高考物理大一轮复习第一章运动的描述匀变速直线运动第2讲匀变速直线运动的研究课件.ppt

第2讲匀变速直线运动的研究 第一章运动的描述匀变速直线运动 考试标准 内容索引 过好双基关回扣基础知识训练基础题目 研透命题点细研考纲和真题分析突破命题点 课时作业限时训练练规范练速度 过好双基关 一 匀变速直线运动的规律 1 基本规律 1 速度公式 2 位移公式 3 位移 速度关系式 v v0 at 2 匀变速直线运动的两个重要推论 1 物体在一段时间内的平均速度等于在这段时间的瞬时速度 还等于初 末时刻速度矢量和的一半 即 中间时刻 2 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 x x2 x1 x3 x2 xn xn 1 aT2 自测1某质点从静止开始做匀加速直线运动 已知第3s内通过的位移是x 则质点运动的加速度为 答案 二 自由落体运动 1 特点和规律 1 从开始 只受作用的匀加速直线运动 静止 重力 2 自由落体加速度 1 在同一地点 一切物体的重力加速度都相同 方向均为 2 在地球上其大小随地理纬度的增加而 在赤道上最小 两极处最大 竖直向下 增大 自测2某人估测一竖直枯井深度 从井口静止释放一石头并开始计时 经2s听到石头落底声 由此可知井深约为 不计声音传播时间 重力加速度g取10m s2 A 10mB 20mC 30mD 40m 答案 解析 三 伽利略对自由落体运动的研究1 亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的决定的 物体越重 下落得越快 2 伽利略认为 重物和轻物应该下落得同样快 3 伽利略的科学方法 观察现象 猜想假说 修正推广 重量 逻辑推理 实验验证 A 其中甲图是实验现象 丁图是经过合理的外推得出的结论B 其中丁图是实验现象 甲图是经过合理的外推得出的结论C 运用甲图的实验 可 清除 重力的作用 使实验现象更明显D 运用丁图的实验 可 放大 重力的作用 使实验现象更明显 答案 图1 自测3如图1所示 大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程 对于此过程的分析 以下说法正确的是 四 运动学图象1 x t图象 1 物理意义 反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律 2 斜率意义 图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小 切线斜率的正负表示物体速度的方向 2 v t图象 1 物理意义 反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律 2 斜率意义 图线上某点切线的斜率的大小表示物体加速度的大小 图线上某点切线的斜率的正负表示物体加速度的方向 3 面积意义 图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小 若此面积在时间轴的上方 则表示这段时间内的位移方向为正方向 若此面积在时间轴的下方 则表示这段时间内的位移方向为负方向 自测4下列图象中 可以表示物体做匀加速直线运动的是 答案 研透命题点 命题点一匀变速直线运动规律的应用 1 恰当选用公式 2 除时间t外 x v0 v a均为矢量 所以需要确定正方向 一般以v0的方向为正方向 3 分析匀减速直线运动问题常用逆向思维法 但对于刹车问题应先判断车停下所用的时间 再选择合适的公式求解 4 在用运动学公式分析问题时 平均速度法常常能使解题过程简化 例1 2017 宁波市九校高一期末 在正常情况下 动车将以216km h的速度匀速开过一个小站 现因需要 必须在这一小站停留 动车将要到达小站时 开始做匀减速直线运动 减速运动分为两个阶段进行 第一阶段采用 再生刹车 技术 这期间关闭动力 动车依靠惯性前行并带动发动机发电 速度从216km h减至90km h 加速度大小为0 50m s2 第二阶段采用传统的 机械刹车 速度从90km h不断减小直至停下来 加速度大小为0 25m s2 到站停留2min 求动车开始刹车后 3min内通过的位移大小 答案4225m 答案 解析 解析v1 216km h 60m s v2 90km h 25m s t1 t2 3min 所以3min内动车已停止运动 变式1 2015 浙江10月学考 6 如图2所示 一女同学穿着轮滑鞋以一定的速度俯身 滑入 静止汽车的车底 她用15s穿越了20辆汽车底部后 滑出 位移为58m 假设她的运动可视为匀变速直线运动 从上述数据可以确定A 她在车底运动时的加速度B 她在车底运动时的平均速度C 她刚 滑入 车底时的速度D 她刚 滑出 车底时的速度 图2 答案 解析 由于初速度未知 结合速度时间公式无法求出末速度 即 滑出 车底时的速度 故D错误 变式2汽车以20m s的速度做匀速直线运动 见前方有障碍物立即刹车 刹车后加速度大小为5m s2 则汽车刹车后第2s内的位移和刹车后5s内的位移分别为A 30m 40mB 30m 37 5mC 12 5m 40mD 12 5m 37 5m 答案 解析 第2s内的位移 x x2 x1 12 5m 刹车后5s内的位移实际是4s内的位移 命题点二巧解匀变速直线运动问题的五种方法 例2一个做匀加速直线运动的质点 在最初的连续相等的两个时间间隔内 通过的位移分别是24m和64m 每个时间间隔为4s 求质点的初速度和加速度的大小 答案1m s2 5m s2 答案 解析 解析方法一用基本公式求解画出运动过程示意图 如图所示 因题目中只涉及位移与时间 故选择位移时间公式 即 将x1 24m x2 64m t 4s代入解得a 2 5m s2 vA 1m s 方法二用中间时刻速度公式求解连续的两段时间t内的平均速度分别为 可得vA 1m s vC 21m s 方法三用 x aT2求解 拓展点1逆向思维法的应用 例3一旅客在站台8号车厢候车线处候车 若动车一节车厢长25米 动车进站时可以看做匀减速直线运动 他发现第6节车厢经过他时用了4s 动车停下时旅客刚好在8号车厢门口 如图3所示 则该动车的加速度大小约为 图3 A 2m s2B 1m s2C 0 5m s2D 0 2m s2 答案 解析 拓展点2平均速度公式的应用 例4一辆公共汽车进站后开始刹车 做匀减速直线运动 开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m 则刹车后6s内的位移是A 20mB 24mC 25mD 75m 解析由 x aT2知a 2m s2 故6s内的位移为x x1 25m 答案 解析 变式3物体以20m s的速度从坡底冲上一足够长的斜坡 当它返回坡底时的速度大小为16m s 已知上坡和下坡两个阶段物体均沿同一直线做匀变速直线运动 但上坡和下坡的加速度不同 则物体上坡和下坡所用的时间之比为A 4 5B 5 4C 2 3D 3 2 答案 解析 命题点三自由落体运动 1 自由落体运动是初速度为零 加速度为g 方向竖直向下的匀加速直线运动 2 物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动 从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动 应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决问题 例5比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹 如图4所示 已知斜塔第一层离地面的高度h1 6 8m 为了测量塔的总高度 在塔顶无初速度释放一个小球 小球经过第一层到达地面的时间t1 0 2s 重力加速度g取10m s2 不计空气阻力 求 1 斜塔离地面的总高度h 答案 解析 如图4 答案61 25m 解析设小球到达第一层时的速度为v1 代入数据得v1 33m s 所以塔的总高度h h1 h2 61 25m 2 小球从塔顶落到地面过程中的平均速度大小 答案17 5m s 答案 解析 解析抽出空气之后 小羽毛和金属片下落仅受重力 因此加速度一样大 所以下落一样快 选项C正确 变式4 2017 浙江4月选考 4 拿一个长约1 5m的玻璃筒 一端封闭 另一端有开关 把金属片和小羽毛放在玻璃筒里 把玻璃筒倒立过来 观察它们下落的情况 然后把玻璃筒里的空气抽出 再把玻璃筒倒立过来 再次观察它们下落的情况 下列说法正确的是A 玻璃筒充满空气时 金属片和小羽毛下落一样快B 玻璃筒充满空气时 金属片和小羽毛均做自由落体运动C 玻璃筒抽出空气后 金属片和小羽毛下落一样快D 玻璃筒抽出空气后 金属片比小羽毛下落快 答案 解析 变式5 2016 浙江10月学考 6 某探险者在野外攀岩时 踩落一小石块 约5s后听到石块直接落到崖底的声音 探险者离崖底的高度最接近的是A 25mB 50mC 110mD 150m 答案 解析 命题点四运动学图象 1 x t图象 v t图象都不是物体运动的轨迹 图象中的x v与t一一对应 2 无论是x t图象还是v t图象 所描述的运动都是直线运动 3 弄清图象反映的物理过程及规律 从中获取有效信息 通常情况下 需要关注的特征量有三个层面 第一层 关注横坐标 纵坐标 第二层 理解斜率 面积 截距的物理意义 第三层 分析交点 转折点 渐近线 例6一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶 其运动过程的v t图象如图5所示 求 1 摩托车在0 20s这段时间的加速度大小a 答案 解析 图5 答案1 5m s2 由v t图象并代入数据得a 1 5m s2 答案 解析 答案20m s 20 45s的位移x2 vmt2 0 75s这段时间的总位移x x1 x2 x3 变式6如图6所示为甲 乙两物体相对于同一参考系的x t图象 下列说法中正确的是A 甲 乙两物体的出发点相距B 甲 乙两物体都做匀速直线运动C 甲物体比乙物体晚出发的时间为t1D 甲 乙两物体向同方向运动 图6 答案 解析 解析由题图可知 甲从距原点x0处出发 乙由原点出发 故两物体出发点相距x0 A选项错误 两图线都是倾斜直线 即两物体都做匀速直线运动 B选项正确 甲开始计时就出发 乙在计时后t1时刻才出发 故甲比乙早出发的时间为t1 C选项错误 甲 乙图线的斜率分别为负值和正值 表明甲 乙运动方向相反 D选项错误 变式7 2015 浙江10月选考 2 下列v t图象中 表示物体做匀速直线运动的是 答案 解析 解析A项表示物体的速度随时间均匀减小 做匀减速直线运动 故A错误 B项表示物体的速度随时间均匀增大 物体做匀加速直线运动 故B错误 C项表示物体的速度随时间均匀增大 物体做匀加速直线运动 故C错误 D项表示物体速度不随时间的变化而变化 做匀速直线运动 故D正确 变式8 2017 浙江4月选考 6 汽车以10m s的速度在马路上匀速行驶 驾驶员发现正前方15m处的斑马线上有行人 于是刹车礼让 汽车恰好停在斑马线前 假设驾驶员反应时间为0 5s 汽车运动的v t图象如图7所示 则汽车的加速度大小为 答案 图7 A 20m s2B 6m s2C 5m s2D 4m s2 变式9 2017 浙江11月选考 9 杂技运动员在训练时的照片如图8所示 有一小球自由落下 碰到水平桌面后反弹 如此数次落下和反弹 若规定竖直向下为正方向 碰撞时间不计 空气阻力不计 则下列v t图象中正确的是 图8 答案 课时作业 1 某物体的位移随时间变化规律是x 2t 3t2 x和t的单位为m和s 则物体运动的初速度 加速度分别是A 3m s 2m s2B 6m s 2m s2C 2m s 3m s2D 2m s 6m s2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 做匀减速直线运动的质点 它的加速度大小为a 初速度大小为v0 经过时间t速度减小到零 则它在这段时间内的位移大小不可用下列哪些式子表示 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 已知杭州地区的重力加速度为9 8m s2 下列关于在此地区物体做自由落体运动的说法中 正确的是A 下落过程 物体的速度每秒增加9 8m sB 自由落体运动是一种匀速运动C 释放物体瞬间 物体速度和加速度都为零D 物体越重 下落的越快 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 数字越大 加速越快 G值的大小为车辆从静止开始加速到100km h的平均加速度数值 其单位为国际基本单位 再乘以10 如图1为某一型号的奥迪尾标 其值为50TFSI 则该型号车从静止开始加速到100km h的时间约为A 5 6sB 6 2sC 8 7sD 9 5s 图1 解析奥迪50TFSI的平均加速度a 5m s2 由v at 可得t 5 6s 答案 解析 4 2017 浙江名校协作体模拟 奥迪车有多种车型 如30TFSI 35TFSI 50TFSI 每个车型字母前的数字称为G值 G值用来表现车型的整体加速度感 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5 2017 温州市九校高三上学期期末 小刘驾驶着小轿车以54km h的速度匀速行驶 看到前面十字路口闪烁的绿灯倒计时只有4s了 他果断踩刹车 假设轿车做匀减速直线运动 加速度大小为3m s2 则刹车开始6s后轿车的位移是A 112 5mB 60mC 37 5mD 36m 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析当滑块的末速度方向与初速度方向相同时 当滑块的末速度方向与初速度方向相反时 故C正确 A B D错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7 某同学在实验室做了如图2所示的实验 铁质小球被电磁铁吸附 断开电磁铁的电源 小球自由下落 已知小球的直径为0 5cm 该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1 00 10 3s g取10m s2 则小球开始下落的位置距光电门的距离约为A 1mB 1 25mC 0 4mD 1 5m 答案 解析 图2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 8 2017 宁波市九校高三上学期期末 小明同学为了估测某 傻瓜 照相机的曝光时间 他从砖墙前的某一高度处使一个石子自由下落 拍摄石子在空中的照片如图3所示 由于石子的运动 它在照片上留下一条模糊的径迹 已知每块砖的平均厚度为6cm 若想估算该照相机的曝光时间 还需测量的一个物理量可以是 答案 解析 图3 A 石子释放时距地面的实际高度B 照相机到砖墙的距离C 照片中A点距地面的高度D 石子的质量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析自由落体运动与石子质量 照相机到砖墙的距离无关 B D错误 A B之间的距离等于两块砖的厚度为12cm A距地面8 5 6cm 51cm C错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 9 2017 金华市高三上学期期末 一位观察者测出 悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3 0s 初速度可忽略 则下列说法错误的是A 如果空气阻力可忽略 悬崖的高度约为45mB 如果空气阻力可忽略 悬崖跳水者碰到水面时的速度约为30m sC 如果空气阻力不能忽略 悬崖的高度大于45mD 如果空气阻力不能忽略 悬崖跳水者碰到水面前在空中下落的平均速度小于15m s 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 11 2017 杭州市学考模拟 一小球从静止开始做匀加速直线运动 在第5s内的位移比第3s内的位移多0 2m 则下列说法正确的是A 小球的加速度为0 2m s2B 小球第4s内的平均速度为0 45m sC 小球第4s的初速度为0 3m sD 前3s内的位移是0 6m 答案 解析 解析由 x aT2得a 0 1m s2 故A错误 小球3s末的速度v3 at3 0 3m s 第4s末的速度v4 at4 0 4m s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 12 2017 宁波市九校模拟 某军事试验场正在平地上试射地对空导弹 若某次竖直向上发射导弹时发生故障 造成导弹的v t图象如图4所示 则下述说法中正确的是 答案 解析 图4 A 2s末导弹到达最高点B 5s末导弹恰好回到出发点C 1 2s内导弹静止不动D 0 4s内导弹的平均速度大小为11 25m s 方向竖直向下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 13 质点做直线运动的速度 时间图象如图5所示 该质点A 在第1s末速度方向发生了改变B 在第2s末加速度方向发生了改变C 在前2s内发生的位移为零D 第3s末和第5s末的位置相同 答案 图5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14 物体做匀加速直线运动 相继经过两段距离为16m的路程 第一段用时4s 第二段用时2s 则物体的加速度大小是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案13500m 15 2017 嘉兴市期末 如图6所示 在嘉善南站附近的某段平直的铁路上 一列以90m s高速行驶的列车某时刻开始匀减速行驶 5min后恰好停在嘉善高铁站 并在该车站停留2min 随后匀加速驶离车站 经8 1km后恢复到原速90m s 图6 1 求列车减速过程中的位移大小 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 求列车驶离车站过程中加速到90m s所用时间 答案180s 答案 解析 解析根据v2 0 2a2x 可得a2 0 5m s2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 16 在一次低空跳伞演练中 当直升机悬停在离地面224m高处时 伞兵离开飞机做自由落体运动 运动一段时间后 打开降落伞 展伞后伞兵以12 5m s2的加速度匀减速下降 为了伞兵的安全 要求伞兵落地速度最大不得超过5m s 取g 10m s2 求 1 伞兵展伞时 离地面的高度至少为多少 着地时相当于从多高处自由落下 答案99m1 25m 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 解析设伞兵展伞时 离地面的高度至少为h 此时速度为v0 则有 联立解得h 99m v0 50m s以5m s的速度落地相当于从h1高处自由落下 即 v2 2gh1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 伞兵在空中的最短时间为多少 答案8 6s 答案 解析设伞兵在空中的最短时间为t 则有 v0 gt1 故t t1 t2 5 3 6 s 8 6s 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16