高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題一 第2講 勻變速直線運動的規(guī)律課件 新人教版

第 2講 勻 變 速 直 線 運 動 的 規(guī) 律 一 、 勻 變 速 直 線 運 動 的 基 本 規(guī) 律1勻變速直線運動加速度相同相反(1)定義：沿著一條直線，且_不變的運動(2)分類：勻加速直線運動：a 與 v 方向_.勻減速直線運動：a 與 v 方向_. 2勻變速直線運動的規(guī)律(1)勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系 v_.(2)勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系 s_.v0at2as st 速度： _.都有 _ .二 、 勻 變 速 直 線 運 動 的 推 論at2 (mn)at21做勻變速直線運動的物體在相鄰相等時間內(nèi)的位移差s_；可以推廣為：smsn_.2某段時間的中間時刻的瞬時速度等于該段時間內(nèi)的平均等于該段位移內(nèi)的平均速度無論是勻加速還是勻減速運動，2tv3某段位移的中間位置的瞬時速度： _，不2sv2tv 2sv 【基 礎(chǔ) 檢 測 】(2015 年 廣 東 廣 州 一 模 )小球沿斜面做勻加速直線運動在A 位置開始計時，連續(xù)相等時間 t 內(nèi)記錄到小球位置如圖 1-2-1)所示，d1、d2、d3 分別為位置 B、C、D 到 A 的距離則(圖 1-2-1 答 案 ： C 考 點 1 勻 變 速 直 線 運 動 的 規(guī) 律 及 應(yīng) 用 重 點 歸 納解題的基本思路：對于物體的直線運動，畫出物體的運動示意圖，分析物體運動過程，找出相應(yīng)規(guī)律是解題的關(guān)鍵 的 位 移 ， 實 質(zhì) 上 就 是 2 2.5 s內(nèi) 的 位 移 ， x at2 0.5m 典 例 剖 析例 1： (2015 年 山 西 四 校 聯(lián) 考 )以 36 km /h 的速度沿平直公路行駛的汽車，遇障礙物剎車后獲得大小為 a4 m /s2 的加速度，剎車后第 3 s 內(nèi)，汽車走過的路程為多少？思 維 點 撥 ： 剎 車 類 問 題 ： 指 勻 減 速 到 速 度 為 零 后 即 停 止 運動 ， 加 速 度 a 突 然 消 失 ， 求 解 時 要 注 意 確 定 其 實 際 運 動 時 間 解 ： 由 v at 可 得 t 2.5 s 時 ， 汽 車 停 止 運 動 ， 則 第 3 s 內(nèi)備 考 策 略 ： 求 解 剎 車 到 停 止 的 勻 減 速 運 動 問 題 ， 常 常 把 剎車 過 程 看 成 是 反 向 的 初 速 度 為 零 的 勻 加 速 直 線 運 動 來 處 理 12 【 考 點 練 透 】1(2015 年 湖 北 重 點 中 學(xué) 聯(lián) 考 )如圖 1-2-2 所示，小滑塊在較長的固定斜面頂端，以初速度 v02 m /s、加速度 a2 m /s2沿斜面加速向下滑行，在到達斜面底端前 1 s 內(nèi)，滑塊所滑過的距離為715 L，其中 L 為斜面長求：滑塊在斜面上滑行的時間 t和斜面的長度 L.圖 1-2-2 解 ： 由 題 意 有 ： a 2 m /s2， v0 2 m /s；設(shè) 物 體 從 A 到 B 的 時 間 為 t1， 運 動 到 B 點 的 速 度 為 v1，聯(lián) 立 得 t1 2 s， L 15 m ；小 球 在 斜 面 上 滑 行 的 時 間 t t 1 1 s 3 s. 2(2014 年 山 東 卷 )研究表明，一般人的剎車反應(yīng)時間(即圖 1-2-3 甲中“反應(yīng)過程”所用時間)t00.4 s，但飲酒會導(dǎo)致反應(yīng)時間延長在某次試驗中，志愿者少量飲酒后駕車以 v0 72 km /h 的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離 L39 m減速過程中汽車位移 s 與速度 v的關(guān)系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運動取重力加速度的大小 g10 m /s2.求：(1)減速過程汽車加速度的大小及所用時間(2)飲酒使志愿者的反應(yīng)時間比一般人增加了多少 甲 乙圖 1-2-3解 ： (1)設(shè) 減 速 過 程 汽 車 加 速 度 的 大 小 為 a， 所 用 時 間 為 t，由 題 可 得 初 速 度 v0 20 m /s， 末 速 度 vt 0， 位 移 s 25 m ， 由運 動 學(xué) 公 式 得 聯(lián) 立式 ， 代 入 數(shù) 據(jù) 得a 8 m /s2t 2.5 s.(2)設(shè) 志 愿 者 反 應(yīng) 時 間 為 t， 反 應(yīng) 時 間 的 增 加 量 為 t， 由 運動 學(xué) 公 式 得L v0t s t t t 0聯(lián) 立式 ， 代 入 數(shù) 據(jù) 得t 0.3 s. 考 點 2 應(yīng) 用 勻 變 速 直 線 運 動 的 推 論 解 題除了基礎(chǔ)回顧中講到的推論，勻變速直線運動還有初速度為零以下推論：(1)做勻變速直線運動的物體，如果初速度為零，那么公式 重 點 歸 納 (2)由以上各式可以方便地得到初速度為零的勻加速直線運動各物理量間的比例關(guān)系前 1 s、前 2 s、前 3 s、內(nèi)的位移之比為 1 4 9.第 1 s、第 2 s、第 3 s、內(nèi)的位移之比為 1 3 5.第 1 s 末、第 2 s 末、第 3 s 末、的速度之比為1 2 3. 典 例 剖 析例 2：運行著的汽車制動后做勻減速直線滑行，經(jīng) 3.5 s 停止則它在制動開始后的 1 s 內(nèi)、2 s 內(nèi)、3 s 內(nèi)通過的位移之比為( )A1 3 5C1 2 3 B3 5 6D4 5 7思 維 點 撥 ： 用 逆 向 思 維 法 ， 把 汽 車 減 速 過 程 逆 向 看 成 是 初速 度 為 零 的 勻 加 速 直 線 運 動 的 過 程 解 析 ： 設(shè) 汽 車 從 起 制 動 ， 1 s 末 到 A,2 s 末 到 B,3 s 末 到 C，最 后 停 在 D.這 個 運 動 的 逆 過 程 可 看 成 反 向 的 初 速 度 為 零 的 勻 加速 直 線 運 動 ， 加 速 度 的 大 小 不 變 ， 將 3.5 s 分 為 7 個 0.5 s， 那 么 ，從 D逆 過 來 在 連 續(xù) 7 個 0.5 s的 位 移 之 比 為 1 3 5 7 9 11 13，sCB 為 逆 向 的 第 2 和 第 3 個 0.5 s 的 位 移 之 和 ， sBA 為 逆 向 的 第 4 和第 5 個 0.5 s 的 位 移 之 和 ， sAO 為 逆 向 的 第 6 和 第 7 個 0.5 s 的 位 移 之和 ， 則 sCB sBA sAO (3 5) (7 9) (11 13) 8 16 24，所 以 得 到 汽 車 從 O 起 在 1 s 內(nèi) ， 2 s 內(nèi) ， 3 s 內(nèi) 位 移 之 比 s OA sOB sOC 24 40 48 3 5 6.答 案 ： B 【 考 點 練 透 】3(2014 年 廣 東 珠 海 摸 底 )質(zhì)點做直線運動的位移 s 與時間t 的關(guān)系為 s5tt2(各物理量均采用國際單位制單位)，則該質(zhì)點( )A第 1 s 內(nèi)的位移是 5 mB前 2 s 內(nèi)的平均速度是 6 m /sC任意相鄰 1 s 內(nèi)的位移差都是 1 mD任意 1 s 內(nèi)的速度增量都是 2 m /s 由 題 給 關(guān) 系 可 得 質(zhì) 點 做 初 速 度 v 0 5 m /s、 加 速 度 a 2 m /s2 的勻 加 速 直 線 運 動 ， 再 應(yīng) 用 勻 變 速 直 線 運 動 的 公 式 及 推 論 解 題 答 案 ： D 4(多 選 ， 2015 年 河 北 正 定 中 學(xué) 模 擬 )如圖 1-2-4 所示，一小滑塊沿足夠長的斜面以初速度 v 向上做勻減速直線運動，依次經(jīng) A、B、C、D 到達最高點 E，已知 ABBD6 m，BC1 m，滑塊從 A 到 C 和從 C 到 D 所用的時間都是 2 s設(shè)滑塊經(jīng) C 時的速度為 vC，則( )圖 1-2-4A滑塊上滑過程中加速度的大小為 0.5 m /s 2BvC6 m /sCDE3 mD從 D 到 E 所用時間為 4 s 解 析 ： 據(jù) 題 意 ， 由 于 滑 塊 向 上 做 勻 減 速 直 線 運 動 ， 則 有 ：xCD xAC aT2， 則 a 0.5 m /s2， 故 A 選 項 正 確 ； 據(jù) 勻 變 速 直線 運 動 中 某 段 時 間 內(nèi) 的 平 均 速 度 等 于 該 段 時 間 中 點 時 刻 的 瞬 時可 得 xDE xCE xCD 4 m ， 故 C 選 項 錯 誤 ； 據(jù) 逆 向 分 析 有 ： xDE at ED， 則 tED 4 s， 所 以 選 項 D 正 確 答 案 ： AD12 方 法 1 勻 變 速 直 線 運 動 解 題 的 數(shù) 學(xué) 方 法勻變速直線運動解題常用的數(shù)學(xué)方法有：1基本公式法公式主要包括勻變速直線運動的基本公式(速度與時間公式，位移與時間公式等)、重要推論這些公式是最基本的，其他推論、公式都是從這些基本公式中得來的因此，該類型的任何題目，使用一般公式法循序漸進地利用各種已知或隱含的條件列出方程，最后都能解答出來當(dāng)對題目毫無頭緒、無法展開時，可用此方法 2重要推論法(1)中間時刻速度平均速度法有些題目應(yīng)用平均速度公式，可以避免常規(guī)解法中列出的含有 t2 的復(fù)雜式子，從而簡化解題過程，提高解題效率該方法的優(yōu)點是無需觀察具體細節(jié)，無需涉及時間變量，只要知道始末速度和位移或加速度，就可求出相應(yīng)的量這個式子其實是變形的功能定理簡化式(3)巧用saT 2.對一般的勻變速直線運動問題，若出現(xiàn)連續(xù)相等的時間間隔問題，應(yīng)優(yōu)先考慮用saT2 求解該公式是個實驗應(yīng)用推論 3比例法對于初速度為零的勻加速直線運動與末速度為零的勻減速直線運動，都可以利用初速度為零的勻加速直線運動的比例關(guān)系求解4圖象法等(詳細請參考本專題第 4 講) 例 3：為了測定一輛電動汽車的加速性能，研究人員駕駛汽車沿平直公路從標桿 O 處由靜止啟動，依次經(jīng)過 A、B、C 三處標桿，如圖 1-2-5 所示，已知 AB 間的距離為 x1，BC 間的距離為 x2，測得汽車通過 AB 段與 BC 段所用的時間相等將汽車的運動過程視為勻加速直線行駛，求標桿 O 與標桿 A 的距離圖 1-2-5 審 題 突 破 ： 本 題 的 意 圖 在 于 考 查 勻 變 速 直 線 運 動 的 基 本 規(guī)律 審 題 時 一 定 要 注 意 物 體 的 運 動 性 質(zhì) ， 這 樣 才 能 選 擇 正 確 的規(guī) 律 ， 再 注 意 到“汽 車 通 過 AB 段 與 BC 段 所 用 的 時 間 相 等 ” 這一 條 件 ， 也 可 以 利 用 勻 變 速 直 線 運 動 的 推 論 快 速 求 解 解 ： 畫 出 運 動 過 程 示 意 圖 ， 如 圖 1-2-6 所 示 圖 1-2-6 解 法 一 基 本 公 式 法設(shè) 汽 車 的 加 速 度 為 a， 到 達 A 點 的 速 度 為 v0， 通 過 AB 段 和BC 段 所 用 的 時 間 均 為 t， 則 有 解 法 二 應(yīng) 用 推 論 法設(shè) 汽 車 的 加 速 度 為 a，到 達 B 點 的 速 度 為 vB， 通 過 AB 段和 BC 段 所 用 的 時 間 都 為 t， 則 有 題 外 拓 展 ： 本 題 看 似 一 道 極 常 規(guī) 的 試 題 ， 卻 隱 含 著 玄 機 ，許 多 考 生 因 沒 有 列 出 足 夠 多 的 有 效 方 程 或 者 缺 乏 計 算 技 巧 而 沒有 解 出 最 后 結(jié) 果 ， 在 解 法 一 中 ， 由式 得 出 ， 然 后 計 算出 A 點 的 速 度 ， 計 算 方 法 極 妙 ， 然 而 在 考 試 有 限 的 時 間 內(nèi) 考 生很 難 想 到 這 么 巧 妙 的 計 算 方 法 解 法 二 則 回 避 了 這 一 難 點 ， 更顯 靈 活 通 過 此 例 題 我 們 能 夠 受 到 啟 發(fā) ， 任 何 題 目 的 考 查 都 是有 目 的 的 ， 善 于 揣 摩 命 題 人 的 考 查 意 圖 ， 就 會 給 審 題 和 選 擇 解題 方 法 指 明 方 向 ， 從 而 使 解 題 更 加 方 便 快 捷 【 觸 類 旁 通 】1(2015 年 河 南 信 陽 模 擬 )中國首架空客 A380 大型客機在最大重量的狀態(tài)下起飛需要滑跑距離約為 3000 m，著陸距離大約為 2000 m設(shè)起飛滑跑和著陸時都是勻變速運動，起飛時速度是著陸時速度的 1.5 倍，則起飛滑跑時間和著陸滑跑時間之比是( )A3 2C1 2 B1 1D2 1 答 案 ： B 2從斜面上某一位置每隔 0.1 s 釋放一顆小球，在連續(xù)釋放幾顆后，對斜面上正在運動著的小球拍下部分照片，如圖1-2-7 所示現(xiàn)測得 xAB15 cm，xBC20 cm，已知小球在斜面上做勻加速直線運動，且加速度大小相同(1)求小球的加速度(2)求拍攝時 B 球的速度(3)D、C 兩球相距多遠？(4)A 球上面正在運動著的小球共有幾顆？圖 1-2-7 則 B 球 上 面 正 在 運 動 著 的 小 球 共 有 3 顆 ， A 球 上 面 正 在 運動 著 的 小 球 共 有 2 顆 方 法 2 新 角 度 觀 察 物 理 過 程 的 應(yīng) 用新角度觀察物理過程主要是區(qū)別我們平時的、習(xí)慣性的(包括時間順序、位置參考系等習(xí)慣)角度觀察物理過程比如逆向思維通過將整個物理過程倒置來思考；巧選參考系不以平時題中所說的靜止的物體為參考系，而是選擇對研究更合適的運動的物體為參考系；對稱法采用一個性質(zhì)相互對稱的參考點將物理過程對稱分析；守恒法則是通過整體而非細節(jié)來分析物理過程有很多可逆性、對稱性、相對平移守恒性(如參考系的任意選擇)，因此可以根據(jù)需要選擇最好的角度去分析物理過程不要將思維限定在一個地方上 1逆向思維法對于初速度為零的勻加速直線運動，有很多推論可以直接應(yīng)用因此如果物體做末速度為零的勻減速直線運動，則可以看成是初速度為零的勻加速直線運動，所有對于初速度為零的勻加速直線運動的推論就可以應(yīng)用了2巧選參考系法在涉及運動的題目中，嘗試用選取各個不同的參考系來解題，能找到一個非常合適的參考系，使得解題方便快捷訓(xùn)練方法就是嘗試用各個特別的參考系求解，培養(yǎng)該方法的直覺3假設(shè)物理過程法：通過假設(shè)一個物理過程來解題，該過程滿足終始條件4對稱法、守恒法(詳細請參考本專題第 3 講)等 例 4：做勻減速直線運動直到靜止的物體，在最后三個連續(xù)相等的運動時間內(nèi)通過的位移比是( )A1 3 5C1 4 9 B5 3 1D9 4 1審 題 突 破 ： 注 意 到“勻 減 速”和“靜 止”， 以 及“連 續(xù) 相等 的 時 間”等 關(guān) 鍵 詞 ， 運 用 逆 向 思 維 ， 把 物 體 看 成 是 從 靜 止 開始 做 勻 加 速 直 線 運 動 ， 運 用 勻 加 速 直 線 運 動 的 規(guī) 律 解 題 即 可 解 析 ： 初 速 度 為 零 的 勻 加 速 直 線 運 動 開 始 的 三 個 連 續(xù) 相 等的 運 動 時 間 內(nèi) 通 過 的 位 移 比 為 1 3 5， 如 果 把 這 題 中 的 運 動倒 過 來 逆 著 時 間 順 序 考 慮 ， 可 用 上 初 速 度 為 零 的 勻 加 速 直 線 運動 的 規(guī) 律 ， 則 可 解 得 答 案 為 5 3 1.答 案 ： B 同 類 延 伸 ： 高 中 階 段 我 們 碰 到 的 逆 向 思 維 問 題 很 多 ， 如 奧斯 特 發(fā) 現(xiàn) 電 流 的 磁 效 應(yīng) ， 就 是 從 小 磁 針 的 轉(zhuǎn) 動 推 出 周 圍 存 在 磁場 進 而 發(fā) 現(xiàn) 電 流 可 以 產(chǎn) 生 磁 場 法 拉 第 在 此 基 礎(chǔ) 上 運 用 逆 向 思維“電 可 以 生 磁 ， 磁 也 可 以 生 電”， 從 而 得 出 法 拉 第 電 磁 感 應(yīng)定 律 的 又 如 力 的 合 成 和 分 解 ， 運 動 的 合 成 和 分 解 等 概 念 若能 恰 當(dāng) 地 進 行 “ 由 此 及 彼 ， 再 由 彼 及 此 ” 的 思 考 ， 提 出 相 反 的思 路 ， 就 能 幫 助 建 立 雙 向 聯(lián) 結(jié) ， 知 識 就 容 易 得 到 引 伸 和 擴 充 ，技 能 就 會 產(chǎn) 生 積 極 的 遷 移 【 觸 類 旁 通 】3(2015 年 河 南 鄭 州 模 擬 )如圖 1-2-8 所示，在水平面上固定著三個完全相同的木塊，一子彈以水平速度射入木塊，若子彈在木塊中做勻減速直線運動，當(dāng)穿透第三個木塊時速度恰好為零，則子彈依次射入每個木塊時的速度比和穿過每個木塊所用時間比正確的是( )圖 1-2-8 答 案 ： D 4(2015 年 呼 和 浩 特 段 考 )在以速度 v 勻速上升的電梯內(nèi)豎直向上拋出一個小球，電梯內(nèi)觀察者看見小球經(jīng)時間 t 達到最高點，不計空氣阻力，則有( )A地面上的人所見小球拋出時的速度為 v0gtB電梯中的人看見小球拋出時的速度為 v0gtD地面上的人看見小球上升的時間也為 tC地面上的人看見小球上升的最大高度為h gt212 解 析 ： 以 電 梯 為 參 考 系 ， 根 據(jù) 運 動 學(xué) 方 程 ， 電 梯 中 的 人 看見 小 球 拋 出 時 的 速 度 為 v0 gt， 選 項 B 正 確 ； 以 地 面 為 參 考 系 ，地 面 上 的 人 看 見 小 球 拋 出 時 的 速 度 為 gt v， 選 項 A 錯 誤 ； 電梯 中 的 人 看 到 小 球 的 速 度 為 零 ， 只 是 小 球 的 速 度 與 電 梯 的 速 度相 同 ， 實 際 上 小 球 此 時 相 對 地 面 的 速 度 為 v， 電 梯 中 的 人 看 到小 球 上 升 的 最 大 高 度 等 于 gt2， 上 升 的 時 間 為 t， 地 面 上 的 人 看見 小 球 上 升 的 最 大 高 度 大 于 gt2， 上 升 時 間 大 于 t， 選 項 C、 D錯 誤 答 案 ： B 12 12 易 錯 點 剎 車 陷 阱例 5：汽車以 20 m /s 的速度做勻速運動，某時刻關(guān)閉發(fā)動機做勻減速運動，加速度大小為 5 m /s2，則它關(guān)閉發(fā)動機后通過 s37.5 m 所需的時間為( )A3 s B4 s C5 s D6 s 0 v0 20正 解 分 析 ： 因 為 汽 車 經(jīng) 過 t0 a 5 s 4 s 已 經(jīng) 停 止運 動 ， 4 s 后 位 移 公 式 已 不 適 用 ， 故 t2 5 s 應(yīng) 舍 去 ， 即 正 確 答 案只 有 A 選 項 指 點 迷 津 ： 汽 車 的 剎 車 過 程 可 看 作 勻 減 速 運 動 ， 但 它 不 同于 一 般 的 勻 變 速 運 動 ， 當(dāng) 汽 車 的 速 度 減 為 零 后 ， 它 就 停 止 運 動 ，不 能 繼 續(xù) 減 速 ， 也 不 能 再 返 回 來 ， 所 以 在 解 剎 車 問 題 時 ， 一 定要 注 意 分 析 汽 車 停 下 需 要 多 長 時 間 ， 再 決 定 求 解 采 用 的 方 法 、步 驟 ， 不 能 亂 套 公 式 【 觸 類 旁 通 】5四川災(zāi)后重建中，在某工地上一卡車以速度 10 m /s 勻速行駛，剎車后第 1 個 2 s 內(nèi)的位移與最后一個 2 s 內(nèi)的位移之比為 3 2，設(shè)卡車做勻減速直線運動，則剎車后 4 s 內(nèi)卡車通過的距離是( )A2.5 m B4 m C12 m D12.5 m 答 案 ： D