資源簡介 (共49張PPT)第2講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律必備知識·自主排查關(guān)鍵能力·分層突破必備知識·自主排查 一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1.定義和分類(1)定義:沿著一條直線,且________不變的運(yùn)動(dòng)叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng).(2)分類:加速度 相同 相反2.基本規(guī)律(1)速度公式:v=________.(2)位移公式:x=________.(3)速度位移關(guān)系式:=______.v0+at v0t+at22ax3.三個(gè)重要推論4.初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的四個(gè)推論1∶2∶3∶…∶n12∶22∶32∶…∶n21∶3∶5∶…∶(2n-1)1∶(-1)∶(-)∶…∶(-)二、自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)靜止 gtgt22gh向上重力v0-gtv0t-gt2-2gh生活情境1.一輛汽車從靜止出發(fā),在交通燈變綠時(shí)從A點(diǎn)以2.0 m/s2的加速度在平直的公路上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),速度達(dá)20 m/s,則(1)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中,速度是均勻增加的.( )(2)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中,位移是均勻增加的.( )(3)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中,在任意相等的時(shí)間內(nèi),速度的變化量是相等的.( )(4)汽車從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間為10 s,位移為100 m.( )(5)汽車從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),中間時(shí)刻的速度為10 m/s.( )(6)汽車從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),位移中點(diǎn)的速度為10 m/s.( ) √× √√√√教材拓展2.[魯科版必修1P36T1改編]關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( )A.在相等時(shí)間內(nèi)位移的變化相同B.在相等時(shí)間內(nèi)速度的變化相同C.在相等時(shí)間內(nèi)加速度的變化相同D.在相等路程內(nèi)速度的變化相同B3.[人教版必修1P43T3改編]某航母跑道長160 m,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大加速度為5 m/s2,起飛需要的最低速度為50 m/s,飛機(jī)在航母跑道上起飛的過程可以簡化為做勻加速直線運(yùn)動(dòng),若航母沿飛機(jī)起飛方向以某一速度勻速航行,為使飛機(jī)安全起飛,航母勻速運(yùn)動(dòng)的最小速度為( )A.10 m/s B.15 m/sC.20 m/s D.30 m/sA關(guān)鍵能力·分層突破考點(diǎn)一 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用1.運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中符號的規(guī)定一般規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较?,與初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取負(fù)值.若v0=0,一般以a的方向?yàn)檎较颍?br/>2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式的選用一般問題用兩個(gè)基本公式可以解決,以下特殊情況下用導(dǎo)出公式會提高解題的速度和準(zhǔn)確率;(1)不涉及時(shí)間,選擇=2ax;(2)不涉及加速度,用平均速度公式,比如紙帶問題中運(yùn)用==求瞬時(shí)速度;(3)處理紙帶問題時(shí)用Δx=x2-x1=aT2,xm-xn=(m-n)aT2求加速度.角度1基本公式的應(yīng)用例1 ETC是電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的簡稱,汽車分別通過ETC通道和人工收費(fèi)通道的流程如圖所示.假設(shè)汽車以v1=12 m/s的速度朝收費(fèi)站沿直線行駛,如果過ETC通道,需要在距收費(fèi)站中心線前d=10 m處正好勻減速至v2=4 m/s,勻速通過中心線后,再勻加速至v1正常行駛;如果過人工收費(fèi)通道,需要恰好在中心線處勻減速至零,經(jīng)過t0=20 s繳費(fèi)成功后,再啟動(dòng)汽車勻加速至v1正常行駛,設(shè)汽車加速和減速過程中的加速度大小均為1 m/s2.求:(1)汽車過ETC通道時(shí),從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程中的位移大?。?br/>(2)汽車過人工收費(fèi)通道時(shí),應(yīng)在離收費(fèi)站中心線多遠(yuǎn)處開始減速;(3)汽車過ETC通道比過人工收費(fèi)通道節(jié)約的時(shí)間.答案:(1)138 m?。?)72 m?。?)25 s教你解決問題(1)讀題審題——獲取信息關(guān)鍵詞句 獲取信息汽車以v1=12 m/s的速度朝收費(fèi)站沿直線行駛 開始時(shí)汽車勻速正常行駛過ETC通道,需要在距收費(fèi)站中心線前d=10 m處正好勻減速至v2=4 m/s,勻速通過中心線后 先勻減速,然后勻速運(yùn)動(dòng)10 m再勻加速至v1正常行駛 加速運(yùn)動(dòng)后勻速如果過人工收費(fèi)通道……正常行駛 勻減速到速度為零,停20 s,再加速汽車加速和減速過程中的加速度大小均為1 m/s2 加速度大小已知(2)思維轉(zhuǎn)化——模型建構(gòu)①過ETC通道時(shí)經(jīng)歷三個(gè)運(yùn)動(dòng)階段:②過人工收費(fèi)通道經(jīng)歷兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段:角度2 推論的應(yīng)用例2.如圖所示,哈大高鐵運(yùn)營里程為921 km,設(shè)計(jì)時(shí)速為350 km.某列車到達(dá)大連北站時(shí)剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),開始剎車后第5 s內(nèi)的位移是57.5 m,第10 s內(nèi)的位移是32.5 m,已知10 s末列車還未停止運(yùn)動(dòng),則下列說法正確的是( )A.在研究列車從哈爾濱到大連所用時(shí)間時(shí)不能把列車看成質(zhì)點(diǎn)B.921 km是指位移C.列車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為6.25 m/s2D.列車在開始剎車時(shí)的速度為80 m/s答案:D解析:因列車的長度遠(yuǎn)小于哈爾濱到大連的距離,故研究列車行駛該路程所用時(shí)間時(shí)可以把列車視為質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由位移與路程的意義知921 km是指路程,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由xn-xm=(n-m)aT2,解得加速度a= =-5 m/s2,即加速度大小為5 m/s2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;勻變速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,則第4.5 s末列車速度為57.5 m/s,由速度公式可得v0=v-at=57.5 m/s-(-5 m/s2×4.5 s)=80 m/s,選項(xiàng)D正確.[思維方法]解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的基本思路:跟進(jìn)訓(xùn)練1.(多選)一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中,沿著長為12 m的豎立在地面上的鋼管從頂端由靜止先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時(shí)速度恰好為零.如果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)加速度大小的2倍,下滑的總時(shí)間為3 s,那么該消防隊(duì)員( )A.下滑過程中的最大速度為4 m/sB.加速與減速運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間之比為1∶2C.加速與減速運(yùn)動(dòng)過程中平均速度之比為1∶1D.加速與減速運(yùn)動(dòng)過程的位移大小之比為1∶4答案:BC解析:鋼管長L=12 m,運(yùn)動(dòng)總時(shí)間t=3 s,加速過程加速度大小2a、時(shí)間t1、位移x1、最大速度v,減速過程加速度大小a、時(shí)間t2、位移x2.加速和減速過程中平均速度均為,=L,得v=8 m/s,A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;v=2at1=at2,t1∶t2=1∶2,B項(xiàng)正確;x1=,x2=,x1∶x2=1∶2,D項(xiàng)錯(cuò)誤.2.[2022·河南模擬]如圖所示,物體自O(shè)點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),A、B、C、D為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的四點(diǎn),測得AB=2 m,BC=4 m,且物體通過AB、BC、CD所用的時(shí)間均為t=1 s,求物體的加速度大小a和OD之間的距離.解析:由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論Δx=aT2可得a===2 m/s2由于CD-BC=BC-AB代入數(shù)據(jù)有CD=6 m由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,可以得到B點(diǎn)的速度vB= m/s=3 m/s由2ax=v2-得OB== m=2.25 m故OD=OB+BC+CD=(2.25+4+6) m=12.25 m故物體的加速度大小a和OD之間的距離分別為2 m/s2,12.25 m.答案:2 m/s2 12.25 m考點(diǎn)二 自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng) 角度1自由落體運(yùn)動(dòng)(一題多變)例3.如圖所示,屋檐上水滴下落的過程可以近似地看作是自由落體運(yùn)動(dòng).假設(shè)水滴從10 m高的屋檐上無初速度滴落,水滴下落到地面時(shí)的速度大約是多大?(g取10 m/s2) 答案:14 m/s解析:選取水滴最初下落點(diǎn)為位移的起點(diǎn),豎直向下為正方向,由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律知x=gt2,v=gt聯(lián)立得v=代入數(shù)據(jù)得v=m/s≈14 m/s即水滴下落到地面的瞬間,速度大約是14 m/s.【考法拓展】在[例3]中水滴下落過程中經(jīng)過2 m高的窗戶所需時(shí)間為0.2 s.那么窗戶上沿到屋檐的距離為多少?解析:設(shè)水滴下落到窗戶上沿時(shí)的速度為v0,則由x=v0t+gt2得,2=v0×0.2+×10×0.22解得v0=9 m/s根據(jù)=2gx,得窗戶上沿到屋檐的距離x== m=4.05 m.答案:4.05 m角度2豎直上拋運(yùn)動(dòng)(一題多解)例4. 氣球以10 m/s的速度勻速上升,當(dāng)它上升到離地175 m的高處時(shí),一重物從氣球上脫落,則重物需要經(jīng)過多長時(shí)間才能落到地面?到達(dá)地面時(shí)的速度是多大?(g取10 m/s2)答案:7 s 60 m/s[思維方法]豎直上拋運(yùn)動(dòng)的研究方法(1)分段研究法:(2)整體研究法:取初速度的方向?yàn)檎较?,全過程為初速度為v0,加速度大小為g的勻變速直線運(yùn)動(dòng).其規(guī)律符合h=v0t-gt2 v==-2gh.拓展點(diǎn) 剎車類問題和雙向可逆類問題1.剎車類問題中的兩點(diǎn)提醒(1)分清運(yùn)動(dòng)時(shí)間與剎車時(shí)間之間的大小關(guān)系.(2)確定能否使用逆向思維法,所研究階段的末速度為零,一般都可應(yīng)用逆向思維法.2.雙向可逆運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)這類運(yùn)動(dòng)的速度減到零后,以相同加速度反向加速.如豎直上拋、沿光滑斜面向上滑動(dòng).例5. (多選)一物體以5 m/s的初速度在光滑斜面上向上做勻減速運(yùn)動(dòng),其加速度大小為,設(shè)斜面足夠長,經(jīng)過t時(shí)間物體位移的大小為4 m,則時(shí)間t可能為( ) A.1 s B.3 s C.4 s D. s答案:ACD解析:以沿斜面向上為正方向,當(dāng)物體的位移為4 m時(shí),根據(jù)x=v0t+at2得4=5t-×2t2解得t1=1 s,t2=4 s當(dāng)物體的位移為-4 m時(shí),根據(jù)x=v0t+at2得-4=5t-×2t2解得t3=s,故A、C、D正確,B錯(cuò)誤.跟進(jìn)訓(xùn)練3.如圖所示,在離地面一定高度處把4個(gè)水果以不同的初速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,若1 s后4個(gè)水果均未著地,則1 s后速率最大的是(g取)( )解析:根據(jù)v=v0+at,v0A=-3 m/s.代入解得vA=7 m/s,同理解得vB=5 m/s,vC=0 m/s,vD=-5 m/s.由于|vA|>|vB|=|vD|>|vC|,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤.答案:A4.有一輛汽車在能見度較低的霧霾天氣里以54 km/h的速度勻速行駛,司機(jī)突然看到正前方有一輛靜止的故障車,該司機(jī)剎車的反應(yīng)時(shí)間為0.6 s,剎車后汽車勻減速前進(jìn).剎車過程中加速度大小為5 m/s2,最后停在故障車后1.5 m處,避免了一場事故,以下說法正確的是( )A.司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車后,汽車經(jīng)過3 s停下B.司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車時(shí),汽車與故障車的距離為33 mC.從司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車到停下來的過程,汽車的平均速度為7.5 m/sD.從司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車到停下來的過程,汽車的平均速度為10.5 m/s答案:B考點(diǎn)三 勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的STSE問題素養(yǎng)提升勻變速運(yùn)動(dòng)與交通、體育和生活等緊密聯(lián)系,常見的勻變速直線運(yùn)動(dòng)STSE問題有行車安全、交通通行和體育運(yùn)動(dòng)等,解決這類問題的關(guān)鍵:(1)建?!⑦\(yùn)動(dòng)的模型(列出運(yùn)動(dòng)方程);(2)分段——按照時(shí)間順序,分階段研究運(yùn)動(dòng).情境1 “智能物流機(jī)器人”(多選)為解決疫情下“最后500米”配送的矛盾,將“人傳人”的風(fēng)險(xiǎn)降到最低,目前一些公司推出了智能物流機(jī)器人.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的最大速度為1 m/s,當(dāng)它過紅綠燈路口時(shí),發(fā)現(xiàn)綠燈時(shí)間是20 s,路寬是19.5 m,它啟動(dòng)的最大加速度是,下面是它過馬路的安排方案,既能不闖紅燈,又能安全通過的方案是( )A.在停車線等綠燈亮起,以最大加速度啟動(dòng)B.在距離停車線1 m處,綠燈亮起之前2 s,以最大加速度啟動(dòng)C.在距離停車線2 m處,綠燈亮起之前2 s,以最大加速度啟動(dòng)D.在距離停車線0.5 m處,綠燈亮起之前1 s,以最大加速度啟動(dòng)答案:BD解析:機(jī)器人在停車線等綠燈亮起后,需要t1==s=2 s達(dá)到最大速度,位移是x1=a=1 m,勻速運(yùn)動(dòng)的位移x2=l-x1=18.5 m,需要時(shí)間為t2==18.5 s,兩次運(yùn)動(dòng)時(shí)間之和為20.5 s,不安全,故A不對;在距離停車線1 m處以最大加速度啟動(dòng)2 s,正好綠燈亮,機(jī)器人也正好到了停車線,再經(jīng)過19.5 s,過了馬路,這個(gè)方案是可以的,故B對;在距離停車線2 m處,機(jī)器人啟動(dòng)2 s后,走了1 m,距離停車線還有1 m,這時(shí)綠燈亮起,機(jī)器人距離馬路另外一端還有20.5 m,需要20.5 s通過,而綠燈時(shí)間為20 s,所以不安全,故C不對;在距離停車線0.5 m處,1 s后綠燈亮起,其位移為x=at2=0.25 m,小于0.5 m,故沒有闖紅燈,繼續(xù)前進(jìn)0.75 m,達(dá)到最大速度,共用去了2 s,綠燈還有19 s,這時(shí)剩下的距離還有19 m,正好通過馬路,故D對.情境2 酒駕(多選)酒后駕駛會導(dǎo)致許多安全隱患,這是因?yàn)轳{駛員的反應(yīng)時(shí)間變長.反應(yīng)時(shí)間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間.下表中“思考距離”是指駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間內(nèi)汽車的行駛距離,“制動(dòng)距離”是指駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離.(假設(shè)汽車制動(dòng)加速度都相同)分析上表可知,下列說法正確的是( )A.駕駛員正常情況下反應(yīng)時(shí)間為0.5 sB.駕駛員酒后反應(yīng)時(shí)間比正常情況慢0.5 sC.駕駛員采取制動(dòng)措施后汽車加速度大小為3.75 m/s2D.當(dāng)車速為25 m/s時(shí),發(fā)現(xiàn)前方60 m處有險(xiǎn)情,酒駕者不能安全停車速度(m/s) 思考距離(m) 制動(dòng)距離(m) 正常 酒后 正常 酒后15 7.5 15.0 22.5 30.020 10.0 20.0 36.7 46.725 12.5 25.0 54.2 66.7答案:ABD解析:反應(yīng)時(shí)間=思考距離÷車速,因此正常情況下反應(yīng)時(shí)間為0.5 s,酒后反應(yīng)時(shí)間為1 s,故A、B正確;設(shè)汽車從開始制動(dòng)到停車的位移為x,則x=x制動(dòng)-x思考,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式v2=2ax,解得a=7.5 m/s2,C錯(cuò)誤;根據(jù)表格知,車速為25 m/s時(shí),酒后制動(dòng)距離為66.7 m>60 m,故不能安全停車,D正確.拓展點(diǎn) 有關(guān)汽車行駛的幾個(gè)概念1.反應(yīng)時(shí)間:人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)的行動(dòng)經(jīng)過的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間.2.反應(yīng)距離:駕駛員發(fā)現(xiàn)前方有危險(xiǎn)時(shí),必須先經(jīng)過一段反應(yīng)時(shí)間后才能做出制動(dòng)動(dòng)作,在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車以原來的速度行駛,所行駛的距離稱為反應(yīng)距離.3.剎車距離:從制動(dòng)剎車開始到汽車完全停下來,汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),所通過的距離叫剎車距離.4.停車距離:反應(yīng)距離和剎車距離之和就是停車距離.5.安全距離:指在同車道行駛的機(jī)動(dòng)車,后車與前車保持的最短距離,安全距離包含反應(yīng)距離和剎車距離兩部分.情境3 機(jī)動(dòng)車禮讓行人[2021·浙江6月,19]機(jī)動(dòng)車禮讓行人是一種文明行為.如圖所示,質(zhì)量m=1.0×103 kg的汽車以v1=36 km/h的速度在水平路面上勻速行駛,在距離斑馬線s=20 m處,駕駛員發(fā)現(xiàn)小朋友排著長l=6 m的隊(duì)伍從斑馬線一端開始通過,立即剎車,最終恰好停在斑馬線前.假設(shè)汽車在剎車過程中所受阻力不變,且忽略駕駛員反應(yīng)時(shí)間.(1)求開始剎車到汽車停止所用的時(shí)間和所受阻力的大??;(2)若路面寬L=6 m,小朋友行走的速度v0=0.5 m/s,求汽車在斑馬線前等待小朋友全部通過所需的時(shí)間;(3)假設(shè)駕駛員以v2=54 km/h超速行駛,在距離斑馬線s=20 m處立即剎車,求汽車到斑馬線時(shí)的速度.答案:(1)4 s 2.5×103 N (2)20 s (3)5 m/s解析:(1)設(shè)汽車剎車過程的加速度大小為a,所用時(shí)間為t1,所受阻力大小為Ff由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得=2as①v1=at1②由牛頓第二定律得Ff=ma③聯(lián)立①②③解得t1=4 s④Ff=2.5×103 N⑤(2)設(shè)汽車等待時(shí)間為t,小朋友勻速過馬路所用時(shí)間為t2則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得l+L=v0t2⑥t=t2-t1⑦聯(lián)立④⑥⑦解得t=20 s⑧(3)設(shè)汽車到斑馬線時(shí)的速度為v,在汽車剎車過程中由運(yùn)動(dòng)學(xué)有-v2=2as⑨聯(lián)立①⑤⑨解得v=5 m/s⑩[思維方法]解決STSE問題的方法在解決生活和生產(chǎn)中的實(shí)際問題時(shí).(1)根據(jù)所描述的情景物理過程物理模型.(2)分析各階段的物理量.(3)選取合適的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解.第2講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律必備知識·自主排查一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1.定義和分類(1)定義:沿著一條直線,且________不變的運(yùn)動(dòng)叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng).(2)分類:2.基本規(guī)律(1)速度公式:v=________.(2)位移公式:x=________.(3)速度位移關(guān)系式:=______.3.三個(gè)重要推論4.初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的四個(gè)推論二、自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng), 生活情境1.一輛汽車從靜止出發(fā),在交通燈變綠時(shí)從A點(diǎn)以2.0 m/s2的加速度在平直的公路上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),速度達(dá)20 m/s,則(1)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中,速度是均勻增加的.( )(2)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中,位移是均勻增加的.( )(3)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中,在任意相等的時(shí)間內(nèi),速度的變化量是相等的.( )(4)汽車從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間為10 s,位移為100 m.( )(5)汽車從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),中間時(shí)刻的速度為10 m/s.( )(6)汽車從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),位移中點(diǎn)的速度為10 m/s.( )教材拓展2.[魯科版必修1P36T1改編]關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( )A.在相等時(shí)間內(nèi)位移的變化相同B.在相等時(shí)間內(nèi)速度的變化相同C.在相等時(shí)間內(nèi)加速度的變化相同D.在相等路程內(nèi)速度的變化相同3.[人教版必修1P43T3改編]某航母跑道長160 m,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大加速度為5 m/s2,起飛需要的最低速度為50 m/s,飛機(jī)在航母跑道上起飛的過程可以簡化為做勻加速直線運(yùn)動(dòng),若航母沿飛機(jī)起飛方向以某一速度勻速航行,為使飛機(jī)安全起飛,航母勻速運(yùn)動(dòng)的最小速度為( )A.10 m/s B.15 m/sC.20 m/s D.30 m/s關(guān)鍵能力·分層突破考點(diǎn)一 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用1.運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中符號的規(guī)定一般規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较?,與初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取負(fù)值.若v0=0,一般以a的方向?yàn)檎较颍?br/>2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式的選用一般問題用兩個(gè)基本公式可以解決,以下特殊情況下用導(dǎo)出公式會提高解題的速度和準(zhǔn)確率;(1)不涉及時(shí)間,選擇=2ax;(2)不涉及加速度,用平均速度公式,比如紙帶問題中運(yùn)用==求瞬時(shí)速度;(3)處理紙帶問題時(shí)用Δx=x2-x1=aT2,xm-xn=(m-n)aT2求加速度.角度1基本公式的應(yīng)用例1 ETC是電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的簡稱,汽車分別通過ETC通道和人工收費(fèi)通道的流程如圖所示.假設(shè)汽車以v1=12 m/s的速度朝收費(fèi)站沿直線行駛,如果過ETC通道,需要在距收費(fèi)站中心線前d=10 m處正好勻減速至v2=4 m/s,勻速通過中心線后,再勻加速至v1正常行駛;如果過人工收費(fèi)通道,需要恰好在中心線處勻減速至零,經(jīng)過t0=20 s繳費(fèi)成功后,再啟動(dòng)汽車勻加速至v1正常行駛,設(shè)汽車加速和減速過程中的加速度大小均為1 m/s2.求:(1)汽車過ETC通道時(shí),從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程中的位移大小;(2)汽車過人工收費(fèi)通道時(shí),應(yīng)在離收費(fèi)站中心線多遠(yuǎn)處開始減速;(3)汽車過ETC通道比過人工收費(fèi)通道節(jié)約的時(shí)間.教你解決問題(1)讀題審題——獲取信息關(guān)鍵詞句 獲取信息汽車以v1=12 m/s的速度朝收費(fèi)站沿直線行駛 開始時(shí)汽車勻速正常行駛過ETC通道,需要在距收費(fèi)站中心線前d=10 m處正好勻減速至v2=4 m/s,勻速通過中心線后 先勻減速,然后勻速運(yùn)動(dòng)10 m再勻加速至v1正常行駛 加速運(yùn)動(dòng)后勻速如果過人工收費(fèi)通道……正常行駛 勻減速到速度為零,停20 s,再加速汽車加速和減速過程中的加速度大小均為1 m/s2 加速度大小已知(2)思維轉(zhuǎn)化——模型建構(gòu)①過ETC通道時(shí)經(jīng)歷三個(gè)運(yùn)動(dòng)階段:②過人工收費(fèi)通道經(jīng)歷兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段:角度2 推論的應(yīng)用例2.如圖所示,哈大高鐵運(yùn)營里程為921 km,設(shè)計(jì)時(shí)速為350 km.某列車到達(dá)大連北站時(shí)剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),開始剎車后第5 s內(nèi)的位移是57.5 m,第10 s內(nèi)的位移是32.5 m,已知10 s末列車還未停止運(yùn)動(dòng),則下列說法正確的是( )A.在研究列車從哈爾濱到大連所用時(shí)間時(shí)不能把列車看成質(zhì)點(diǎn)B.921 km是指位移C.列車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為6.25 m/s2D.列車在開始剎車時(shí)的速度為80 m/s[思維方法]解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的基本思路:跟進(jìn)訓(xùn)練1.(多選)一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中,沿著長為12 m的豎立在地面上的鋼管從頂端由靜止先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時(shí)速度恰好為零.如果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)加速度大小的2倍,下滑的總時(shí)間為3 s,那么該消防隊(duì)員( )A.下滑過程中的最大速度為4 m/sB.加速與減速運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間之比為1∶2C.加速與減速運(yùn)動(dòng)過程中平均速度之比為1∶1D.加速與減速運(yùn)動(dòng)過程的位移大小之比為1∶42.[2022·河南模擬]如圖所示,物體自O(shè)點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),A、B、C、D為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的四點(diǎn),測得AB=2 m,BC=4 m,且物體通過AB、BC、CD所用的時(shí)間均為t=1 s,求物體的加速度大小a和OD之間的距離.考點(diǎn)二 自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)角度1自由落體運(yùn)動(dòng)(一題多變)例3.如圖所示,屋檐上水滴下落的過程可以近似地看作是自由落體運(yùn)動(dòng).假設(shè)水滴從10 m高的屋檐上無初速度滴落,水滴下落到地面時(shí)的速度大約是多大?(g取10 m/s2)【考法拓展】在[例3]中水滴下落過程中經(jīng)過2 m高的窗戶所需時(shí)間為0.2 s.那么窗戶上沿到屋檐的距離為多少?角度2豎直上拋運(yùn)動(dòng)(一題多解)例4. 氣球以10 m/s的速度勻速上升,當(dāng)它上升到離地175 m的高處時(shí),一重物從氣球上脫落,則重物需要經(jīng)過多長時(shí)間才能落到地面?到達(dá)地面時(shí)的速度是多大?(g取10 m/s2)[思維方法]豎直上拋運(yùn)動(dòng)的研究方法(1)分段研究法:(2)整體研究法:取初速度的方向?yàn)檎较?,全過程為初速度為v0,加速度大小為g的勻變速直線運(yùn)動(dòng).其規(guī)律符合h=v0t-gt2 v==-2gh.拓展點(diǎn) 剎車類問題和雙向可逆類問題1.剎車類問題中的兩點(diǎn)提醒(1)分清運(yùn)動(dòng)時(shí)間與剎車時(shí)間之間的大小關(guān)系.(2)確定能否使用逆向思維法,所研究階段的末速度為零,一般都可應(yīng)用逆向思維法.2.雙向可逆運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)這類運(yùn)動(dòng)的速度減到零后,以相同加速度反向加速.如豎直上拋、沿光滑斜面向上滑動(dòng).例5. (多選)一物體以5 m/s的初速度在光滑斜面上向上做勻減速運(yùn)動(dòng),其加速度大小為,設(shè)斜面足夠長,經(jīng)過t時(shí)間物體位移的大小為4 m,則時(shí)間t可能為( )A.1 s B.3 s C.4 s D. s跟進(jìn)訓(xùn)練3.如圖所示,在離地面一定高度處把4個(gè)水果以不同的初速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,若1 s后4個(gè)水果均未著地,則1 s后速率最大的是(g取)( )4.有一輛汽車在能見度較低的霧霾天氣里以54 km/h的速度勻速行駛,司機(jī)突然看到正前方有一輛靜止的故障車,該司機(jī)剎車的反應(yīng)時(shí)間為0.6 s,剎車后汽車勻減速前進(jìn).剎車過程中加速度大小為5 m/s2,最后停在故障車后1.5 m處,避免了一場事故,以下說法正確的是( )A.司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車后,汽車經(jīng)過3 s停下B.司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車時(shí),汽車與故障車的距離為33 mC.從司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車到停下來的過程,汽車的平均速度為7.5 m/sD.從司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車到停下來的過程,汽車的平均速度為10.5 m/s考點(diǎn)三 勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的STSE問題素養(yǎng)提升勻變速運(yùn)動(dòng)與交通、體育和生活等緊密聯(lián)系,常見的勻變速直線運(yùn)動(dòng)STSE問題有行車安全、交通通行和體育運(yùn)動(dòng)等,解決這類問題的關(guān)鍵:(1)建?!⑦\(yùn)動(dòng)的模型(列出運(yùn)動(dòng)方程);(2)分段——按照時(shí)間順序,分階段研究運(yùn)動(dòng).情境1 “智能物流機(jī)器人”(多選)為解決疫情下“最后500米”配送的矛盾,將“人傳人”的風(fēng)險(xiǎn)降到最低,目前一些公司推出了智能物流機(jī)器人.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的最大速度為1 m/s,當(dāng)它過紅綠燈路口時(shí),發(fā)現(xiàn)綠燈時(shí)間是20 s,路寬是19.5 m,它啟動(dòng)的最大加速度是,下面是它過馬路的安排方案,既能不闖紅燈,又能安全通過的方案是( )A.在停車線等綠燈亮起,以最大加速度啟動(dòng)B.在距離停車線1 m處,綠燈亮起之前2 s,以最大加速度啟動(dòng)C.在距離停車線2 m處,綠燈亮起之前2 s,以最大加速度啟動(dòng)D.在距離停車線0.5 m處,綠燈亮起之前1 s,以最大加速度啟動(dòng)情境2 酒駕(多選)酒后駕駛會導(dǎo)致許多安全隱患,這是因?yàn)轳{駛員的反應(yīng)時(shí)間變長.反應(yīng)時(shí)間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間.下表中“思考距離”是指駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間內(nèi)汽車的行駛距離,“制動(dòng)距離”是指駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離.(假設(shè)汽車制動(dòng)加速度都相同)速度(m/s) 思考距離(m) 制動(dòng)距離(m)正常 酒后 正常 酒后15 7.5 15.0 22.5 30.020 10.0 20.0 36.7 46.725 12.5 25.0 54.2 66.7分析上表可知,下列說法正確的是( )A.駕駛員正常情況下反應(yīng)時(shí)間為0.5 sB.駕駛員酒后反應(yīng)時(shí)間比正常情況慢0.5 sC.駕駛員采取制動(dòng)措施后汽車加速度大小為3.75 m/s2D.當(dāng)車速為25 m/s時(shí),發(fā)現(xiàn)前方60 m處有險(xiǎn)情,酒駕者不能安全停車拓展點(diǎn) 有關(guān)汽車行駛的幾個(gè)概念1.反應(yīng)時(shí)間:人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)的行動(dòng)經(jīng)過的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間.2.反應(yīng)距離:駕駛員發(fā)現(xiàn)前方有危險(xiǎn)時(shí),必須先經(jīng)過一段反應(yīng)時(shí)間后才能做出制動(dòng)動(dòng)作,在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車以原來的速度行駛,所行駛的距離稱為反應(yīng)距離.3.剎車距離:從制動(dòng)剎車開始到汽車完全停下來,汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),所通過的距離叫剎車距離.4.停車距離:反應(yīng)距離和剎車距離之和就是停車距離.5.安全距離:指在同車道行駛的機(jī)動(dòng)車,后車與前車保持的最短距離,安全距離包含反應(yīng)距離和剎車距離兩部分.情境3 機(jī)動(dòng)車禮讓行人[2021·浙江6月,19]機(jī)動(dòng)車禮讓行人是一種文明行為.如圖所示,質(zhì)量m=1.0×103 kg的汽車以v1=36 km/h的速度在水平路面上勻速行駛,在距離斑馬線s=20 m處,駕駛員發(fā)現(xiàn)小朋友排著長l=6 m的隊(duì)伍從斑馬線一端開始通過,立即剎車,最終恰好停在斑馬線前.假設(shè)汽車在剎車過程中所受阻力不變,且忽略駕駛員反應(yīng)時(shí)間.(1)求開始剎車到汽車停止所用的時(shí)間和所受阻力的大小;(2)若路面寬L=6 m,小朋友行走的速度v0=0.5 m/s,求汽車在斑馬線前等待小朋友全部通過所需的時(shí)間;(3)假設(shè)駕駛員以v2=54 km/h超速行駛,在距離斑馬線s=20 m處立即剎車,求汽車到斑馬線時(shí)的速度.[思維方法]解決STSE問題的方法在解決生活和生產(chǎn)中的實(shí)際問題時(shí).(1)根據(jù)所描述的情景物理過程物理模型.(2)分析各階段的物理量.(3)選取合適的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解.第2講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律必備知識·自主排查一、1.(1)加速度 (2)相同 相反2.(1)v0+at (2)v0t+at2?。?)2ax4.(1)1∶2∶3∶…∶n(2)12∶22∶32∶…∶n2(3)1∶3∶5∶…∶(2n-1)(4)1∶(-1)∶(-)∶…∶(-)二、靜止 gt gt2 2gh 向上 重力 v0-gt v0t-gt2 -2gh生活情境1.(1)√?。?)×?。?)√ (4)√ (5)√?。?)√教材拓展2.答案:B3.答案:A關(guān)鍵能力·分層突破例1 解析:(1)過ETC通道時(shí),減速的位移和加速的位移相等,則x1==64 m故總的位移x總1=2x1+d=138 m(2)過人工收費(fèi)通道時(shí),開始減速時(shí)距離中心線為x2==72 m(3)過ETC通道的時(shí)間t1=×2+=18.5 s過人工收費(fèi)通道的時(shí)間t2=×2+t0=44 sx總2=2x2=144 m二者的位移差Δx=x總2-x總1=6 m在這段位移內(nèi)汽車以正常行駛速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),則Δt=t2-=25 s答案:(1)138 m (2)72 m?。?)25 s例2 解析:因列車的長度遠(yuǎn)小于哈爾濱到大連的距離,故研究列車行駛該路程所用時(shí)間時(shí)可以把列車視為質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由位移與路程的意義知921 km是指路程,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由xn-xm=(n-m)aT2,解得加速度a==-5 m/s2,即加速度大小為5 m/s2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;勻變速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,則第4.5 s末列車速度為57.5 m/s,由速度公式可得v0=v-at=57.5 m/s-(-5 m/s2×4.5 s)=80 m/s,選項(xiàng)D正確.答案:D1.解析:鋼管長L=12 m,運(yùn)動(dòng)總時(shí)間t=3 s,加速過程加速度大小2a、時(shí)間t1、位移x1、最大速度v,減速過程加速度大小a、時(shí)間t2、位移x2.加速和減速過程中平均速度均為,=L,得v=8 m/s,A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;v=2at1=at2,t1∶t2=1∶2,B項(xiàng)正確;x1=,x2=,x1∶x2=1∶2,D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案:BC2.解析:由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論Δx=aT2可得a===2 m/s2由于CD-BC=BC-AB代入數(shù)據(jù)有CD=6 m由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,可以得到B點(diǎn)的速度vB= m/s=3 m/s由2ax=v2-得OB== m=2.25 m故OD=OB+BC+CD=(2.25+4+6) m=12.25 m故物體的加速度大小a和OD之間的距離分別為2 m/s2,12.25 m.答案:2 m/s2 12.25 m例3 解析:選取水滴最初下落點(diǎn)為位移的起點(diǎn),豎直向下為正方向,由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律知x=gt2,v=gt聯(lián)立得v=代入數(shù)據(jù)得v=m/s≈14 m/s即水滴下落到地面的瞬間,速度大約是14 m/s.答案:14 m/s[考法拓展] 解析:設(shè)水滴下落到窗戶上沿時(shí)的速度為v0,則由x=v0t+gt2得,2=v0×0.2+×10×0.22解得v0=9 m/s根據(jù)=2gx,得窗戶上沿到屋檐的距離x== m=4.05 m.答案:4.05 m例4 解析:方法一 把豎直上拋運(yùn)動(dòng)過程分段研究設(shè)重物離開氣球后,經(jīng)過t1時(shí)間上升到最高點(diǎn),則t1== s=1 s.上升的最大高度h1== m=5 m.故重物離地面的最大高度為H=h1+h=5 m+175 m=180 m.重物從最高處自由下落,落地時(shí)間和落地速度分別為t2== s=6 s.v=gt2=10×6 m/s=60 m/s.所以重物從氣球上脫落至落地共歷時(shí)t=t1+t2=7 s.方法二 取全過程作一整體進(jìn)行研究從物體自氣球上脫落計(jì)時(shí),經(jīng)時(shí)間t落地,規(guī)定初速度方向?yàn)檎较颍嫵鲞\(yùn)動(dòng)草圖如圖所示,則物體在時(shí)間t內(nèi)的位移h=-175 m.由位移公式h=v0t-gt2有,-175=10t-×10t2,解得t=7 s和t=-5 s(舍去),所以重物落地速度為v1=v0-gt=10 m/s-10×7 m/s=-60 m/s.其中負(fù)號表示方向向下,與初速度方向相反.方法三 對稱法根據(jù)速度對稱知,重物返回脫離點(diǎn)時(shí),具有向下的速度v0=10 m/s,設(shè)落地速度為v,則v2-v=2gh.解得v=60 m/s,方向豎直向下.經(jīng)過h歷時(shí)Δt==5 s.從最高點(diǎn)到落地歷時(shí)t1==6 s.由時(shí)間對稱可知,重物脫落后至落地歷時(shí)t=2t1-Δt=7 s.答案:7 s 60 m/s例5 解析:以沿斜面向上為正方向,當(dāng)物體的位移為4 m時(shí),根據(jù)x=v0t+at2得4=5t-×2t2解得t1=1 s,t2=4 s當(dāng)物體的位移為-4 m時(shí),根據(jù)x=v0t+at2得-4=5t-×2t2解得t3=s,故A、C、D正確,B錯(cuò)誤.答案:ACD3.解析:根據(jù)v=v0+at,v0A=-3 m/s.代入解得vA=7 m/s,同理解得vB=5 m/s,vC=0 m/s,vD=-5 m/s.由于|vA|>|vB|=|vD|>|vC|,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤.答案:A4.解析:v0=54 km/h=15 m/s,汽車剎車時(shí)間t2=3 s,故汽車運(yùn)動(dòng)總時(shí)間t=t1+t2=0.6 s+3 s=3.6 s,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;司機(jī)發(fā)現(xiàn)故障車時(shí),汽車與故障車的距離為x=v0t1+t2+1.5 m=15×0.6 m+×3 m+1.5 m=33 m,故B項(xiàng)正確;汽車的平均速度== m/s=8.75 m/s,故C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤,故選B項(xiàng).答案:B情境1 解析:機(jī)器人在停車線等綠燈亮起后,需要t1==s=2 s達(dá)到最大速度,位移是x1=a=1 m,勻速運(yùn)動(dòng)的位移x2=l-x1=18.5 m,需要時(shí)間為t2==18.5 s,兩次運(yùn)動(dòng)時(shí)間之和為20.5 s,不安全,故A不對;在距離停車線1 m處以最大加速度啟動(dòng)2 s,正好綠燈亮,機(jī)器人也正好到了停車線,再經(jīng)過19.5 s,過了馬路,這個(gè)方案是可以的,故B對;在距離停車線2 m處,機(jī)器人啟動(dòng)2 s后,走了1 m,距離停車線還有1 m,這時(shí)綠燈亮起,機(jī)器人距離馬路另外一端還有20.5 m,需要20.5 s通過,而綠燈時(shí)間為20 s,所以不安全,故C不對;在距離停車線0.5 m處,1 s后綠燈亮起,其位移為x=at2=0.25 m,小于0.5 m,故沒有闖紅燈,繼續(xù)前進(jìn)0.75 m,達(dá)到最大速度,共用去了2 s,綠燈還有19 s,這時(shí)剩下的距離還有19 m,正好通過馬路,故D對.答案:BD情境2 解析:反應(yīng)時(shí)間=思考距離÷車速,因此正常情況下反應(yīng)時(shí)間為0.5 s,酒后反應(yīng)時(shí)間為1 s,故A、B正確;設(shè)汽車從開始制動(dòng)到停車的位移為x,則x=x制動(dòng)-x思考,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式v2=2ax,解得a=7.5 m/s2,C錯(cuò)誤;根據(jù)表格知,車速為25 m/s時(shí),酒后制動(dòng)距離為66.7 m>60 m,故不能安全停車,D正確.答案:ABD情境3 解析:(1)設(shè)汽車剎車過程的加速度大小為a,所用時(shí)間為t1,所受阻力大小為Ff由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得=2as①v1=at1②由牛頓第二定律得Ff=ma③聯(lián)立①②③解得t1=4 s④Ff=2.5×103 N⑤(2)設(shè)汽車等待時(shí)間為t,小朋友勻速過馬路所用時(shí)間為t2則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得l+L=v0t2⑥t=t2-t1⑦聯(lián)立④⑥⑦解得t=20 s⑧(3)設(shè)汽車到斑馬線時(shí)的速度為v,在汽車剎車過程中由運(yùn)動(dòng)學(xué)有-v2=2as⑨聯(lián)立①⑤⑨解得v=5 m/s⑩答案:(1)4 s 2.5×103 N?。?)20 s (3)5 m/s 展開更多...... 收起↑ 資源列表 統(tǒng)考版2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第一章運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第2講勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律學(xué)生用書.docx 統(tǒng)考版2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第一章運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第2講勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律課件.pptx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫