浙江省高三物理復(fù)習(xí) 第1章 第2講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用課件 新人教版

一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念1 1定義定義：物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)，如果在相等的時(shí)間內(nèi)速度變化相等，這種運(yùn)動(dòng)叫勻變速直線運(yùn)動(dòng)2 2特點(diǎn)特點(diǎn)：加速度大小和方向都不隨時(shí)間的變化而變化，即a恒量，且加速度與速度在同一直線上，若以v0為正方向，則a0，表示物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；a0，表示物體做勻減速運(yùn)動(dòng)但不能認(rèn)為a0就是加速，a0就是減速，重點(diǎn)要看速度方向和加速度方向是否一致 3 3判斷一直線運(yùn)動(dòng)是否為勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法判斷一直線運(yùn)動(dòng)是否為勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法(1)1)定義法定義法：看在相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化是否相等(2)(2)判別式法判別式法：利用xaT2(常數(shù))判斷，即看在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移之差是否為常數(shù)(3)(3)圖象法圖象法：vt圖象是否為傾斜直線 二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律1速度公式速度公式：vtv0at2位移公式位移公式：xv0tat2 (除時(shí)間t外，其余四個(gè)物理量均為矢量) 三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)推論220001222022 22ttttxvvaxvvxvttvtvvv123速度位移關(guān)系式：平均速度公式：中點(diǎn)位移速度 公式：4任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔T內(nèi)的位移之差為一恒量，即x2x1x3x2xnxn1xaT2.推論推論：第m個(gè)時(shí)間T內(nèi)的位移和第n個(gè)時(shí)間T內(nèi)的位移之差 xmxn(mn)aT2四、初速度為零四、初速度為零(或末速度為零或末速度為零逆向思維逆向思維)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特殊規(guī)律的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特殊規(guī)律221,2,.122vvat xatvax xt做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，如果初速度為零，或者末速度為零，那么公式都可簡(jiǎn)化為： 123222212312312312 31231 221233123135(21)nnnTTTnTvvvvnTTTnTxxxxnTTTnTxxxxn第末、第末、第末第末的瞬時(shí)速度比為： 頭內(nèi)、頭內(nèi)、頭內(nèi)頭內(nèi)的位移比為： 第 個(gè) 內(nèi)、第 個(gè) 內(nèi)比例式、第 個(gè) 內(nèi)第 個(gè) 內(nèi)位移比為： 12312311231231( 2 1) ( 32)(1)1(12) ( 23)456)(1nnnxxxnxttttnxttttnnxv v v vvnn234連續(xù)通過(guò)頭 、頭、頭頭所用的時(shí)間比為： 連續(xù)通過(guò)相等的位移 所用的時(shí)間比為： 連續(xù)通過(guò)相等位移 內(nèi)的平均速度比為： 五、應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律處理問(wèn)題時(shí)的思路和步驟五、應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律處理問(wèn)題時(shí)的思路和步驟1確立好研究對(duì)象2畫(huà)出示意圖，搞清物理情景3如果一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)包含幾個(gè)階段，就要分段分析，弄清物體在每段上的運(yùn)動(dòng)情況及遵循的規(guī)律，應(yīng)該特別注意的是各段交接點(diǎn)處的速度往往是解題的關(guān)鍵4注意找出題目中的隱含條件，如機(jī)車(chē)啟動(dòng)過(guò)程，隱含初速度為零；汽車(chē)剎車(chē)直到停止過(guò)程，隱含物體勻減速運(yùn)動(dòng)末速度為零飛機(jī)著陸減速、汽車(chē)剎車(chē)等隱含研究對(duì)象不會(huì)反向運(yùn)動(dòng)5選取恰當(dāng)公式(盡量減少未知量)列方程六、勻變速問(wèn)題的多解性六、勻變速問(wèn)題的多解性在用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題的過(guò)程中，有多種解法可供你選擇，所以在解題過(guò)程中嘗試每一種解法能提高你的思維能力和記憶能力，也能從中學(xué)習(xí)到多種物理思維方法，如逆向思維法，圖象法，判別式法，能大大的提高你的解題速度1解題的基本思路審題畫(huà)出草圖判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)選取正方向(或建立坐標(biāo)軸)選用公式列出方程求解方程，必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論 2220002122.2tttvvatxv tatvvaxxvtvv基本公式法公式 ， ， 是研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的最基本的規(guī)律，合理地運(yùn)用和選擇三式中的任意兩式是求解運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題最常用的基本方法定義式對(duì)任何性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)都適用，而 只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，此外對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)還有常見(jiàn)解題方法均平速度法 22(5)34MNxaTMTNTxxMN aT利用在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，第個(gè) 時(shí)間內(nèi)的位移和第 個(gè) 時(shí)間內(nèi)的位移之差，對(duì)紙帶類(lèi)問(wèn)題用此方法尤為快捷比例法利用比例式中各結(jié)論分析初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)巧選參考系一個(gè)物體相對(duì)于不同參考系，運(yùn)動(dòng)性質(zhì)一般不同，通過(guò)變換參考系，可以將物體的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為容易研究的運(yùn)動(dòng)(6)“逆向思維”法逆向過(guò)程處理(逆向思維法)是把運(yùn)動(dòng)過(guò)程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”的反向研究問(wèn)題的方法，如物體做加速運(yùn)動(dòng)看成反向的減速運(yùn)動(dòng)，物體做減速運(yùn)動(dòng)看成反向的加速運(yùn)動(dòng)處理，該方法一般用在末狀態(tài)已知的情況(7)圖象法應(yīng)用vt圖象，可把較復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)檩^簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問(wèn)題解決，尤其是圖象定性分析，可避開(kāi)繁雜的計(jì)算，快速求解200910 110 009105640111-21 (2-0 0)11AABBCC年 月 日上午 ： 國(guó)慶大閱兵，數(shù)十個(gè)裝備方隊(duì)以磅礴的氣勢(shì)經(jīng)過(guò)天安門(mén)，這是新中國(guó)成立六十年來(lái)，中國(guó)軍隊(duì)裝備數(shù)量最多、規(guī)模最大的一次全景展示直 武裝直升機(jī)在地面上空某高度 位置處于靜止待命狀態(tài)，要求該機(jī) 時(shí)分秒由靜止?fàn)顟B(tài)沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)段加速后，進(jìn)入段的勻速受閱區(qū)， 時(shí)準(zhǔn)時(shí)通過(guò) 位置，一、公式的應(yīng)用例 、浙江魯迅中學(xué)如圖所示 5km10km12ABBCxxBCAB，已知，問(wèn)： 直升機(jī)在段的速度大小是多少？在段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小是多少？ 2112.01210ABBCBCvtABtaABvxtBCxvt設(shè)段直升機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度大小為 ，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 ，在段直升機(jī)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 ，加速度大小為 對(duì)于段，由平均速度的關(guān)系得到： 對(duì)于段，由勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式有： 根據(jù)直升機(jī)時(shí)解析： 1222564011200 2 /100/1/22ABACttsABvvaxaxvvm sm s分秒由 出發(fā)，時(shí)準(zhǔn)時(shí)通過(guò) 位置，則： 聯(lián)立，代入數(shù)據(jù)解得 在段，由 得 212m / s2m / s1s6m例2一個(gè)物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，初速度為，加速度大小為，該物體在某 內(nèi)的位移為，此后它還能運(yùn)、動(dòng)多遠(yuǎn)？0.12m / s1s.xOvOAtAB本題求位移 運(yùn)動(dòng)草圖如圖所示，物體處于點(diǎn)時(shí)的速度 ，由 點(diǎn)到 點(diǎn)所用時(shí)間為 ，從 到 所用時(shí)間為解析：20200(1)(1)6m2.5s(1) 12m / s2(2.51)m / s5m / s5m /6.25m2.s 1OAOBOAOBBOAxv ta tOBxvtatxxxtBvva tBxvvxa x從 點(diǎn)到 點(diǎn)的位移從 點(diǎn)到點(diǎn)的位移 ，所以將已知量代入上式可得 則物體到 點(diǎn)的速度為 物體以的速度由 點(diǎn)勻減速運(yùn)動(dòng)到停下，還能運(yùn)動(dòng)的位移 由 解得 方法 ：220.5s6m / s.0(0122.56.2.55m.2)2.5sABAxvvvtBtvatBttBxa 根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度可得物體由 點(diǎn)再經(jīng)過(guò)時(shí)的速度 為： 設(shè)物體經(jīng)過(guò) 點(diǎn)后還能運(yùn)動(dòng) 的時(shí)間，則有 ，解出 把從 點(diǎn)勻減速運(yùn)動(dòng)到停下的過(guò)程看做反向的靜止開(kāi)始的勻加速運(yùn)動(dòng)，則可得過(guò) 點(diǎn)后還能運(yùn)動(dòng)的位移大小為方法2：20012.25 .12.2566.25 .3BAtACCABatxxv tatvACvvaxmxmmm、 段已知三個(gè)物理量 、 、 ，根據(jù)可求 ，段已知三個(gè)物理量 、 、，可得所以 方法 ：點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：從此例可以看出對(duì)同一個(gè)問(wèn)題的求解，選擇合適的方法、合適的公式，解題速度會(huì)大大提高，且不易出錯(cuò)22218/2114 ,2xatam sxatmBs汽車(chē)剎車(chē)反過(guò)來(lái)可以看做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由，可知其加速度為；汽車(chē)停止前最后 的位移解析：選項(xiàng)是正確。變式訓(xùn)練1、(2010浙江溫州八校聯(lián)考)汽車(chē)遇緊急情況剎車(chē)，經(jīng)1.5s停止，剎車(chē)距離為9m.若汽車(chē)剎車(chē)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則汽車(chē)停止前最后1s的位移是()A.4.5m B.4m C.3m D2mB0025s.2ttvvxttvvxt已知物理量 、 、 ，求選用公解析：式 ，解得變式訓(xùn)練2、一個(gè)滑雪的人，從85米長(zhǎng)的山坡上勻變速滑下，初速度是1.8m/s，末速度是5.0m/s，他通過(guò)這段山坡需要多長(zhǎng)時(shí)間？二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中公式的矢量性例3、一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度的大小為4m/s,1s后速度的大小變?yōu)?0m/s.在這1s內(nèi)該物體的()A位移的大小可能小于4mB位移的大小可能大于10mC加速度的大小可能小于4m/s2D加速度的大小可能大于10m/s2AD02200112202021s10m / s1s10m / s10m / s104m / s6m / s7m.12104=m / s14m / s13m.2ttttvvvvvaxttvvatvvxt本題的關(guān)鍵是位移、速度和加速度的矢量性若規(guī)定初速度 的方向?yàn)檎较?，則仔細(xì)分析后速度的大小變?yōu)檫@句話，可知 后物體速度可能是，也可能是，因而有：同向時(shí)，=， =反向時(shí)，=，=-式中負(fù)號(hào)表示解析：方向與規(guī)定正方向相反點(diǎn)評(píng):物理量的矢量性往往造成多解,應(yīng)特別注意變式訓(xùn)練3、一物體在與初速度v0方向相反的恒力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，v020m/s，加速度大小a5m/s2，求：(1)物體經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間回到出發(fā)點(diǎn)？(2)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后6s末物體的速度(3)10s末物體的位置 12200020101x=v t+ata-2-22=5m/s25m / s6s20m0=/ s10m /s8ss-512tvtatxvvatatvv由題意可知物體做勻減速運(yùn)動(dòng)后做反方向的勻加速運(yùn)動(dòng)，故可直接應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)公式以初速度方向?yàn)檎较騽t有：設(shè)經(jīng) 秒后物體回到出發(fā)點(diǎn)，此過(guò)程中 ，代入公式：，解得：由公式： 將 ， ， 代入上式，解得：，負(fù)號(hào)表示與初速度方解析：向相反 2020125m / s50m10s20m / s50m.310sxv tatatvx由公式 將 ， ， 代入上式解得 ，負(fù)號(hào)表示內(nèi)的位移與初速度方向也就是距出發(fā)點(diǎn)相反，三、剎車(chē)問(wèn)題(陷阱題)例4、一輛汽車(chē)以72km/h的速度行駛，現(xiàn)因故緊急剎車(chē)并最終停止運(yùn)動(dòng)，已知汽車(chē)剎車(chē)過(guò)程加速度的大小為5m/s2，則從開(kāi)始剎車(chē)經(jīng)過(guò)5s，汽車(chē)通過(guò)的位移是多大？0000-0-2072/20/4-54ttvvvkm hm stssas在汽車(chē)剎車(chē)的過(guò)程中，汽車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)并最終停止，汽車(chē)停止運(yùn)動(dòng)后加速度消失故題給時(shí)間內(nèi)汽車(chē)是否一直減速，還需要判定，設(shè)汽車(chē)由剎車(chē)開(kāi)始至停止運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為 ，選初速度方向?yàn)檎较?，則，由可見(jiàn)，該汽車(chē)剎車(chē)后經(jīng)解析：停止222020 00202040 .22( 51521204(5)42)402tvvxmsxv tatmmmvvamax所以剎車(chē)后 內(nèi)通過(guò)的位移因?yàn)槠?chē)最終靜止，也可由 求解 0200t=1-at2tvavvatxv tt對(duì)于汽車(chē)剎車(chē)、飛機(jī)降落后在跑道上滑行等這樣的機(jī)械類(lèi)物體做的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，它有最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間，速度減到零后，不可能倒過(guò)來(lái)加速運(yùn)動(dòng)，顯然在這種情況下，公式 ， 中的不能任意選取，若給出時(shí)間求位移要注意先判定在這段時(shí)間內(nèi)物體是否點(diǎn)評(píng)：早已停下變式訓(xùn)練4、如圖122所示，A、B兩物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們相距x07m時(shí)，A在水平拉力和摩擦力的作用下，正以4m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)，而物體B此時(shí)的速度為10m/s，方向向右，且在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2m/s2.則A追上B用的時(shí)間為 () A6s B7sC8s D9s圖1-2-2C0000101010110=s5s25s=1 5=m=25m2245m20m+72520=s3s4(538)ssBBBAABAABAABtvtaBxv tAxv tAtBxxxv txxxtvABttt設(shè) 運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 ，則在內(nèi)， 的位移的位移 設(shè) 需要再經(jīng) 追上 ，根據(jù)兩物體的位移關(guān)系，有 =追上 需要的時(shí)間 析：解點(diǎn)評(píng)：在追及和相遇問(wèn)題中也要考慮剎車(chē)問(wèn)題四、勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題解法的多樣性例5、物體以一定的初速度沖上固定的光滑的斜面，到達(dá)斜面最高點(diǎn)C時(shí)速度恰為零，如圖123所示，已知物體運(yùn)動(dòng)到斜面長(zhǎng)度3/4處的B點(diǎn)時(shí)，所用時(shí)間為t，求物體從B滑到C所用的時(shí)間 圖1-2-3解析：方法1：逆向思維法物體向上勻減速?zèng)_上斜面，相當(dāng)于向下勻加速滑下斜面故xBCat2BC/2xACa(ttBC)2/2又xBCxAC/4，解得：tBCt方法2：比例法對(duì)于初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)相等的時(shí)間里通過(guò)的位移之比為x1x2x3xn135(2n1)現(xiàn)有xBCxBAxAC/43xAC/413通過(guò)xAB的時(shí)間為t，故通過(guò)xBC的時(shí)間tBCt.方法3：中間時(shí)刻速度法利用推論：中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段位移的平均速度0002020() / 2(0) / 2/ 222/ 4/ 24.ACtACBBCBCAOBBBCvvvvvvaxvaxxxvvvACBtt又解得： 可以看出正好等于段的平均速度，因此 點(diǎn)是中間時(shí)刻方的位置，因此有法：圖象法利用相似三角形面積之比，等于對(duì)應(yīng)邊平方比的方法，作出vt圖象，如圖SAOC/SBDCCO2/CD2且SAOC4SBDC，ODt，OCttBC.221234 /1() /.01( 2 1) ( 32):( 43):(1)( 2 1)( 32)( 43)5BCBCBCnxBDxDExEAxtttttt t ttnnBCtBDDEEAttttttt所以 得性質(zhì)法對(duì)于初速度為 的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連續(xù)相等的各段位移所用的時(shí)間之比：: : : : : :現(xiàn)將整個(gè)斜面分成相等的四段，如圖，設(shè)通過(guò)段的時(shí)間為 ，那么通過(guò)、段的時(shí)間分別為：=，=，=方法，又：.BDDEEAxttttt+= ，得 =點(diǎn)評(píng)：求解勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，方法多樣，嘗試每一種解法，有助于把握規(guī)律，拓寬思路變式訓(xùn)練5、一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，在連續(xù)相等的兩個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，通過(guò)的位移分別是24m和64m，每一個(gè)時(shí)間間隔為4s，求質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)的初速度和加速度 1222122122112.5/22()2224641/ .1AAAAxv tatxvtatv tatxmxmam svm s基本公式法畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖，如圖所示，因題目中只涉及位移與時(shí)間，故選擇位移公式將 、 代入上式，解得解析：， 方法 ：12121212222464/6/16/ .4422616/11/ .221/221 1/2.5/.221/24BCABACBACCAtxxvm sm s vm sm sttvvvvBACvvvvvvvvvam smm sm svm svmsst用平均速度公式連續(xù)相等的兩段時(shí)間內(nèi)的平均速度分別為：，點(diǎn)是段的中間時(shí)刻，則，所以 ， 方法，：222221240m / s2.5m / s 11m / s342.AAxaTxv tatvxaT方法 ：用特殊式判別式解由得再由 ，得=解=