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2019年高考物理一轮复习第2讲匀变速直线运动的规律及应用课件新人教版201902142136
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这是一份2019年高考物理一轮复习第2讲匀变速直线运动的规律及应用课件新人教版201902142136，共49页。PPT课件主要包含了考纲解读，第2讲，v0+at，答案D，答案C，■要点总结，m-n，平均速度，图2-1，答案CD等内容，欢迎下载使用。
①掌握匀变速直线运动的速度公式、位移公式及速度—位移公式,并能熟练应用.②掌握并能应用匀变速直线运动的几个推论:平均速度公式、Δx=aT2及初速度为零的匀加速直线运动的比例关系式.
考点一 匀变速直线运动的基本规律
1.速度公式:v= . 2.位移公式:x= . 3.速度—位移公式: .
例1 [2017·荆州模拟] 航空母舰静止在海面上,某型号的舰载机质量m=3×104 kg,在航空母舰上无风起飞时,加速度是5 m/s2,跑道长160 m,为了使飞机正常起飞,航母上装有舰载机起飞弹射系统,无风时弹射系统必须给飞机30 m/s的初速度,飞机才能从舰上起飞,设加速过程为匀加速运动.(起飞速度为飞机相对空气的速度)(1)无风时起飞速度是多少?(2)某次执行任务,有10 m/s的平行跑道的海风,飞机逆风行驶起飞,测得加速度减小了0.8 m/s2,弹射系统必须给飞机多大的初速度才能正常起飞?
[答案] (1)50 m/s (2)16 m/s
变式1 质点做直线运动的位移x(单位为m)与时间t(单位为s)的关系为x=10t-t2,则该质点( )A.运动的加速度大小为1 m/s2B.前2 s内的平均速度大小是9 m/sC.任意相邻1 s内的位移差都是1 mD.经5 s速度减为零
变式2 一个质点以初速度v0做匀加速直线运动,加速度大小为a,经过时间t,位移大小为2at2,末速度为v,则v∶v0为( )A.4∶3 B.3∶1C.5∶3 D.5∶2
1.恰当选用运动学公式
除时间t外,x、v0、v、a均为矢量,所以需要确定正方向,一般以v0的方向为正方向,五个物理量t、v0、v、a、x必须针对同一过程.2.解答运动学问题的基本思路3.运动学公式中正、负号的规定直线运动可以用正、负号表示矢量的方向,一般情况下,我们规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值,当v0=0时,一般以a的方向为正方向.
考点二 匀变速直线运动的推论及其应用
例2 (多选)[2017·湖南澧县模拟] 如图2-1所示,一小滑块沿足够长的斜面以初速度v向上做匀减速直线运动,依次经A、B、C、D到达最高点E,已知AB=BD=6 m,BC=1 m,滑块从A到C和从C到D所用的时间都是2 s.设滑块在A、B、C、D时的速度分别为vA、vB、vC、vD,则( )A.vA=5 m/sB.vB=4 m/sC.vC=3 m/sD.vD=2 m/s
变式2 做匀减速直线运动的物体经4 s后停止,若在第1 s内的位移是14 m,则最后1 s内的位移是 ( )A.3.5 mB.2 mC.1 mD.0
研究匀变速直线运动的基本方法
考点三 自由落体运动和竖直上抛运动
1.自由落体运动(1)定义:物体只在 作用下从 开始下落的运动,叫作自由落体运动. (2)条件:初速度为 ,只受 . (3)基本规律(公式):①v=gt;②h= ; ③v2= .
例3 如图2-2所示,木杆长为5 m,上端固定在某一点.由静止放开后让木杆自由落下(不计空气阻力),它通过悬点正下方20 m处的圆筒AB,圆筒AB长为5 m,则:(g取10 m/s2)(1)木杆通过圆筒的上端A所用的时间t1是多少?(2)木杆通过圆筒AB所用的时间t2是多少?
变式1 如图2-3所示是一种较精确测重力加速度g值的方法.将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置,玻璃管足够长,小球被竖直向上弹出,在O点与弹簧分离,然后返回.在O点正上方选取一点P,利用仪器精确测得O、P间的距离为H,从O点出发至返回O点的时间间隔为T1,小球两次经过P点的时间间隔为T2.(小球未到达玻璃管顶部)(1)求重力加速度大小g;(2)若O点距玻璃管底部的距离为L0,求玻璃管的最小长度.
变式2 (多选)某物体以30 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10 m/s2.5 s内物体的( )A.路程为65 mB.位移大小为25 m,方向向上C.速度改变量的大小为10 m/sD.平均速度大小为13 m/s,方向向上
三种只在重力作用下的直线运动的比较
考点四 单体多过程匀变速直线运动问题?
多过程问题解题思路如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的 往往是联系各段的纽带.可按下列步骤解题: (1)画:分清各阶段运动过程,画出 ; (2)列:列出各运动阶段的运动方程;(3)找:找出交接处的 与各段间的位移—时间关系; (4)解:联立求解,算出结果.
例4 驾驶证考试路考中的一项为目标停车,考官在离停车点不远的地方发出指令,要求将车停在指定的标志杆附近,终点附近的道路是平直的,依次有编号为A、B、C、D、E的五根标志杆,相邻杆之间的距离ΔL=16.0 m.一次路考中,学员驾驶汽车匀速行驶,当汽车前端经过O点时考官发出指令并开始计时,学员需要经历Δt=0.5 s的反应时间才开始刹车,刹车后汽车做匀减速直线运动直到停止,汽车前端经过B、C杆的时刻分别为tB=5.50 s,tC=7.50 s.已知O、A间的距离LOA=69 m.(1)求刹车前汽车做匀速运动的速度大小v0及刹车后做匀减速直线运动的加速度大小a;(2)若考官发出的指令是“在D标志杆目标停车”,求汽车停止运动时汽车前端与D杆的距离.
[答案] (1)20 m/s 2 m/s2 (2)7 m
变式 如图2-5所示,厦门市BRT于2008年开始运营,其中快1线(第一码头枢纽站—厦门北站)全线共26个站点(包括始发站和终点站),公交车正常运行过程中,进、出站时(可视为水平面上的匀变速直线运动)加速度的大小均为a=2.5 m/s2,停站时间40 s,其余路段均以45 km/h的速率行驶,取g=10 m/s2.若公交车从首站出发到末站的过程中,中途不停靠任何站点,其他运行方式不变,则:(1)进站减速和出站加速的时间分别是多少?(2)跑完全线所用时间比全线正常运行所用的时间少多少?
[答案] (1)5 s 5 s (2)1080 s
多过程组合问题的三个处理技巧1.用图像分析运动学问题能很好地反映出物体的运动规律,且直观、形象,这是图像法的优势,一些物理量的关系能通过图像很明显地反映出来.2.将末速度为零的匀减速直线运动通过逆向思维转化为初速度为零的匀加速直线运动.3.多运动过程的转折点的速度是联系两个运动的纽带,因此,转折点速度的求解往往是解题的关键.
1.(多选)[2013·全国卷] 将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间相隔2 s,它们运动的v-t图像分别如图2-6中直线甲、乙所示,则( )A.t=2 s时,两球高度相差一定为40 mB.t=4 s时,两球相对于各自抛出点的位移相等C.两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等D.甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等
2.[2015·江苏卷] 如图2-7所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5 s和2 s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2 m/s2由静止加速到2 m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是( )A.关卡2 B.关卡3C.关卡4 D.关卡5
4.[2016·北京东城期中] 一个小石子从某一高度处由静止开始自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB.该爱好者用直尺测量此段轨迹的长度如图2-8所示,已知曝光时间为0.001 s,重力加速度g取10 m/s2,则小石子的出发点离A点约为( )A.6.5 mB.7 mC.10 mD.20 m
5.[2017·荆门期末] 我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网,大大缩短了车辆通过高速收费站的时间.假设一辆汽车以12 m/s的速度驶向收费站,若进入人工收费通道,在到达收费窗口处前要做匀减速直线运动,经4 s恰好停在窗口处,再用10 s时间完成交费;若进入ETC通道,汽车从某位置开始匀减速,当速度减至6 m/s后,再以此速度匀速行驶3 m即可完成交费.两种情况下,汽车匀减速的加速度相同.求:(1)汽车匀减速运动的加速度大小;(2)汽车走ETC通道比走人工收费通道完成交费总共节省的时间.
1.高速公路限速120 km/h,一般也要求速度不小于80 km/h.冬天大雾天气的时候高速公路经常封道,否则会造成非常严重的车祸.如果某人大雾天开车在高速公路上行驶,设能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为30 m,该人的反应时间为0.5 s,汽车刹车时能产生的最大加速度大小为5 m/s2,为安全行驶,汽车行驶的最大速度是( )A.10 m/sB.15 m/sC.10 m/sD.20 m/s
5.[2017·镇江中学一模] 建筑工人安装脚手架进行高空作业时,一名建筑工人不慎将抓在手中的一根长5 m的铁杆在竖直状态下由静止脱手,不计空气阻力.(g取10 m/s2,不计楼层面的厚度)(1)假设杆的下端离地面45 m,那么铁杆碰到地面时的速度大约是多少?(2)若铁杆在下落过程中经过某楼层面的时间为0.2 s,试求铁杆开始下落时其下端距离该楼层面的高度是多少?
6.某公共汽车的运行非常规则,先由静止开始匀加速启动,当速度达到v1=10 m/s时再做匀速运动,进站前开始匀减速制动,在到达车站时刚好停住.公共汽车在每个车站停车时间均为Δt=25 s,然后以同样的方式运行至下一站.已知公共汽车在加速启动和减速制动时加速度大小都为a=1 m/s2,而所有相邻车站间的行程都为s=600 m,有一次当公共汽车刚刚抵达某一个车站时,一辆速度大小恒定为v2=6 m/s的电动车已经过该车站向前运动了t0=60 s,已知该电动车行进路线、方向与公共汽车完全相同,不考虑其他交通状况的影响,试问:(1)公共汽车从车站出发至到达下一站所需的时间t是多少?(2)若从下一站开始计数,公共汽车在刚到达第n站时,电动车也恰好同时到达此车站,n为多少?
①掌握匀变速直线运动的速度公式、位移公式及速度—位移公式,并能熟练应用.②掌握并能应用匀变速直线运动的几个推论:平均速度公式、Δx=aT2及初速度为零的匀加速直线运动的比例关系式.
考点一 匀变速直线运动的基本规律
1.速度公式:v= . 2.位移公式:x= . 3.速度—位移公式: .
例1 [2017·荆州模拟] 航空母舰静止在海面上,某型号的舰载机质量m=3×104 kg,在航空母舰上无风起飞时,加速度是5 m/s2,跑道长160 m,为了使飞机正常起飞,航母上装有舰载机起飞弹射系统,无风时弹射系统必须给飞机30 m/s的初速度,飞机才能从舰上起飞,设加速过程为匀加速运动.(起飞速度为飞机相对空气的速度)(1)无风时起飞速度是多少?(2)某次执行任务,有10 m/s的平行跑道的海风,飞机逆风行驶起飞,测得加速度减小了0.8 m/s2,弹射系统必须给飞机多大的初速度才能正常起飞?
[答案] (1)50 m/s (2)16 m/s
变式1 质点做直线运动的位移x(单位为m)与时间t(单位为s)的关系为x=10t-t2,则该质点( )A.运动的加速度大小为1 m/s2B.前2 s内的平均速度大小是9 m/sC.任意相邻1 s内的位移差都是1 mD.经5 s速度减为零
变式2 一个质点以初速度v0做匀加速直线运动,加速度大小为a,经过时间t,位移大小为2at2,末速度为v,则v∶v0为( )A.4∶3 B.3∶1C.5∶3 D.5∶2
1.恰当选用运动学公式
除时间t外,x、v0、v、a均为矢量,所以需要确定正方向,一般以v0的方向为正方向,五个物理量t、v0、v、a、x必须针对同一过程.2.解答运动学问题的基本思路3.运动学公式中正、负号的规定直线运动可以用正、负号表示矢量的方向,一般情况下,我们规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值,当v0=0时,一般以a的方向为正方向.
考点二 匀变速直线运动的推论及其应用
例2 (多选)[2017·湖南澧县模拟] 如图2-1所示,一小滑块沿足够长的斜面以初速度v向上做匀减速直线运动,依次经A、B、C、D到达最高点E,已知AB=BD=6 m,BC=1 m,滑块从A到C和从C到D所用的时间都是2 s.设滑块在A、B、C、D时的速度分别为vA、vB、vC、vD,则( )A.vA=5 m/sB.vB=4 m/sC.vC=3 m/sD.vD=2 m/s
变式2 做匀减速直线运动的物体经4 s后停止,若在第1 s内的位移是14 m,则最后1 s内的位移是 ( )A.3.5 mB.2 mC.1 mD.0
研究匀变速直线运动的基本方法
考点三 自由落体运动和竖直上抛运动
1.自由落体运动(1)定义:物体只在 作用下从 开始下落的运动,叫作自由落体运动. (2)条件:初速度为 ,只受 . (3)基本规律(公式):①v=gt;②h= ; ③v2= .
例3 如图2-2所示,木杆长为5 m,上端固定在某一点.由静止放开后让木杆自由落下(不计空气阻力),它通过悬点正下方20 m处的圆筒AB,圆筒AB长为5 m,则:(g取10 m/s2)(1)木杆通过圆筒的上端A所用的时间t1是多少?(2)木杆通过圆筒AB所用的时间t2是多少?
变式1 如图2-3所示是一种较精确测重力加速度g值的方法.将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置,玻璃管足够长,小球被竖直向上弹出,在O点与弹簧分离,然后返回.在O点正上方选取一点P,利用仪器精确测得O、P间的距离为H,从O点出发至返回O点的时间间隔为T1,小球两次经过P点的时间间隔为T2.(小球未到达玻璃管顶部)(1)求重力加速度大小g;(2)若O点距玻璃管底部的距离为L0,求玻璃管的最小长度.
变式2 (多选)某物体以30 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10 m/s2.5 s内物体的( )A.路程为65 mB.位移大小为25 m,方向向上C.速度改变量的大小为10 m/sD.平均速度大小为13 m/s,方向向上
三种只在重力作用下的直线运动的比较
考点四 单体多过程匀变速直线运动问题?
多过程问题解题思路如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的 往往是联系各段的纽带.可按下列步骤解题: (1)画:分清各阶段运动过程,画出 ; (2)列:列出各运动阶段的运动方程;(3)找:找出交接处的 与各段间的位移—时间关系; (4)解:联立求解,算出结果.
例4 驾驶证考试路考中的一项为目标停车,考官在离停车点不远的地方发出指令,要求将车停在指定的标志杆附近,终点附近的道路是平直的,依次有编号为A、B、C、D、E的五根标志杆,相邻杆之间的距离ΔL=16.0 m.一次路考中,学员驾驶汽车匀速行驶,当汽车前端经过O点时考官发出指令并开始计时,学员需要经历Δt=0.5 s的反应时间才开始刹车,刹车后汽车做匀减速直线运动直到停止,汽车前端经过B、C杆的时刻分别为tB=5.50 s,tC=7.50 s.已知O、A间的距离LOA=69 m.(1)求刹车前汽车做匀速运动的速度大小v0及刹车后做匀减速直线运动的加速度大小a;(2)若考官发出的指令是“在D标志杆目标停车”,求汽车停止运动时汽车前端与D杆的距离.
[答案] (1)20 m/s 2 m/s2 (2)7 m
变式 如图2-5所示,厦门市BRT于2008年开始运营,其中快1线(第一码头枢纽站—厦门北站)全线共26个站点(包括始发站和终点站),公交车正常运行过程中,进、出站时(可视为水平面上的匀变速直线运动)加速度的大小均为a=2.5 m/s2,停站时间40 s,其余路段均以45 km/h的速率行驶,取g=10 m/s2.若公交车从首站出发到末站的过程中,中途不停靠任何站点,其他运行方式不变,则:(1)进站减速和出站加速的时间分别是多少?(2)跑完全线所用时间比全线正常运行所用的时间少多少?
[答案] (1)5 s 5 s (2)1080 s
多过程组合问题的三个处理技巧1.用图像分析运动学问题能很好地反映出物体的运动规律,且直观、形象,这是图像法的优势,一些物理量的关系能通过图像很明显地反映出来.2.将末速度为零的匀减速直线运动通过逆向思维转化为初速度为零的匀加速直线运动.3.多运动过程的转折点的速度是联系两个运动的纽带,因此,转折点速度的求解往往是解题的关键.
1.(多选)[2013·全国卷] 将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间相隔2 s,它们运动的v-t图像分别如图2-6中直线甲、乙所示,则( )A.t=2 s时,两球高度相差一定为40 mB.t=4 s时,两球相对于各自抛出点的位移相等C.两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等D.甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等
2.[2015·江苏卷] 如图2-7所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5 s和2 s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2 m/s2由静止加速到2 m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是( )A.关卡2 B.关卡3C.关卡4 D.关卡5
4.[2016·北京东城期中] 一个小石子从某一高度处由静止开始自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB.该爱好者用直尺测量此段轨迹的长度如图2-8所示,已知曝光时间为0.001 s,重力加速度g取10 m/s2,则小石子的出发点离A点约为( )A.6.5 mB.7 mC.10 mD.20 m
5.[2017·荆门期末] 我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网,大大缩短了车辆通过高速收费站的时间.假设一辆汽车以12 m/s的速度驶向收费站,若进入人工收费通道,在到达收费窗口处前要做匀减速直线运动,经4 s恰好停在窗口处,再用10 s时间完成交费;若进入ETC通道,汽车从某位置开始匀减速,当速度减至6 m/s后,再以此速度匀速行驶3 m即可完成交费.两种情况下,汽车匀减速的加速度相同.求:(1)汽车匀减速运动的加速度大小;(2)汽车走ETC通道比走人工收费通道完成交费总共节省的时间.
1.高速公路限速120 km/h,一般也要求速度不小于80 km/h.冬天大雾天气的时候高速公路经常封道,否则会造成非常严重的车祸.如果某人大雾天开车在高速公路上行驶,设能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为30 m,该人的反应时间为0.5 s,汽车刹车时能产生的最大加速度大小为5 m/s2,为安全行驶,汽车行驶的最大速度是( )A.10 m/sB.15 m/sC.10 m/sD.20 m/s
5.[2017·镇江中学一模] 建筑工人安装脚手架进行高空作业时,一名建筑工人不慎将抓在手中的一根长5 m的铁杆在竖直状态下由静止脱手,不计空气阻力.(g取10 m/s2,不计楼层面的厚度)(1)假设杆的下端离地面45 m,那么铁杆碰到地面时的速度大约是多少?(2)若铁杆在下落过程中经过某楼层面的时间为0.2 s,试求铁杆开始下落时其下端距离该楼层面的高度是多少?
6.某公共汽车的运行非常规则,先由静止开始匀加速启动,当速度达到v1=10 m/s时再做匀速运动,进站前开始匀减速制动,在到达车站时刚好停住.公共汽车在每个车站停车时间均为Δt=25 s,然后以同样的方式运行至下一站.已知公共汽车在加速启动和减速制动时加速度大小都为a=1 m/s2,而所有相邻车站间的行程都为s=600 m,有一次当公共汽车刚刚抵达某一个车站时,一辆速度大小恒定为v2=6 m/s的电动车已经过该车站向前运动了t0=60 s,已知该电动车行进路线、方向与公共汽车完全相同,不考虑其他交通状况的影响,试问:(1)公共汽车从车站出发至到达下一站所需的时间t是多少?(2)若从下一站开始计数,公共汽车在刚到达第n站时,电动车也恰好同时到达此车站,n为多少?
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