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1、,高中物理必修1,第二章 匀变速直线运动的研究 章末总结,加速度,0,重力,9.8 m/s2,10 m/s2,gt,2gh,斜率,一、匀变速直线运动的常用解题方法 1常用公式法 匀变速直线运动的常用公式有： vv0at xv0tat2/2 v2v022ax 使用时应注意它们都是矢量， 一般以v0方向为正方向， 其余物理量与正方向相同的为正，与正方向相反的为负,2平均速度法 (1) ，此式为平均速度的定义式，适用于一切运动 (2) , 只适用于匀变速直线运动,3 . 比例法 对于初速度为零的匀加速直线运动或末速度为零的匀减速直线 运动，可利用初速度为零的匀加速直线运动的推论，用比例法 解题 4
2、. 逆向思维法 把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法 例如，末速度为零的匀减速直线运动可以看做反向的初速度为零 的匀加速直线运动，典例：汽车刹车 5 . 图象法 应用v-t 图象，可把复杂的物理问题转化为较为简单的数学问题 解决，尤其是用图象定性分析，可避免繁杂的计算，快速求解,解析,例1：一物体以某一速度冲上一光滑斜面，前4 s 的位移为1.6 m， 随后4 s 的位移为零，那么物体的加速度多大？ (设物体做匀变速直线运动且返回时加速度不变) 你能想到几种方法？,解法一：基本公式法,物体前4 s位移为1.6 m，是减速运动： x = v0t - at2/2，代入数据 1.6
3、= v04 - a42/2,v0,1.6m,t =4s,t =4s,v0,说明：又回到该位置,v,随后4 s 位移为零，则物体滑到最高点所用时间为：t = 4 s 2s6 s 初速度为：v0ata6,由以上两式得物体的加速度为：a = 0.1 m/s2,解析,例1：一物体以某一速度冲上一光滑斜面，前4 s 的位移为1.6 m， 随后4 s 的位移为零，那么物体的加速度多大？ (设物体做匀变速直线运动且返回时加速度不变) 你能想到几种方法？,解法二：推论 法,物体2 s 末时的速度即前4 s内的平均速度为,物体6 s末的速度为v60,物体的加速度大小为,v0,1.6m,t =4s,t =4s,v
4、,v2,v6,解析,例1：一物体以某一速度冲上一光滑斜面，前4 s 的位移为1.6 m， 随后4 s 的位移为零，那么物体的加速度多大？ (设物体做匀变速直线运动且返回时加速度不变) 你能想到几种方法？,解法三：推论 法,整个过程 a 保持不变，是匀变速直线运动， 由于前4s和后4s是相邻相等的两段时间 由xat2 得物体加速度大小为,v0,1.6m,t =4s,t =4s,v,解析,例1：一物体以某一速度冲上一光滑斜面，前4 s 的位移为1.6 m， 随后4 s 的位移为零，那么物体的加速度多大？ (设物体做匀变速直线运动且返回时加速度不变) 你能想到几种方法？,解法四：全过程用位移公式,全
5、过程应用,v0,1.6m,t =4s,t =4s,v,4s内和8s内的位移均为1.6m,二、运动图象的意义及应用 首先要学会识图识图就是通过“看”寻找规律及解题的突破口 为方便记忆，这里总结为六看：一看“轴”，二看“线”，三看 “斜率”，四看“面”，五看“截距”，六看“特殊值” (1)“轴”：纵、横轴所表示的物理量，特别要注意纵轴是位移x, 还是速度v (2)“线”：从线反映运动性质，如 x-t 图象为倾斜直线表示匀速 运动，v-t 图象为倾斜直线表示匀变速运动,(3)“斜率”：“斜率”往往代表一个物理量x-t 图象斜率表示速度； v-t 图象斜率表示加速度 (4)“面”即“面积 ”：主要看纵
6、、横轴物理量的乘积有无意义 如x-t 图象面积无意义，v-t 图象与 t 轴所围面积表示位移 (5)“截距”：初始条件、初始位置x0或初速度v0. (6)“特殊值”：如交点，x-t 图象交点表示相遇 v-t 图象交点表示速度相等 (不表示相遇),解析,例2：如图所示是在同一直线上 运动的甲、乙两物体的x-t 图象， 下列说法中正确的是( ) A甲启动的时刻比乙早t1 B两车都运动起来后甲的速度大 C当 tt2 时，两物体相距最远 D当 tt3 时，两物体相距x1,AD,甲从计时起运动，而乙从t1 时刻 开始运动,甲的图象的斜率小， 所以甲的速度小,t2时刻，甲和乙到了同一直线上的 同一位置，说
7、明两物体相遇,t3时刻，甲在原点处，乙在x1处， 两物体相距x1,三、追及相遇问题 1追及相遇问题是一类常见的运动学问题,分析时,一定要抓住： (1)位移关系：x2x0x1 其中x0 为开始追赶时两物体之间的距离， x1 表示前面被追赶物体的位移， x2 表示后面物体的位移 (2)临界状态：v1v2 当两个物体的速度相等时，可能出现恰好追上、恰好避免相撞、 相距最远、相距最近等临界、最值问题,2处理追及相遇问题的三种方法 (1)物理方法：通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和 临界条件，然后列出方程求解 (2)数学方法：由于匀变速直线运动的位移表达式是时间t 的一元二次方程，我们可利用
8、根的判别式进行讨论： 在追及问题的位移关系式中， 0，即有两个解，并且两个解都符合题意，说明相遇两次； = 0，有一个解，说明刚好追上或相遇； 0，无解，说明不能够追上或相遇 (3)图象法：对于定性分析的问题，可利用图象法分析， 避开繁杂的计算，快速求解,解析,例3：甲车以3 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动 乙车落后2 s在同一地点由静止开始，以6 m/s2的加速度做 匀加速直线运动两车的运动方向相同求： (1)在乙车追上甲车之前，两车距离的最大值是多少？ (2)乙车出发后经多长时间可追上甲车？此时它们离出发点多远？,两车速度相等时，距离最大,0,t,v,甲,乙,2,t,(1),解
9、析,例3：甲车以3 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动 乙车落后2 s在同一地点由静止开始，以6 m/s2的加速度做 匀加速直线运动两车的运动方向相同求： (1)在乙车追上甲车之前，两车距离的最大值是多少？ (2)乙车出发后经多长时间可追上甲车？此时它们离出发点多远？,追上甲车，甲和乙的位移相等,0,t,v,甲,乙,2,t,(2),t+2,图中面积表示位移 两块面积相等时：追上,设乙车出发后经t 追上甲车,四、研究匀变速直线运动实验中数据处理的方法 研究匀变速直线运动实验，主要研究两个方向： (1)利用纸带求某点的瞬时速度：,注意： T=0.02s or T=0.1s,(2)利用纸带求
10、物体的加速度，方法有以下两个： 逐差法 纸带上有六个连续相等的时间T 内的位移x1、x2、x3、x4、x5、x6. 由xaT2可得：x4x1(x4x3)(x3x2)(x2x1)3aT2 x5x2(x5x4)(x4x3)(x3x2)3aT2 x6x3(x6x5)(x5x4)(x4x3)3aT2 所以 由此可以看出，各段位移都用上了，有效地减小了偶然误差，所以利用纸带计算加速度时，可采用逐差法,偶数段：一分为二,v-t 图象法 先求出各时刻的瞬时速度v1、v2、v3、vn，然后作v-t 图象， 求出该v-t 图线的斜率k，则ka. 这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值， 因此求得值的偶
11、然误差较小,v,t,0,解析,例4：如:所示为“探究小车速度随时间变化的规律”实验中打点计 时器打出的纸带,相邻两计数点间还有两个点未画出(电源频率为 50 Hz)由图知纸带上D点的瞬时速度vD_；加速度 a_；E点的瞬时速度vE_.(小数点后保留两位小数),0.90m/s,3.33m/s2,1.10m/s,T=0.06s,逐差法：求加速度,利用平均速度推论：,利用速度时间公式：,1.(匀变速直线运动的常用解题方 法) 一辆汽车正在做匀加速直线 运动，开始计时时速度为6 m/s， 运动28 m后速度增加到8 m/s， 则下列说法正确的是( ) A这段运动所用时间是4 s B这段运动的加速度是3
12、.5 m/s2 C自开始计时起，2 s 末的速度 是7 m/s D从开始计时起，经过14 m处 的速度是 m/s,ACD,解析,2(运动图象的意义及应用)如图是甲、乙两物体做直线运动的v-t 图象下列表述正确的是( ) A乙做匀加速直线运动 B第1 s末甲和乙相遇 C甲和乙的加速度方向 相同 D甲的加速度比乙的小,A,解析,甲做匀减速直线运动 乙做匀加速直线运动,v-t 图中的交点，表示速度相同无法判断是否相遇,v-t 图象斜率表示加速度 倾斜程度表示加速度大小 正负表示加速度方向,相反,大,3(追及相遇问题) 如图所示，A、B两物体相距s7 m，物体A以vA4 m/s的速度向右匀速运动，而物
13、体B此时的速度vB10 m/s，向右做匀减速运动，加速度大小为2 m/s2，那么物体A 追上物体B所用的时间为( ) A7 s B8 s C9 s D10 s,解析,B,判断多长时间停下！,B 停止运动之前A 不能追上B,4(研究匀变速直线运动实验中数据处理的方法) 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，所用交流电源 频率为50 Hz，取下一段纸带研究，如图所示，设0点为计数点的 起点，每5个点取一个计数点，则第1个计数点与起始点间的距离 x1_cm，计算此纸带的加速度大小a_m/s2；经 过第3个计数点的瞬时速度v3_ m/s.,解析,T=0.1s,3,3,x2,x3,x2=6 cm
14、，x3=15 cm-6 cm=9 cm 由于：x3-x2= x2-x1 所以：x1= 2x2-x3= 3 cm,相邻相等时间内的位移差是定值,4(研究匀变速直线运动实验中数据处理的方法) 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，所用交流电源 频率为50 Hz，取下一段纸带研究，如图所示，设0点为计数点的 起点，每5个点取一个计数点，则第1个计数点与起始点间的距离 x1_cm，计算此纸带的加速度大小a_m/s2；经 过第3个计数点的瞬时速度v3_ m/s.,T=0.1s,3,3,解析,1.05,x2,x3,相邻相等时间内的位移差是定值,v2,v3,解析,相邻相等时间内的位移差是定值,再见,