减速直零的匀减速直线线运运动问题动问题一物体做匀减速直线运动,初速度大小为10m/s,加速度大小为1,则物体在停止运动前2s内的平均速度大小为()A0.5m/sB1m/sC5m/sD9m/sB解:物体在停止运动前2s内的位移为:物体在停止运动前2s内的平均速度为:匀减速匀加速逆向思维可将末速度为零的匀减速直线运动的逆过程看做初速度为零的匀加速直线运动。是否有更简便的计算方法
8、?例例题题-刹刹车问题车问题汽车以20m/s的速度在平直公路上行驶,急刹车时的加速度大小为5,则自驾驶员急踩刹车开始,2s与5s时汽车的位移之比为()A54 B45C34D43汽车速度减为零以后,是否会保持原加速度自动反向加速?对于刹车类问题,实质是汽车在单方向上的匀减速直线运动问题。速度减为零后,加速度消失,汽车停止不动,不再返回。那么2s和5s时,汽车是否已经停止处于静止状态了呢?需要首先计算汽车停止所需时间例例题题-刹刹车问题车问题汽车以20m/s的速度在平直公路上行驶,急刹车时的加速度大小为5,则自驾驶员急踩刹车开始,2s与5s时汽车的位移之比为()A54 B45C34D43C解:刹车
9、后最多只能到停止经2秒位移5秒的位移即4秒内的位移故而若初速度为,加速度为a,发生的位移满足。汽车运动时间满足,例例题题-刹刹车问题车问题以36km/h的速度行驶的汽车,刹车后做匀减速直线运动,若汽车在刹车后第2s内的位移是6.25m,则刹车后5s内的位移是多少?把刹车过程看做逆向的初速度为零的匀加速直线运动,求后5s内的位移应该如何选取公式?需要求出该过程中汽车的加速度a第2s内的位移如何运用初速度以及第2s内的位移求解加速度?联立求出汽车的加速度a例例题题-刹刹车问题车问题以36km/h的速度行驶的汽车,刹车后做匀减速直线运动,若汽车在刹车后第2s内的位移是6.25m,则刹车后5s内的位移
10、是多少?解:设汽车的运动方向为正方向,则由位移公式得,第2s内的位移:代入数据,解得:设刹车后经过ts停止运动,则:可见,刹车后5s内有1s是静止的,故刹车后5s内的位移为:解答刹车类问题的关键在于判断刹车时间,确定汽车的运动过程,然后计算汽车的位移。第2s内的位移规规律律总结总结对于刹车类问题,当车速度为零时,停止运动,其加速度也突变为零。求解此类问题应先判断车停下所用时间,再选择合适公式求解。若初速度为,加速度为a,发生的位移满足。汽车运动时间满足,知知识识梳理梳理x-t、v-t图象知知识识梳理梳理x-t、v-t图象表示物体沿正方向做匀速直线运动,其斜率表示物体的速度时刻物体位于离位移轴零
11、点处交点的纵坐标表示物体在时刻相遇时的位移表示物体静止表示物体向反方向做匀速直线运动时刻物体的速度为,图中阴影部分的面积值表示物体在时间内的位移大小表示物体做初速度为零的匀加速直线运动,其斜率表示加速度表示物体做匀速直线运动表示物体做匀减速直线运动交点的纵坐标表示在时刻物体具有相同的速度,但不相遇例例题题-x-t、v-t图象如图所示,是物体做直线运动的v-t图象,由图可知,该物体()A.第1s内和第3s内的运动方向相反第1s内和第3s内速度都为正值,运动方向相同B.第3s内和第4s内的加速度相同24s图线斜率不变,加速度不变C.第1s内和第4s内的位移大小不相等v-t图线与时间轴所围的面积大小
12、表示位移大小,故第1s内和第4s内的位移大小相等D.02s和04s内的平均速度大小相等02s和04s内位移相等,但时间不等,故平均速度大小不等v-t图象的斜率表示加速度;v-t图象的面积表示位移加速度与位移的正负均表示与规定正方向的关系:为正表示与规定正方向相同为负表示与规定正方向相反B例例题题-x-t、v-t图象在如图所示的位移(x)时间(t)图象和速度(v)时间(t)图象中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是()A.甲车做曲线运动,乙车做直线运动四辆车由同一地点向同一方向运动,故四辆车均做直线运动B.时间内,甲车通过的路程大于乙车通
13、过的路程时间内,甲乙两车位移相等,路程相等,丁车通过的路程大于丙车通过的路程C.丙、丁两车在t2时刻相距最远D.时间内丙、丁两车的平均速度相等丙、丁两车的距离在图象中体现在面积差上,由图象可知在时刻两车相距最远时间内丙车的位移小于丁车的位移,故其平均速度小于丁车的平均速度x-t图象的交点表示在该时刻,两物体的位移相等。v-t图象的交点表示在该时刻,两物体的速度相等。C规规律律总结总结v-t图象从速度图象获取解题信息的途径从图象形状获取运动性质速度图象只要是倾斜直线,不论是向上倾斜还是向下倾斜,都是匀变速直线运动。从图线上点的坐标获取瞬时速度及对应的时刻。从瞬时速度值获取运动方向。v0表示物体向
14、规定的正方向运动;v0表示加速度方向与规定的正方向相同,a0表示加速度方向与规定的正方向相反,但加速度的正负不能作为判断加速或减速的依据。规规律律总结总结v-t图象从速度图象获取解题信息的途径从图线与时间轴所围形状的面积获取位移。在速度图象上,一段时间内位移大小,等于该段时间的速度图线与横轴所围图形的“面积”值。横轴上方的面积取正,表示沿规定的正方向的位移;横轴下方的面积取负,表示沿规定的正方向的反方向的位移,总位移是上下面积之和。在速度图象上,两图线交点获取物体具有的相同的速度及其对应时刻。拓展拓展-x-t、v-t与a-t图像的结合一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a-t图象如图所示。下
15、列v-t图象中,可能正确描述此物体运动的是()ABCD由v-t图可知,在时间内由于在T2T时间内,若,物体做匀加速运动;若,物体做匀减速运动故图线斜率的绝对值与时间内相同D拓展拓展-x-t、v-t与a-t图像的结合设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为s。现有四个不同物体的运动图象如图所示,假设物体在t=0时的速度均为零,则其中表示物体做单向直线运动的图象是()ABCDC位移改变符号时,改变运动方向;速度改变符号时,改变运动方向;改变符号只表示加速或减速,但速度方向没有变化;在2s末之后速度改变方向;警示:不能认为图象上的拐点处对应运动方向改变知知识识梳理梳理两个重要推论知知识识梳理梳理两个
16、重要推论阴影面积即相邻相等时间的位移差知知识识梳理梳理两个重要推论物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初末时刻速度矢量和的一半,即:任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量,即:可以推广到例例题题-匀变速直线运动的推论物体做匀加速直线运动,加速度为a,物体通过A点时的速度为,经过时间t到达B点,速度为,再经过时间t到达C点速度为,则有()B点为物体由A运动到C的中间时刻的位置,由推论知正确AB和BC为连续相等时间内的位移,由推论知正确由于,知错误连续相等时间的位移差为一定值中间时刻的瞬时速度等于这段过程的平均速度ABC例例题题-匀变速直线运动的推论做匀加速直
17、线运动的质点在第一个3s内的平均速度比它在第一个5s内的平均速度小3m/s,则质点的加速度大小为()C解质点在第一个3s内的平均速度等于1.5s末的瞬时速度,在第一个5s内的平均速度等于2.5s末的瞬时速度,中间时刻的瞬时速度等于这段过程的平均速度例例题题-匀变速直线运动的推论一个质点正在做匀加速直线运动,用固定的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1s,分析照片得到的数据,发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了0.2m;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了0.8m,由上述条件可知()A.质点运动的加速度是0.6B.质点运动的加速度是0.3C.第1次闪光时质点的速度是0.1m/
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