《2014届高三物理二轮复习名师点拨专题课件匀变速直线运动.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014届高三物理二轮复习名师点拨专题课件匀变速直线运动.ppt（65页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、匀变速直线运动,1.匀变速直线运动的规律: (1)三个基本公式: 速度公式:_。 位移公式:_。 速度位移关系式:_。,vt=v0+at,(2)两个重要推论: 某段时间内的平均速度等于_, 即_。 任意两个连续相等时间(T)内的位移之差是一个恒量, 即_。,中间时刻的瞬时速度,x=xn+1-xn=aT2,2.运动图像及其应用:,速度,加速度,初位,置x0,初速,度v0,倾斜的,直线,位移,与时间,轴平行,的直线,倾斜的,直线,1.(多选)(2013四川高考)甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v-t图像如图所示,则 ( ),A.甲、乙在t=0到t=1s之间沿同一方向运动 B.乙在
2、t=0到t=7s之间的位移为零 C.甲在t=0到t=4s之间做往复运动 D.甲、乙在t =6s时的加速度方向相同,【解析】选B、D。在t=0到t=1s之间,甲沿正方向运动,而乙先沿负方向运动,再沿正方向运动,故选项A错误;在t=0到t=7s之间,乙在t上方所围面积与下方所围面积相等,则t=0到t=7s之间的位移为零,故选项B正确;甲在t=0到t=4s之间速度是正值,则甲沿正方向运动,故选项C错误;甲、乙在t=6s时的加速度方向都与正方向相反,故选项D正确。,2.(2013新课标全国卷)水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态,
3、A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动;B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l,l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小。,【解析】设B车的速度大小为v。如图,标记R在时 刻t通过点K(l,l),此时A、B的位置分别为H、G。 由运动学公式,H的纵坐标yA、G的横坐标xB分别为: yA=2l+ at2 xB=vt 在开始运动时,R到A和B的距离之比为21,即OEOF=21 由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到A和B的距离 之比都为21。,因此,在
4、时刻t有:HKKG=21 由于FGHIGK,有:HGKG=xB(xB-l) HGKG=(yA+l)2l 由式得 xB= l yA=5l 联立式得 v= 答案:,热点考向1 运动图像的应用 【典例1】(2013郑州二模)利用传感器与计算机结合,可以自动作出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到运动小车的v-t图像如图所示,由此图像可知 ( ),A.18 s时的加速度大于13 s时的加速度 B.小车做曲线运动 C.13 s末小车距离出发点最远 D.小车前10 s内的平均速度比后10 s内的大,【解题探究】 (1)请确定图像中描述的物理量: 图像上某点的切线斜率表示_; 图像与t轴所围面积表示_。
5、(2)v-t图像的形状表示运动轨迹吗? 提示:v-t图像描述的都是直线运动,形状不表示运动轨迹。,物体在该时刻的加速度,物体在该过程的位移,【解析】选A。v-t图像上某点的切线斜率大小表示加速度的大 小,由图像可知18s时图像切线斜率大于13 s时图像切线斜率, 选项A正确;v-t图像描述的是直线运动,并不是运动轨迹,选项 B错误;小车的速度方向始终为正,即小车一直沿正方向运动,故 20 s末小车距离出发点最远,选项C错误;图像与t轴所围面积表 示小车的位移,前10 s内的位移小于后10 s内的位移,由 可得前10s内的平均速度比后10 s内的小,选项D错误。,【总结提升】 从v-t图像中可读
6、取的四个物理量 (1)运动速度:从速度轴上直接读出,正负表示运动方向。 (2)运动时间:从时间轴上直接读出时刻,取差得到运动时间。 (3)运动加速度:由图线的斜率得到加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负反映了加速度的方向。 (4)运动的位移:图线与时间轴围成的面积表示位移的大小,时间轴以上的面积表示与规定的正方向相同,时间轴以下的面积表示与规定的正方向相反。,【变式训练】(多选)(2013眉山二模)“星跳水立方”节目中,某明星从跳板处以初速度零往下跳的过程中,其速度时间图像如图所示,则下列说法正确的是 ( ),A.跳板距离水面的高度为10 m B.该明星在水中的加速度大于他在空中的加
7、速度 C.该明星在水中受到的阻力有可能小于他的重力 D.该明星在整个下跳过程中的平均速度是5 m/s,【解析】选B、D。结合图像分析,明星下跳过程中,01s做自 由落体运动,1s末到达水面,由图像01s的面积可计算出跳板 距离水面的高度为5m,A错;11.5s做减速运动,说明加速度向 上,水的阻力大于重力,C错;图像的斜率大小表示物体加速度大 小,11.5s图像斜率大,说明明星在水中的加速度大于他在空 中的加速度,B对;图像的面积表示位移,整个过程位移x= 101.5m=7.5 m,平均速度 m/s=5 m/s,D对。,【变式备选】(2013太原一模)将一弹性塑料球从距地面高度为h1处由静止释
8、放,小球与地面碰撞后弹回到高度为h2处。设这一过程中空气阻力的大小恒定,不考虑小球与地面碰撞的时间及损失的动能,以向下为正方向,下列图像大致能反映该过程的是( ),【解析】选B。弹性塑料球下落过程的加速度小于上升过程的加速度,且上升和下落过程的加速度方向相同,选项C、D错误;弹性塑料球下落和上升过程的速度方向相反,选项A错误,B正确。,热点考向2 匀变速直线运动规律的灵活应用 【典例2】(14分)(2013黄冈二模)如图所示,一长为l的长方形木块在水平面上以加速度a做匀加速直线运动。先后经过1、2两点,1、2之间有一定的距离,木块通过1、2两点所用时间分别为t1和t2。求:,(1)木块经过位置
9、1、位置2的平均速度大小; (2)木块前端P在1、2之间运动所需时间。,【解题探究】 (1)请用已知物理量的符号,写出木块平均速度的表达式: 经过位置1的平均速度 =_; 经过位置2的平均速度 =_。,(2)木块前端P在1、2之间运动所需时间的求解思路: 解法一:由平均速度等于中间时刻的瞬时速度,求P端经过 位置1、2时的速度v1、v2。 a.运动规律:_; b.方程式:v1=_,v2=_。 求P端在1、2之间运动的时间t。 a.运动规律:_; b.方程式:_。,匀加速直线运动,匀加速直线运动,v2=v1+at,解法二:设出发点木块P端距位置1的距离为x1,距位置2的距离 为x2,P端到位置1
10、、2的时间分别为t1和t2,请用已知物理 量的符号,写出以下物理量的表达式: 木块的位移:x1=_;x1+l=_; x2=_;x2+l=_; P端在1、2之间运动的时间t=_。,【解析】(1)由平均速度公式 得: 木块经过位置1时的平均速度: (2分) 木块经过位置2时的平均速度: (2分),(2)解法一:由平均速度等于中间时刻的瞬时速度得P端经过位 置1后 时刻的速度为 ,则: P端经过位置1时的速度:v1= (3分) 同理P端经过位置2时的速度:v2= (3分) 由速度公式得:v2=v1+at (2分) 解得:t= (2分),解法二:设出发点木块P端距位置1的距离为x1,距位置2的距 离为
11、x2,P端到位置1、2的时间分别为 和 ,由x= at2得: x1= (2分) x1+l= (3分) x2= (1分) x2+l= (1分),解得: (1分) (1分) 故木块前端P在1、2之间运动所需时间为: t= (1分) 答案:(1) (2),【拓展延伸】典例中: (1)能不能求出位置1和位置2之间的距离?若能,请写出两种 求解方法。 提示:能求出位置1和位置2之间的距离。 方法一:求出P端经过位置1和位置2时的速度,由 =2ax可 求出位置1、2间的距离x= 。 方法二:由位移公式分别求出P端距位置1、2的距离x1、x2,则 由x=x2-x1求出位置1、2间的距离x= 。,(2)若出发
12、点的位置不变,加速度a变大,木块经过位置1、2的 时间t1、t2如何变化?木块P端在1、2之间运动所需时间如何 变化? 提示:木块P端从出发点到位置1的时间 ,木块末端 到位置1的时间 ,木块经过位置1的时间 ,若a变大,t1变小;同理t2变小; 木块P端在位置1、2时的速度变大,由x= t可知t变小。,【总结提升】 匀变速直线运动常用的五种解题方法,【变式训练】(2013成都二模)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.,【解析】选A。物体做匀加速直线运动,其运动示意图如图所 示,由匀
13、加速直线运动规律: v2= , 由匀加速直线运动速度公式v=v0+at知, v2=v1+a , 式联立解得a= 。,热点考向3 追及、相遇问题 【典例3】(15分)(2013西安一模)A、B两辆汽车在平直的公路上同向行驶。当A车的速度为20m/s、B车的速度为4m/s且B车在A车前84m处时,B车开始以2m/s2的加速度做匀加速运动,经过6s后,B车加速度突然变为零,A车一直做匀速运动,求两车经过多长时间相遇?,【解题探究】 (1)请画出A、B两车的运动简图。 提示:,(2)设A车的速度为vA,B车的速度为vB,B车加速行驶时间为t,两 车经过时间t0相遇,请结合运动简图,用已知物理量的符号,
14、写 出以下物理量的表达式: A车的位移xA=_; B车加速的位移xB1=_; B车加速的末速度vB =_; B车匀速运动的位移xB2=_; A车追上B车的位移关系xA=_。,vAt0,vB+at,vB(t0-t),xB1+xB2+x,【解析】设A车的速度为vA,B车的速度为vB,B车加速行驶时间为t,两车经过时间t0相遇,则: 对A车:xA=vAt0 (3分) 对B车加速过程:vB=vB+at (3分) xB1=vBt+ at2 (3分) B车匀速运动过程:xB2=vB(t0-t) (3分) 又有:xA=xB1+xB2+ x (1分) 解得:t0=12s (2分) 答案:12s,【拓展延伸】典
15、例中: (1)若A车的速度为10m/s,A车能否追上B车? 提示:当A、B两车速度相等时两车运动的时间t= =3s, A车的位移xA=vAt=30m,xA84m,又此后B车继续加速3s,B车速 度大于A车,故A车不能追上B车。,(2)若B车加速到20m/s后开始匀速运动,A车能否追上B车? 提示:B车加速的时间t= =8s,A车的位移xA=vAt=160m, B车的位移xB= =96m,则有xAxB+x,故A车不能追上B车。,【总结提升】 追及、相遇问题的规范求解 (1)解题思路和方法:,(2)解题技巧: 紧抓“一图三式”,即过程示意图、时间关系式、速度关系式和位移关系式。 审题应抓住题目中的
16、关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件。 若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意追上前该物体是否已经停止运动,另外还要注意最后对解的讨论分析。,【变式训练】(2013漳州一模)如图所示为三个 运动物体的v-t图像,其中A、B两物体是从不同 地点出发,A、C是从同一地点出发,则以下说法 正确的是 ( ) A.A、C两物体的运动方向相反 B.t=4s时,A、B两物体相遇 C.t=4s时,A、C两物体相遇 D.t=2s时,A、B两物体相距最远,【解析】选C。04 s时间内A、C两物体运动方向相同,4s后A、C两物体运动方向相
17、反,选项A错误;t=4s时,A、B、C物体的位移相同,由于A、B两物体出发点不同,A、C两物体的出发点相同,故A、B两物体不能相遇,A、C两物体能够相遇,选项B错误,C正确;t=2s时,A、B两物体速度相同,由于A、B两物体出发点前、后未知,故不能判断A、B两物体相距最远还是最近,选项D错误。,1.(2013银川二模)某跳伞运动训练研究所,让一位跳伞运 动员从悬停在高空的直升机中跳下,研究人员利用运动员随 身携带的仪器记录下了他的运动情况,通过分析数据,定性画 出了运动员从跳离直升机到落地的过程中在空中沿竖直方向 运动的v-t图像如图所示,则对运动员的运动,下列说法正确 的是 ( ),A.01
18、5 s末做加速度逐渐减小的加速运动 B.010 s末做自由落体运动,15 s末开始做匀速直线运动 C.10 s末打开降落伞,以后做匀减速运动至15 s末 D.10 s末15 s末加速度方向竖直向上,加速度的大小在逐渐减小,【解析】选D。在v-t图像中,图线的斜率表示加速度,从图像可 以看出,010s内,加速度方向向下,图线的斜率越来越小,故不 是自由落体运动,是变加速直线运动,10s末速度达到最大值; 10s末打开降落伞,加速度方向向上,运动员做加速度逐渐减小 的减速运动,15s末加速度为零,速度达到稳定值,以后将做匀速 直线运动,故选项D正确,A、B、C错误。,2.(多选)(2013哈尔滨二
19、模)小球A从离地面20m高处做自由落体运动,小球B从A下方的地面上以20m/s的初速度做竖直上抛运动。两球同时开始运动,在空中相遇,取g=10m/s2 ( ) A.两球相遇时速率都是10 m/s B.两球相遇位置离地面10 m高 C.开始运动1 s后相遇 D.两球在空中相遇两次,【解析】选A、C。小球B能够上升的最大高度h= =20m,故 A、B两球在B上升的过程中相遇,两球相遇时有hB+hA=v0t- gt2+ gt2=20m,解得t=1s,选项C正确;相遇时,vB=v0-gt= (20-101)m/s=10m/s,vA=gt=101m/s=10 m/s,hB=v0t- gt2=(201-
20、1012)m=15 m,选项A正确,B错误;两球 在空中只能相遇一次,选项D错误。,3.一物体自t=0时开始做直线运动,其速 度图线如图所示。下列选项不正确的 是 ( ) A.在06 s内,物体离出发点最远为30 m B.在06 s内,物体经过的路程为40 m C.在04 s内,物体的平均速率为7.5 m/s D.在56 s内,物体加速度大小为10 m/s2,【解析】选A。在速度图像中,纵坐标的正负表示物体运动的方 向,由题图知在t=5s时物体开始反向加速,物体离出发点的距离 开始减小,即在t=5s时物体离出发点最远,而速度图线与时间轴 所围的面积表示物体的位移,故可求出最远距离为35 m,在
21、0 6 s内,物体经过的路程为40 m,A错误、B正确。由题图知0 4 s内物体通过的位移为30 m,故此时间段内物体的平均速率 =7.5m/s,C正确。由于56s内物体从静止开始反向匀加 速运动,根据斜率可知,加速度大小为10m/s2,D正确。,4.(2013安庆二模)为保障安全驾驶,公安部重新修订机动车驾驶证申领和使用规定,新规定于2013年1月1日起正式施行。如图所示,在合安高速公路某处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪,可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度。若B为测速仪,A为汽车,两者相距355m,此时刻B发出超声波,同时A由于紧急情况而急刹车(视为匀变速直线运动),当B接
22、收到反射回来的超声波信号时,A恰好停止,且此时A、B相距335m,已知声速为340m/s。,(1)求汽车刹车过程中的加速度; (2)若该路段汽车正常行驶时速度要求在60110 km/h,则该汽车刹车前的行驶速度是否合法?,【解析】(1)根据题意,超声波和汽车运动过 程的示意图如图所示。设超声波往返的时间 为2t,汽车在2t时间内,刹车的位移为x= a(2t)2=20m 当超声波与A车相遇后,A车继续前进的时间为t,位移为x2= at2=5m 则超声波在2t内的路程为s=2(335+5)m=680 m 由声速为v=340m/s,得2t= ,t= =1s 解得汽车的加速度a=10m/s2,(2)由
23、A车刹车过程中的位移x= , 解得刹车前的速度v0=20m/s=72 km/h 车速在规定范围内,是合法的。 答案:(1)10m/s2 (2)合法,一 匀变速直线运动问题的规范求解 【案例剖析】(18分)(2013陕西师大附中二模) 2012年11月25日,中国首艘装有帮助飞机起飞 弹射系统的航母“辽宁舰”完成了歼-15首次起 降飞行训练并获得成功。已知歼-15在跑道上加速时可能产生 的最大加速度为5.0m/s2,当歼-15的速度达到50m/s时才能 离开航空母舰起飞。设航空母舰处于静止状态。求:,(1)若要求歼-15滑行160m后起飞,弹射系统必须使飞机至少具 有多大的初速度? (2)若“辽
24、宁舰”上不装弹射系统,要求歼-15仍能从此舰上 正常起飞,问该舰身长至少应为多长? (3)若“辽宁舰”上不装弹射系统,设航空母舰甲板长为L= 160m,为使歼-15仍能从此舰上正常起飞,可采用先让“辽宁 舰”沿歼-15起飞方向以某一速度匀速航行,再让歼-15起 飞,则“辽宁舰”的航行速度至少为多少?,【审题】抓住信息,准确推断,【破题】精准分析,无破不立 (1)歼-15起飞初速度v0的求解。 歼-15的位移与在跑道上滑行的距离_。 列运动学方程:_。 (2)舰身长度x的求解。 列运动学方程:_。,相等,v2=2ax,(3)“辽宁舰”航行速度的求解。 选研究过程:_。 设“辽宁舰”速度为v1,在
25、歼-15起飞过程中的位移为x1, 歼-15位移为x2,起飞时间为t。 a.对于“辽宁舰”,由位移与时间的关系可得_。 b.对于歼-15,由位移与速度的关系可得_, 由速度与时间的关系可得_。 请分析“辽宁舰”和歼-15位移的关系。 提示:歼-15和“辽宁舰”位移之差等于甲板长度。,歼-15开始加速至起飞,x1=v1t,v=v1+at,【解题】规范步骤,水到渠成 (1)设经弹射系统使歼-15起飞时初速度为v0 由运动学公式v2- =2ax得 v0= =30m/s (3分) (2)不装弹射系统时,歼-15从静止开始做匀加速直线运动,由 运动学公式v2=2ax得 该舰身长至少应为x= =250m (
26、3分),(3)航空母舰沿歼-15起飞方向匀速航行,设其速度为v1,在歼 -15起跑过程中的位移为x1,起飞时间为t,则: x1=v1t (2分) 歼-15起跑过程中做初速度为v1的匀加速直线运动,设位移为x2, 由运动学公式得v2- =2ax2 (2分) 由位移关系可知: L= x2-x1 (2分) 又v=v1+at (2分),联立式得:L= (2分) 解得:v1=10m/s或v1=90m/s(舍去) (2分) 航空母舰沿歼-15起飞方向的速度至少为10m/s 答案:(1)30m/s (2)250 m (3)10 m/s,【点题】突破瓶颈,稳拿满分 (1)常见的思维障碍: 不能挖掘“至少”包含的两层意义:一是以最大加速度加 速,二是歼-15相对甲板滑行的距离最大,导致题意不清,无从 下手。 在求解“辽宁舰”的航行速度时,没有注意歼-15相对“辽 宁舰”运动这一环节,从而直接列方程v2- =2aL,导致错误。,(2)因解答不规范导致的失分: 计算结果漏写单位或将单位写错导致失分。 求解“辽宁舰”航行速度时,不注意歼-15起飞速度的要求,而保留计算出的两个结果,导致失分。,