备战2025届新高考物理一轮总复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第2讲匀变速直线运动的规律课件
展开考点一 匀变速直线运动的规律及应用
匀变速直线运动的概念及规律
2.思维流程审题→画出示意图→判断运动性质→选取正方向→选用公式列方程→求解方程
考向一 基本公式的应用典题1 (2024湖北襄阳模拟)有人提出了高速列车不停车换乘的设想。高速列车A以速度v0做匀速直线运动,接驳列车B在相邻车道由静止开始做加速度大小为a的匀加速直线运动,与高速列车A同向行驶。两列车同时到达交会点时,接驳列车B刚好加速到v0,然后两列车保持该速度行驶供乘客换乘。两列车可视为质点。(1)接驳列车B出发时,求高速列车A到交会点的距离。(2)换乘完毕后,接驳列车B做匀减速直线运动,运动了距离s0后停止,求此过程中接驳列车B的加速度大小和运动时间。
考向二 刹车类问题典题2 (多选)检测某品牌汽车刹车性能时,让汽车沿直线先加速到一定速度,然后急刹车,测得从刹车开始汽车相继通过两段相邻且距离都为12 m的路程(未停止)所用的时间分别为0.4 s、0.6 s。设汽车刹车过程做匀减速直线运动,则( )A.汽车刹车的加速度大小为10 m/s2B.汽车刹车的初速度大小为30 m/sC.汽车刹车的总距离为28.9 mD.汽车刹车所用的总时间为1.7 s
易错警示 刹车类问题的注意事项 (1)刹车类问题的特点为匀减速到速度为零后停止运动,加速度a突然消失。 (2)求解时要注意确定实际运动时间。 (3)如果问题涉及最后阶段(到停止)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零的匀加速直线运动——逆向思维法。
考向三 双向可逆类问题典题3 在足够长的光滑固定斜面上,有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动,物体的加速度大小始终为5 m/s2、方向沿斜面向下,重力加速度g取10 m/s2。(1)当速度为零时,求物体前进的位移大小。(2)当物体的位移大小为7.5 m时,求物体运动的时间和物体的速度大小。(3)如果上述斜面与物体之间有摩擦,动摩擦因数为 ,其他条件不变,当物体的位移大小为7.5 m时,求物体运动的时间。
规范答题指津解:(1)对于物体沿斜面向上运动的过程 指明研究对象和研究过程选沿斜面向上为正方向,a=-5 m/s2当速度为零时,根据速度位移公式有0- =2as解得s=10 m。 指明选用的公式或规律
(2)当物体的位移为沿斜面向上7.5 m时,s1=7.5 m由运动学公式s1=v0t+ at2,解得t1=3 s或t2=1 s不用写出具体的计算过程 当物体的位移为沿斜面向下7.5 m时,s2=-7.5 m由运动学公式s2=v0t'+ at'2
存在多个解时,说明取舍情况
由速度公式v=v0+at,解得v1=-5 m/s,v2=5 m/s或v3=-5 m/s。
(3)根据题设条件可知,斜面的倾角为30°根据牛顿第二定律,有上升阶段-mgsin 30°-μmgcs 30°=ma1下滑阶段-mgsin 30°+μmgcs 30°=ma2解得a1=-7.5 m/s2,a2=-2.5 m/s2当速度为零时,根据速度位移公式0- =2a1s3 符号使用规范,不能混用解得s3= m<7.5 m
可知当物体的位移大小为7.5 m时,处在下滑阶段 由速度公式0=v0+a1t3得
写出必要的文字说明
考点二 匀变速直线运动的推论及应用
1.匀变速直线运动的三个重要推论
2.初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论(1)T末、2T末、3T末、…、nT末的瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn= 。 (2)前T内、前2T内、前3T内、…、前nT内的位移之比为s1∶s2∶s3∶…∶sn= 。 (3)第1个T内、第2个T内、第3个T内、…、第n个T内的位移之比为s1∶s2∶s3∶…∶sn= 。 (4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为t1∶t2∶t3∶…∶tn= 。
1∶4∶9∶…∶n2
1∶3∶5∶…∶(2n-1)
解决匀变速直线运动问题的常用“六法”
考向一 平均速度公式的应用典题4 一物体做匀加速直线运动,通过一段位移Δx所用的时间为t1,紧接着通过下一段位移Δs所用的时间为t2。则物体运动的加速度为( )
考向二 位移差公式的应用典题5 (★一题多解)图甲为游客排队滑冰滑梯的场景,在工作人员的引导下,每间隔相同时间从滑梯顶端由静止开始滑下一名游客,将某次拍到的滑梯上同时有多名游客的照片简化为图乙所示,已知A、B和B、C间的距离分别为2.5 m和3.5 m,若游客在滑梯上做匀加速直线运动,求:
(1)C、D间的距离;(2)此刻A的上端滑道上游客的人数;(3)此刻A距滑道顶端的距离。
答案 (1)4.5 m (2)2 (3)2 m
解析 解法一(推论法)(1)游客在滑梯上做匀加速直线运动,根据匀加速直线运动的规律可知,在相邻相等时间内位移差相等,即Δs=lCD-lBC=lBC-lAB=1 m解得lCD=4.5 m。(2)因为Δs=1 m,所以此刻A的上端滑道上还有2名游客。(3)设相邻两名游客(两点)间的时间间隔为T,下滑的加速度为a,则有Δs=lCD-lBC=aT2即aT2=1 m
解法二(基本公式法)设相邻两名游客(两点)间的时间间隔为T,下滑的加速度为a,A点的速度为vA,则有
思维点拨 转化研究对象——将多名游客的运动转化为一名游客的运动,A、B、C、D可看成其不同时刻的位置。 请用推论法和基本公式法求解。
考向三 初速度为零的匀变速直线运动比例式的应用典题6 如图所示,在一次冰壶训练中,冰壶(可视为质点)以某一速度沿虚线做匀减速直线运动,垂直进入四个完全相同的矩形区域,到达第四个矩形区域边缘的E点时速度恰好为零。冰壶从A点运动到D点和从B点运动到E点的速度变化量分别为Δv1和Δv2,则Δv1与Δv2之比为( )
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