人教版新高考物理一轮总复习--匀变速直线运动的规律课件PPT

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第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
1.T末,2T末,3T末,…,nT末的瞬时速度之比v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n。2.T内,2T内,3T内,…,nT内的位移之比x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2。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x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)。4.从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比t1∶t2∶t3∶…∶tn=_____________________________________。
追本溯源你能结合自由落体运动认识竖直上抛运动的对称性吗?
提示 如图所示,物体做竖直上抛运动达到最高点C后,下落过程做自由落体运动,而物体从抛出点上抛的过程逆向思维也可以看作自由落体运动,因此竖直上抛运动上升与下落两个过程是完全对称的。
1.思考判断(1)匀变速直线运动是加速度均匀变化的直线运动。(　　)(2)匀加速直线运动的位移是均匀增大的。(　　)(3)在匀变速直线运动中,中间时刻的速度一定小于该段时间内位移中点的速度。(　　)(4)物体由某高度从静止下落一定做自由落体运动。(　　)(5)竖直上抛最高点速度为零而加速度不为零。(　　)(6)竖直上抛的上升阶段速度的变化量的方向是向下的。(　　)
2.某航母甲板上跑道长200 m,飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s2,起飞需要的最小速度为50 m/s,那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为(　　)A.5 m/sB.10 m/sC.15 m/sD.20 m/s
3.有一种“傻瓜”照相机,其光圈(进光孔径)随被摄物体的亮度自动调节,而快门(曝光时间)是固定不变的。为估测某架“傻瓜”照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子从地面以上2.5 m的高度下落,每块砖的平均厚度为6 cm,请估算这架照相机的曝光时间为(　　) s sC.0.1 sD.0.2 s
整合构建1.运动学公式的选用技巧
2.运动学公式中正、负号的确定运动学公式均为矢量式,应用时先选好正方向,将矢量式变成代数式。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,一般选a的方向为正方向。
考向1 匀变速直线运动规律的应用【典例1】 短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段。一次比赛中,某运动员用11 s跑完全程,已知运动员在加速阶段的第2 s 内通过的位移为7.5 m,求该运动员的加速度及在加速阶段通过的位移。思维点拨画出运动员完成100 m赛跑的运动示意图。
解析:根据题意,在第1 s和第2 s内运动员都做匀加速直线运动,设运动员在匀加速阶段的加速度为a,在第1 s和第2 s内通过的位移分别为x1和x2,由运动学规律得
t0=1 s ③联立①②③求得a=5 m/s2 ④设运动员做匀加速运动的时间为t1,匀速运动的时间为t2,匀速运动的速度为v,跑完全程的时间为t,全程的位移为x,依题意及运动学规律,得t=t1+t2 ⑤
答案:5 m/s2　10 m
归纳总结匀变速直线运动的求解思路
归纳总结两类特殊的匀减速直线运动(1)刹车类问题:指匀减速到速度为零后即停止运动,加速度a突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及最后阶段(到停止运动)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动。(2)双向可逆类问题:如沿光滑斜面上滑的小球,到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑,全过程加速度大小、方向均不变,故求解时可对全过程列式,但必须注意x、v、a等矢量的正、负号及物理意义。竖直上抛运动也属于此种情况。
思维点拨(1)物体从A到C做什么运动?如果把它看成是由C向A的运动,又是什么运动?(2)AB间、BC间的距离分别是多少?它们的比值是多少?
解析:解法一　逆向思维法物体向上匀减速冲上斜面,相当于向下匀加速滑下斜面。设物体从B到C所用的时间为tBC,
由以上三式解得tBC=t。
解法二　基本公式法因为物体沿斜面向上做匀减速运动,设初速度为v0,物体从B滑到C所用的时间为tBC,由匀变速直线运动的规律可得
解法三　比例法对于初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间里通过的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)。
所以通过xBC的时间tBC=t。解法四　中间时刻速度法
方法归纳匀变速直线运动解题“四步骤”
训练突破2.一小球沿斜面匀加速滑下,依次经过A、B、C三点,已知lAB=6 m,lBC=10 m,小球经过AB和BC两段所用的时间均为2 s,则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是(　　)A.2 m/s,3 m/s,4 m/sB.2 m/s,4 m/s,6 m/sC.3 m/s,4 m/s,5 m/sD.3 m/s,5 m/s,7 m/s
2.竖直上抛运动的两种研究方法(1)分段法:将全程分为两个阶段,即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。(2)全程法:将全过程视为初速度为v0、加速度a=-g的匀减速直线运动。必须注意物理量的矢量性,习惯上取v0的方向为正方向,则v>0时,物体正在上升;v<0时,物体正在下降;h>0时,物体在抛出点上方;h<0时,物体在抛出点下方。
考向1 杆状物自由下落问题【典例4】 (8分)如图所示,木杆长5 m,上端固定在某一点,由静止放开后让它自由落下(不计空气阻力),木杆通过悬点正下方20 m处圆筒AB,圆筒AB长为5 m,g取10 m/s2。(1)木杆经过圆筒的上端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?
归纳总结在计算杆通过圆筒的时间时,既不能将杆视为质点,又不能将圆筒视为质点,此时要注意确定杆通过圆筒的开始和终止时刻之间所对应的下落高度。
考向2 竖直上抛运动分析【典例5】 (14分)某校一课外活动小组自制一枚火箭,设火箭从地面发射后,始终在竖直方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动,经过4 s到达离地面40 m高处时燃料恰好用完,若不计空气阻力,g取10 m/s2,求:(1)燃料恰好用完时火箭的速度;(2)火箭上升离地面的最大高度;(3)火箭从发射到落回地面过程的总时间。思维点拨(1)火箭上升到落回地面的过程是竖直上抛运动过程吗?(2)火箭在哪一个过程中做竖直上抛运动?竖直上抛过程位移是多少?
提示 (1)不是。(2)燃料恰好用完后到落回地面过程中是竖直上抛运动过程,该过程中的位移是-40 m。
解析:设燃料用完时火箭的速度为v1,所用时间为t1。火箭的上升运动分为两个过程,第一个过程做匀加速直线运动,第二个过程做竖直上抛运动至最高点。
注意:(1)①③⑧每式2分,其余各式1分;(2)计算结果正确,中间步骤完整,可以得满分;(3)中间过程正确,计算结果错误扣1分。
归纳总结求解竖直上抛运动的两点注意(1)要注意速度、加速度、位移等的方向,一般看成初速度方向为正方向的匀减速直线运动。(2)竖直上抛运动为双向可逆运动,要注意其多解性,对某一高度h,常有以下三种情况:①当h>0时,表示物体在抛出点的上方。此时t有两解较小的t表示上抛物体第一次到达这一高度所用的时间;较大的t表示上抛物体落回此高度所用的时间。②当h=0时,表示物体刚抛出或抛出后落回原处。此时t有两解一解为零,表示刚要上抛这一时刻,另一解表示上抛后又落回抛出点所用的时间。③当h<0时,表示物体抛出后落回抛出点后继续下落到抛出点下方的某一位置。此时t有两解一解为正值,表示物体落到抛出点下方某处所用的时间;另一解为负值,应舍去。
训练突破3.(8分)在竖直的井底,将一物体以11 m/s的速度竖直向上抛出,物体在井口处被人接住,在被人接住前1 s内物体的位移是4 m,位移方向向上,不计空气阻力,g取10 m/s2,求:(1)物体从抛出到被人接住所经历的时间;(2)此竖直井的深度。