人教版高中物理必修第一册第2章素养提升课2运动学图像、追及相遇问题和竖直上抛运动课件

这是一份人教版高中物理必修第一册第2章素养提升课2运动学图像、追及相遇问题和竖直上抛运动课件，共37页。
第二章　匀变速直线运动的研究素养提升课(二)　运动学图像、追及相遇问题和竖直上抛运动关键能力·情境探究达成02探究1　运动图像的意义及应用1．x-t图像与v-t图像的比较2．图像问题的4点注意(1)x-t图像：图像上某点切线的斜率表示该时刻物体的速度，图像上一个点对应物体某一时刻的位置。(2)v-t图像：图像上某点切线的斜率表示该时刻物体的加速度，图像上一个点对应物体某一时刻的速度。(3)无论是x-t图像还是v-t图像都只能描述直线运动，都不表示物体运动的轨迹，图像的形状由x与t、v与t的函数关系决定。(4)形状一样的图线，在不同图像中所表示的物理意义不同，因此在应用时要特别注意看清楚图像的纵、横轴所描述的是什么物理量。【典例1】　如图所示的x-t图像和v-t图像中，给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是(　　)A．图线1表示物体做曲线运动B．x-t图像中t1时刻v1＞v2C．v-t图像中0至t3时间内3和4的平均速度大小相等D．两图像中，t2、t4时刻2、4开始反向运动√B　[图线1表示的是变速直线运动，选项A错误；x-t图像中t1时刻物体1的速度v1大于物体2的速度v2，选项B正确；在v-t图像中图线与时间轴围成图形的面积表示位移，0至t3时间内，x4＞x3，则v4＞v3，选项C错误；x-t图像中t2时刻物体2开始反向运动，v-t图像中t4时刻物体4开始减速，但运动方向不变，选项D错误。][跟进训练]1．(多选)(2022·云南弥勒市一中高一阶段检测)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)A．在t1时刻两车速度相等B．从0到t1时间内，两车走过的路程相等C．从t1到t2时间内，两车走过的路程相等D．在t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等√√CD　[位移—时间图像的斜率表示物体运动的速度，由题图可知，在t1时刻两图像的斜率不相等，即t1时刻两车的速度不相等，故A错误；在0时刻，乙车的位置坐标为0，甲车在乙车的前方， t1时刻两车位置坐标相同，为x1，故从0到t1时间内，甲车走过的路程小于乙车走过的路程，故B错误；t2时刻两车位置坐标相同，为x2，故从t1到t2时间内，两车走过的路程相等，故C正确；由题图可知，在t1到t2时间内的某时刻，两图像的斜率相等，即两车的速度相等，故D正确。]2．某物体沿直线运动，其v-t图像如图所示，则下列说法正确的是(　　)A．物体8 s内始终向一个方向运动B．前3 s内物体做加速运动C．4～6 s内物体做减速运动D．第8 s末物体回到原点√B　[因为v-t图像中速度的正负表示运动方向，由图像可知物体8 s内先向正方向运动再向负方向运动，故A错误；由图像可知，前3 s内物体做匀加速直线运动，故B正确；由图像可知，4～6 s内物体先做正方向的减速运动再做反方向的加速运动，故C错误；因为v-t图像与时间轴围成的面积表示位移，由图像知8 s内的正向位移大于负向位移，所以第8 s末物体没有回到原点，故D错误。]探究2　追及、相遇问题的分析与求解1．问题实质分析追及、相遇问题实质上是讨论两个物体在同一时刻的位置关系。2．追及问题满足的“两个关系、一个条件”(1)时间关系：从后面的物体追赶开始，到追上前面的物体时，两物体经历的时间相等。(2)位移关系：x2＝x0＋x1。其中x0为开始追赶时两物体之间的距离，x1表示前面被追物体的位移，x2表示后面追赶物体的位移。(3)临界条件：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、相距最近等情况，即出现上述四种情况的临界条件为v1＝v2。3．分析追及问题的一般方法(1)一般解题思路(2)解题技巧①抓住三个关系，即“位移关系”“时间关系”“速度关系”；用好示意图。②寻找隐含的临界条件，如“刚好”“恰好”等关键词往往是解题的突破点。③若被追赶的物体做减速运动，要判断它何时停下。 [解析]　汽车在关闭发动机减速后的一段时间内，其速度大于自行车的速度，因此汽车和自行车之间的距离在不断减小，当这个距离减小到零时，若汽车的速度减至与自行车的速度相同，则能满足题设的汽车恰好没碰上自行车的条件。运动情境图如图所示。  [答案]　10 m规律方法　解追及、相遇问题的三种常用方法[跟进训练]3．(多选)(2022·黑龙江铁人中学高一期中)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动，t＝0时经过路边的同一路标，下列位移—时间(x-t)图像和速度—时间(v-t)图像对应的运动中，甲、乙两人在t0时刻之前能再次相遇的是(　　)A　　　　　　　　BC　　　　 　　　D√√BC　[题图A中，甲、乙在t0时刻之前位移没有相等的时刻，即两人在t0时刻之前不能相遇，选项A错误；题图B中，甲、乙在t0时刻之前图像有交点，此时位移相等，即两人在t0时刻之前能再次相遇，选项B正确；因v-t图像的面积等于位移，则在题图C中甲、乙在t0时刻之前位移有相等的时刻，即两人能再次相遇，选项C正确；因v-t图像的面积等于位移，由题图D图像可知甲、乙在t0时刻之前，甲的位移始终大于乙的位移，则两人不能相遇，选项D错误。]  探究3　竖直上抛运动1．竖直上抛运动的实质初速度v0≠0、加速度a＝－g的匀变速直线运动(通常规定初速度v0的方向为正方向，g为重力加速度的大小)。 3．竖直上抛运动的特点(1)对称性①时间对称性，对同一段距离，上升过程和下降过程时间相等，tAB＝tBA，tOC＝tCO。②速度对称性：上升过程和下降过程通过同一点时速度大小相等，方向相反，vB＝－vB′，vA＝－vA′。(2)多解性通过某一点可能对应两个时刻，即物体可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段。【典例3】　(2022·黑龙江部分中学检测)一个氢气球以40 m/s的速度匀速上升，在某时刻从气球上掉下一个重物，已知重物掉下时距离地面的高度为100 m，此重物从氢气球上掉下后，要经过多长时间返回地面？(g取10 m/s2)  规律方法　竖直上抛运动的处理方法[跟进训练]5．(多选)(2022·山东青岛高一期末)女排运动员在某次训练中将排球以8 m/s速度竖直向上垫出，重力加速度g＝10 m/s2，忽略空气阻力。下列说法正确的是(　　)A．排球上升的最大高度为3.2 mB．排球上升的最大高度为6.4 mC．排球从垫出到落回垫出位置所用时间为1.6 sD．排球从垫出到落回垫出位置所用时间为0.8 s√√