2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第2章匀变速直线运动的研究章末总结课件

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第二章　章末总结加速度匀变速直线运动的研究规律基本公式速度公式：v＝________位移公式：x＝__________重要的导出公式速度位移公式：_____________匀变速直线运动在连续相等时间T内通过的位移 差为一常数：Δx＝____v0＋ataT2概念：沿着一条直线运动,且_______不变的运动自由落体运动概念：物体只在_____作用下从静止开始下落的运动重力加速度：g＝________或g＝_________v＝____h＝_____v2＝____匀变速直线运动的所有推论及规律都适用于自由落体运动9.8 m/s2规律重力gt2gh10 m/s2匀变速直线运动的研究根据纸带求某点的瞬时速度vn＝_________根据纸带求物体运动的加速度v－t图象法：图象_____表示加速度由Δx＝aT2得：a＝____斜率实验：探究小车速度随时间变化的规律匀变速直线运动的研究一、匀变速直线运动的规律及常用思维方法1.匀变速直线运动的常用公式有：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3.位移差公式做匀变速直线运动的物体,在连续相等的时间内位移之差为一恒量,即Δx＝x2－x1＝aT2.4.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.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.例1　如图1所示,A、B两物体相距x＝3 m,物体A以vA＝4 m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时的速度vB＝10 m/s,在摩擦力作用下向右做匀减速运动,加速度的大小为2 m/s2.那么物体A追上物体B所用的时间为√解析答案图1由逆向思维法,在5 s内5 s内A的位移xA＝vAt1＝20 m设B停止运动后A再经t2追上B物体故A追上B用时t＝t1＋t2＝7 s,选项A正确.对于水平面上在摩擦力作用下的减速运动,例如刹车问题,一定先求刹车时间.因为物体速度减为零后不会反方向运动.例2　一个物体以v0＝8 m/s的初速度从斜面底端沿光滑斜面向上滑动,加速度的大小为2 m/s2,冲上最高点之后,又以相同的加速度往回运动.求：(1)物体3 s末的速度；(2)物体5 s末的速度；解析答案答案　见解析又根据v＝v0＋at,3 s末的速度为v3＝(8－2×3) m/s＝2 m/s,方向沿斜面向上；5 s末的速度v5＝(8－2×5) m/s＝－2 m/s,即5 s末速度大小为2 m/s,方向沿斜面向下.(3)物体在斜面上的位移大小为15 m时所用的时间.解析答案答案　见解析解得：t1＝3 s,t2＝5 s即经过位移大小为15 m处所用的时间分别为3 s(上升过程中)和5 s(下降过程中).这类匀减速直线运动,当物体速度为零时,加速度不为零,所以物体还要反向运动.求解这类问题一是注意矢量的正负；二是要注意到像速度、时间等物理量可能有两解.二、运动图象的理解及应用图象的特点在于直观性,可以通过“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、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”：主要看图线交点.如x－t图象交点表示相遇,v－t图象交点表示速度相等.例3　(多选)在如图2所示的位移—时间(x－t)图象和速度—时间(v－t)图象中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是A.t1时刻,乙车追上甲车B.0～t1时间内,甲、乙两车的平均速度 相等C.丙、丁两车在t2时刻相遇D.0～t2时间内,丙、丁两车的平均速度 相等√图2√解析答案解析　它们由同一地点向同一方向运动,在t1时刻前,甲的位移大于乙的位移,在t1时刻甲、乙位移相等,则A正确；由v－t图象与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在t2时刻对应v－t图线的面积不相等,即位移不相等,C错误；0～t2时间内,丁的位移大于丙的位移,时间相等,所以丁的平均速度大于丙的平均速度,故D错误.针对训练　(多选)我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验,终于在2012年6月24日以7 020 m深度创下世界最新纪录(国外最深不超过6 500 m),这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界.在某次实验中,深潜器内的显示屏上显示出的深度曲线如图3(a)所示、速度图象如图(b)所示,则下列说法中正确的是A.图中h3是本次实验下潜的最大深度B.本次实验中深潜器的最大加速度是 0.025 m/s2C.在3～4 min和6～8 min的时间段内深潜器具有向上的加速度D.在6～10 min时间段内深潜器的平均速度为0√图3解析答案√解析　根据(a)深度显示图象,可以直接看出深潜器下潜的最大深度是h3,A正确；3～4 min和6～8 min的时间段内深潜器的加速度方向向上,C正确；6～10 min时间段内深潜器在向上运动,位移不为零,所以平均速度不为零,D错误.故选A、C.三、实验：研究匀变速直线运动实验数据的处理　自由落体 加速度的测量研究匀变速直线运动实验,主要研究两个方向：(2)利用纸带求物体的加速度,方法有以下两个：①逐差法如图4所示,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Δx＝aT2可得：x4－x1＝(x4－x3)＋(x3－x2)＋(x2－x1)＝3aT2x5－x2＝(x5－x4)＋(x4－x3)＋(x3－x2)＝3aT2x6－x3＝(x6－x5)＋(x5－x4)＋(x4－x3)＝3aT2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.图4②v－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k＝a.这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值,因此求得值的偶然误差较小.例4　如图5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＝__________.(小数点后均保留两位小数)解析答案图50.90 m/s3.33 m/s21.10 m/s解析　由题意可知：T＝0.06 s设AB、BC、CD、DE间距离分别为x1、x2、x3、x4,如图所示vE＝vD＋aT≈1.10 m/s.例5　某同学学习了“自由落体运动”后,想到既然自由落体也是匀变速直线运动,那就可以设计一自由落体运动来测量自由落体加速度g.于是和同学合作,按照如图6甲所示的装置来进行试验.解析答案图6(1)实验室中电火花计时器是_____仪器.计时解析　电火花计时器是计时仪器.(2)该同学实验时让重物从静止下落,并且测量了第1、2点的间距接近____ mm,就可以确保重物做的是自由落体运动.解析答案2解析　测量了第1、2点的间距接近2 mm,可以确保重物做的是自由落体运动.(3)做完实验,选择了一条纸带,并截取了中间某一段,如图乙,已知时间间隔为T.则测量C点速度vC＝______,重力加速度g＝___________.(写表达式)解析答案(4)另一同学计算了其中连续5个点的速度,如下表,请在图丙中描绘出该运动的v－t图象.解析答案通过图象得出重力加速度g＝______m/s2,产生偏差的原因______________.9.71受到阻力的作用解析　速度—时间图象如图所示.重力加速度产生偏差的原因是受到阻力的作用.