2.3匀变速直线运动的规律及其应用----课件解析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,2,讲匀变速直线运动的规律及其应用,学问建构,技能建构,1.定义:物体做直线运动,假设在任何相等的时间内速度的变化相等,则这个物体的运动就叫做匀变速直线运动.,一、匀变速直线运动,学问建构,技能建构,2.匀变速直线运动的特征:速度的大小随时间均匀变化,加速度的大小和方向都不变(即a=恒量).,说明:物体做加速直线运动时,加速度的方向与速度的方向一样.物体做减速直线运动时,加速度的方向与速度的方向相反.,二、匀变速直线运动的根本规律,2.位移时间关系:,x,=,v,0,t,+,at,2,1.速度时间关系:,v,t,=,v,0,+,at,学问建构,技能建构,3.速度与位移关系:,-,=,2,ax,留意:上述公式涉及五个物理量v0、vt、x、a、t,每式中有四个物理量,在求解问题时题目不涉及或不要求哪一个物理量就选缺该物理量的公式,找到最优解法.,匀变速直线运动的根本公式均是矢量式,应用求解时要留意各物理量的符号,一般状况下规定初速度方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值.,三、匀变速直线运动中常用的结论,学问建构,技能建构,2.中点位置的速度:,v,中点,=,说明:可以证明无论是匀加速还是匀减速,都有,v,中点,.,3.任意两个,连续相等,时间内的位移之差,相等,.即:,s,=,s,-,s,=,s,-,s,=,=,s,n,-,s,n,-,1,=,at,2,可以推广到,s,m,-,s,n,=,(,m,-,n,),at,2,.,1.平均速度:,=,=,=,即某段时间内中间时刻的瞬时速度等,于该段时间内的平均速度.,学问建构,技能建构,4.初速度为零的匀变速直线运动的结论,前,1,秒、前,2,秒、前,3,秒,内的位移之比为,149,第,1,秒、第,2,秒、第,3,秒,内的位移之比为,135,通过前,s,、前,2,s,、前,3,s,所用的时间之比为,1,通过第,s,、第,2,s,、第,3,s,所用的时间之比为,1(,-,1)(,-,),学问建构,技能建构,1.一个物体沿着足够长的斜面从静止滑下做匀加速直线运动,它第一个2 s内的位移为3 m,则它在第四个2 s内的位移是(),A.14 mB.21 mC.24 mD.48 m,【解析】由x=at2,可以求出加速度a=1.5 m/s2,再考虑第四个2 s为,前8 s内的位移减去前6 s内的位移,可得x”=a(82-62) m=21 m,应选B.,【,答案,】B,学问建构,技能建构,2.汽车遇紧急状况刹车,经1.5 s停顿,刹车距离为9 m.假设汽车刹车后做匀减速直线运动,则汽车停顿前最终1 s的位移是(),A.4.5 mB.4 mC.3 mD.2 m,【解析】汽车刹车反过来可以看做初速度为零的匀加速直线运动,由x=at2,可得其加速度大小为a=8 m/s2;由逆过程知汽车停顿前,最终1 s的位移是x”=at”2=4 m,选项B正确.,【,答案,】B,学问建构,技能建构,3.给滑块一初速度v0使它沿光滑斜面对上做匀减速运动,加速度大小为,当滑块速度大小为时,所用时间可能是(),A.,B.,C.,D.,【解析】当滑块速度大小减为,其方向可能与初速度方向一样,也可能与初速度方向相反,因此要考虑两种状况,即v=或v=-代,入公式t=得:t=或t=,应选项C正确.,【,答案,】C,学问建构,技能建构,4.一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展闪光照相,闪光时间间隔为1 s,分析照片得到的数据,觉察质点在第 1次、第2次闪光的时间间隔内移动了0.2 m;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了0.8 m,由上述条件可知(),A.质点运动的加速度是0.6 m/s,2,B.质点运动的加速度是0.3 m/s,2,C.第1次闪光时质点的速度是0.05 m/s,D.第1次闪光时质点的速度是0.1 m/s,学问建构,技能建构,如以以下图，可视为质点的木块以1m/s2的加速度向右做匀减速直线运动，ab=bc=cd=1m,木块经过bc所用的时间为1s,以下说法正确的选项是 ,A. 木块减速为零的位置为C点,B. 木块通过ab的时间为0.5s,c.木块到达位置b点的前1s,木块位于a点左侧1m处,D. 木块从c点到达d点所用的时间为0.5s,a,b,c,d,【,答案,】BC,【解析】画出如以以下图的过程图:,学问建构,技能建构,例1一辆汽车沿平直大路从甲站开往乙站,启动加速度为,2 m/s2,加速行驶5 s后匀速行驶2 min,然后刹车,滑行50 m,正好到达乙站,求汽车从甲站到乙站的平均速度.,一、匀变速直线运动规律的应用及留意的问题,学问建构,技能建构,【标准全解】汽车的运动示意图如以以下图,启动阶段行驶位移为:s1=a,【,名师点金,】,求出各段的时间和位移,利用平均速度的定义式求解,.,学问建构,技能建构,【,答案,】9.44 m/s,学问建构,技能建构,1.应用匀变速直线运动规律时应留意的问题,方法概述,(1)s、a、v0、vt均为矢量,在应用公式时,一般以初速度方向为正,凡是与v0方向一样的s、a、vt均为正值,反之为负值,当v0=0时,一般以a的方向为正.,学问建构,技能建构,(3)运动学问题的求解一般有多种方法,可从多种解法的比照中进一步明确解题的根本思路和方法,从而提高解题力气.,(2)应留意联系实际,切忌硬套公式.例如刹车问题应首先推断车是否已停顿运动等.,2.对于物体的直线运动,画出物体的运动示意图,分析运动状况,找出相应规律是解题的关键.,学问建构,技能建构,例2假设飞机着陆后做匀减速直线运动,经10 s速度减为一半,滑行了450 m,求:,二、刹车类问题,(1)飞机着陆时的速度为多大?,(2)飞机着陆后30 s内滑行的距离是多大?,学问建构,技能建构,【标准全解】(1)滑行x=450 m内的平均速度=,设飞机着陆时的速度为,v,0,则经10 s速度减为,v,=,=,联立解得:,v,0,=60 m/s.,【名师点金】物体做匀减速运动,一般状况下减速到零后不会反向加速运动.分析此类问题应先求出物体减速到零的时间,再推断题目所求时间内物体是否已经停下,然后求解.,学问建构,技能建构,(2)飞机着陆后匀减速运动的加速度为,a,=,=,-,3 m/s,2,飞机停顿运动所用时间为,t,0,=,=20 s30 s,所以,飞机着陆后30 s内滑行的距离是,x,0,=,t,0,=600 m.,【,答案,】(1)60 m/s(2)600 m,学问建构,技能建构,1.刹车类问题,对于汽车刹车、飞机降落后在跑道上滑行等这样的匀减速直线运动,速度减为零后就停顿运动,不行能倒过来反方向运动,所以最长运动时间为tmax=,公式v=v0+at和x=v0t+at2中的ttmax,是不能任意选,取的.假设给出时间求位移或速度,应留意这段时间内物体是否早已停下.,方法概述,学问建构,技能建构,2.逆过程分析问题,匀减速到零的问题,在求解时可以考虑逆过程,由于逆过程是匀加速运动,且初速度为零,解题更便利.刹车问题中可以利用这一特点.,变式训练1火车刹车,做匀减速直线运动.开头刹车后的第1 s内和第2 s内位移大小依次为9 m和7 m.则刹车后6 s内的位移是(),A.20 mB.24 mC.25 mD.75 m,学问建构,技能建构,【标准全解】由x=at2得:(9-7) m=a12,a=2 m/s2,由v0t-at2=x1得:v01-,212=9,v0=10 m/s,汽车刹车时间tm=5 s6 s,故刹车后6 s内的位,移为x=25 m,选项C正确.,【,答案,】C,学问建构,技能建构,例3O、A、B、C为同始终线上的四点、AB间的距,离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点由静止动身,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离.,三、解决匀变速直线运动的常用方法,学问建构,技能建构,【名师点金】此题是一道考察匀变速运动规律的试题,题中物理量和待求物理量都是位移,我们不难想到运用匀变速直线运动中有位移的方程s=v0t+at2或-=2as.然后依据题意可利用OA、OB,、OC三段均做初速度为零的匀加速直线运动这一特点列出方程,从而顺当求解,画出示意图如图甲所示.,学问建构,技能建构,【标准全解】解法一设物体的加速度为a,到达A点的速度为v0,通过AB段和BC段所用的时间为t,则有,l,1,=,v,0,t,+,at,2,l,1,+,l,2,=2,v,0,t,+2,at,2,解得:,l,2,-,l,1,=,at,2,3,l,1,-,l,2,=2,v,0,t,设,O,与,A,的距离为,l,则有,=2,al,解得:,l,=,.,解法二利用,s,=,aT,2,求解,由题意有,l,2,-,l,1,=,at,2,v,B,=,=2,a,(,l,+,l,1,),联立解得:,l,=,-,l,1,=,.,解法三图象法,乙,学问建构,技能建构,【,答案,】,学问建构,技能建构,方法概述,运动学问题的求解一般有多种方法,可从多种解法的比照中进一步明确解题的根本思路和方法,从而提高解题力气.,学问建构,技能建构,变式训练2如以以下图,小球沿足够长的斜面对上做匀变速运动,依次经a、b、c、d到达最高点e.ab=bd=6 m,bc=1 m,小球从a到c和从c到d所用的时间都是2 s,设小球经b、c时的速度分别为vb、vc,则(),A.,v,b,=,m/sB.,v,c,=3 m/s,C.,de,=3 mD.从,d,到,e,所用时间为4 s,学问建构,技能建构,【标准全解】小球沿斜面对上做匀减速直线运动,因tac=tcd,故c点为a到d的中间时刻,故vc= m/s=3 m/s,故B正确;因xac=xab+xbc=7 m,xcd=xbd-xbc=5 m,由x=xac-xcd=at2得:a=0.5 m/s2,由-=2axbc可得,vb=,m/s;ve=0=vc-atce,得tce=6 s,故d到e经受tde=tce-T=4 s时间,对应位移大小xde=a=4 m.,【,答案,】BD,学问建构,技能建构,高考真题1(2023年高考天津理综卷)质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均承受国际单位制单位),则该质点,(),A.第1 s内的位移是5 m,B.前2 s内的平均速度是6 m/s,C.任意相邻的1 s内位移差都是1 m,D.任意1 s内的速度增量都是2 m/s,学问建构,技能建构,【,解析提示,】,利用待定系数法求出加速度和初速度,再结合其他运,动学公式分析各选项,.,【命题分析】此题从匀变速直线运动的位移公式动身,利用待定系数法求解初始物理量,然后分析其他物理量,是考察匀变速直线的小综合题,属中等难度.,学问建构,技能建构,【标准全解】当t=1 s时,第1 s内的位移x=(51+12) m=6 m,A错误;前2 s的平均速度= m/s=7 m/s,B错误;依据x=5t+t2,x=v0t+at2,可得v0=5 m/s,a=2 m/s2,则任意相邻的1 s内的位移差均为x=aT2=2 m,C错误;由于a=,所以任意1 s内的速度增量v=at=21 m/s=2 m,/s,D正确.,【,答案,】D,学问建构,技能建构,考向猜测1(2023年洛阳市期中测试)一物体做匀减速直线运动,初速度大小为10 m/s.加速度大小为1 m/s2,则物体在停顿运动前2 s内的平均速度大小为(),A.0.5 m/sB.1 m/s,C.5 m/sD.5.5 m/s,【解析】由于末速度为零,可以用逆过程分析,最终2 s内的平均速度就是逆过程最初2 s内的平均速率,等于中间时刻的瞬时速度,为1 m/s,应选B.,【,答案,】B,学问建构,技能建构,高考真题2(2023年高考安徽理综卷)一物体做匀加速直线运动,通过一段位移x所用的时间为t1,紧接着通过下一段位移x所用的时间为t2.则物体运动的加速度为(),A.,B.,C.,D.,学问建构,技能建构,【解析提示】依据条件,首先联想到匀变速运动的位移时间,设出初速度及加速度,建立方程;也可由匀变速运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出两个瞬时速度,再由加速度定义式求解.,【命题分析】该题以选择题的形式呈现,所给情景及条件简洁清晰,但又不会一眼看出答案.主要考察学生对匀变速直线运动规律的理解及灵敏应用力气,试题难度较低.,学问建构,技能建构,【标准全解】t1时间内的平均速度=,t2时间内的平均速度=,=,由加速度的定义可知,a= = ,选项A正确.,【,答案,】A,学问建构,技能建构,考向猜测2(2023年长沙一中模拟)由中国改造的前苏联废弃航母“瓦良格”号的飞行甲板长为300 m,假设该航母上所配的苏-33型舰载战斗机在飞机甲板上所能到达的最大加速度为4 m/s2,该战斗机安全起飞的最小速度为50 m/s,为保证该战斗机安全起飞,使飞机在开始滑行时就有确定的初速度,航空母舰装有弹射装置.对于该型号的舰载飞机,弹射系统必需使它具有多大的初速度(),A.10 m/sB.20 m/s,C.30 m/sD.40 m/s,【,解析,】,由,v,2,-,=2,ax,v,0,=,=10 m/s.,【,答案,】A,学问建构,技能建构,