「精品」2020版高中物理第二章匀变速直线运动的研究第4节匀变速直线运动的速度与位移的关系课件新人教版必

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A.大小为3 m/s2,方向为正东方向 B.大小为3 m/s2,方向为正西方向 C.大小为1.5 m/s2,方向为正东方向 D.大小为1.5 m/s2,方向为正西方向
解析:由题意,物体做匀变速直线运动,已知第3 s内发
生的位移为 x1=8 m,在第5 s内发生的位移为 x2=5 m,两段 相等的时间为t=1 s.根据匀变速直线运动的推论Δx=aT2,得
(2)打点计时器使用交流电源,频率为50 Hz,每隔0.02 s打
一个点.1和4点之间的平均速度为,
v

x2+x3+x4 3T

36.0+42.0+48.0×10-3 0.3
m/s=0.42
m/s.打2这个点的瞬时速度
为,v2=x22+Tx3=36.0+402..20×10-3 m/s=0.39 m/s.
如右图所示,将匀变速直线运动分成若干时间段,每段时 间都为T,设质点在每段时间内通过的位移大小分别为x1、 x2、x3…
则有x1=v0T+12aT 2 x2=(v0+aT)T+12aT 2 x3=(v0+2aT)T+12aT 2 … 得x2-x1=x3-x2=…=aT 2,即Δx=aT 2.
2.某段位移中点的瞬时速度等于初速度和末速度的平方
【解析】 从列车车头过桥头到车头过桥尾的过程中,根
据匀变速直线运动规律可知,v
2 2
-v
2 1
=2aL,设车尾过桥尾的
速度为v,则v2-v
2 2
=2aL,联立解得v=
2v22-v21 ,D选项正
确. 【答案】 D
一辆汽车做匀加速运动,从某时刻开始 计时,初速度为6 m/s,经28 m后速度增加到8 m/s,则下列说 法正确的是( )
4.(v= 2ax )通过前x、前2x、前3x…位移时的速度之比 为1∶ 2 ∶ 3 ∶…
5. x=12at2 通过前x、前2x、前3x…位移所用的时间之比为 1∶ 2 ∶ 3 ∶…
二、理解概念做判断
1.做匀加速直线运动的物体,位移越大,物体的末速度
一定越大.(×)
2.确定公式v2-v
和的一半的平方根,即vx2=
v20+2 v2.
如右图所示,设初位置为A,末位置为C,中点为B,AC
的距离为x,则对AB段有vx22-v20=2ax2
对BC段有v2-vx22=2ax2,所以vx22-v20=v2-vx22
即2vx22=v2+v02,可得vx2=
v20+2 v2.
3.纸带问题的处理方法 (1)判断物体是否做匀变速直线运动 由于相邻相等时间内物体位移差Δx=x2-x1=x3-x2=… =xn-xn-1=aT 2,如果物体做匀变速直线运动,即a恒定,则 Δx为一恒量,这一结论反过来也成立,即如果所打纸带在任 意两个相邻相等时间内位移差相等,则说明物体做匀变速直线 运动.
有一长为L的列车,正以恒定的加速度过铁路
桥,桥长也为L,现已知列车车头过桥头时的速度为v1,车头
过桥尾时的速度为v2,那么,车尾过桥尾时的速度为( )
A.2v1-v2
B.2v2-v1
C. 2v21-v22
D. 2v22-v21
【思路点拨】 列车和桥长均为L,则每走L均为匀加速
直线运动.据v2-v02=2aL来求.
A.这段运动所用时间为4 s B.这段时间的加速度是3.5 m/s2 C.自计时开始,2 s末的速度为6.5 m/s D.从开始计时起,经过14 m处的速度为7 m/s
解析:根据速度位移公式v2-v
2 0
=2as,代入数据得a=0.5
m/s2,B错误;v=v0+at,t=4 s,A正确;自计时开始,2 s末
x2-x1=2aT2,则a=
x2-x1 2T2

5-8 2×12
=-1.5
m/s2,负号表示加
速度方向为正西方向,加速度大小为1.5 m/s2,故A、B、C
错误,D正确.故选D.
答案:D
• Δx=aT2仅适用于匀变速直线运动中已知相同时间间隔T内位移或 位移差的问题,此类题常见于匀变速直线运动的实验数据分析或 频个闪和照第片n个数T据时分间析内,的x位m移-.xn=(m-n)aT2,其中xm和xn分别为第m
二、匀变速直线运动的三个基本关系式
1.速度时间关系式:_v_=__v_0_+__a_t_.
2.位移时间关系式:__x_=__v_0t_+__12_a_t2____. 3.位移速度关系式:__v_2-__v_20_=__2_a_x__.
物理观念初形成
知识得出 概念形成
一、合作探究找规律
考点一 对速度—位移关系的理解
4.通过前x、前2x、前3x…时的速度比为 v1∶v2∶v3∶… ∶vn=1∶ 2 ∶ 3 ∶… ∶ n. 5.通过前x、前2x、前3x…的位移所用时间的比为 t1∶t2∶t3∶… ∶tn=1∶ 2 ∶ 3 ∶… ∶ n. 6.通过连续相等的位移所用时间之比为 tⅠ∶tⅡ∶tⅢ∶… ∶tn=1∶( 2-1)∶( 3- 2)∶… ∶( n- n-1).
Hz,每隔________s打一个
点.某次实验中得到的一条纸带如图所示,从比较清晰的点
起,每隔4个点取一个计数点,分别标明0,1,2,3,4.量得x1=30.0 mm,x2=36.0 mm,x3=42.0 mm,x4=48.0 mm,则打1和4 点之间的平均速度为________m/s,打2这个点时的瞬时速度为
的速度为7
m/s,C错误;根据速度位移公式v2-v
2 0
=2as,代
入数据得v=5 2 m/s,D错误.故选A.
答案:A
• 利用位移速度关系式的解题方法: • (1)选择匀变速直线运动的物体为研究对象,依据题意明确研究过
程.
• (三2)个分量析可研计究算过第程四的个初物、理末量速.度v0、v以及加速度a、位移x,知道
知识体系
基础知识自梳理
课前预习 自主学习
一、 匀变速直线运动的速度与位移的关系 1.公式:__v_2_-__v_20_=__2_a_x___. 2.说明 v0、v、a都是矢量,方向不一定相同,应先规定__正__方__向__
通常选取v0的方向为正方向,对于匀加速运动,加速度a取 ____正____,对于匀减速运动,加速度a取___负_____.
如: a =a1+a2+n …+an=ΔTx21+ΔTx22+n …+ΔTx2n= x2-x1+x3-xn2T+2 …+xn+1-xn=xn+n1T-2 x1 这样求平均值的结果仍是由两段T内的位移xn+1和x1决 定,偶然误差相同. 怎样才能把纸带上各段位移都利用起来呢? 如果纸带上测得连续6个相同时间T内的位移为x1、x2、 x3、…、x6,如图所示.
(2)求加速度 利用纸带上相邻相等时间段的位移差,计算加速度a=TΔx2. 但利用一个Δx求得的加速度偶然误差太大,最好多次测量求 平均值.同学们可能会想到求平均值的方法可以有两个:一是 求各段Δx的平均值,用Δx求加速度,二是对每一个位移差分 别求出加速度,再求加速度的平均值.但这两种求平均值的方 法实质是相同的,都达不到减小偶然误差的目的.
虑公式v2-v20=2ax.(√)
科学思维析要点
要点精讲 易错明辨
要点1|匀变速直线运动的速度与位移的关系 1.推导:根据匀变速直线运动的基本公式 v=v0+at,x=v0t+12at2 消去时间t得v2-v02=2ax 即为匀变速直线运动的速度—位移关系式.
2.对速度位移关系式v2-v02=2ax的理解 (1)公式仅适用于匀变速直线运动. (2)式中v0和v是初、末时刻的速度,x是这段时间内的位 移. (3)v、v0、a、x均为矢量,要规定统一的正方向. (4)当v0=0时,公式简化为v2=2ax;v=0时,公式简化为 -v20=2ax. (5)该式是由匀变速直线运动的两个基本公式推导出来 的,因不含时间,所以在不涉及时间的问题中应用很方便.
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验 中,
(1)(多选)下列说法正确的是( ) A.先释放纸带,再接通电源 B.先接通电源,后释放纸带 C.纸带上打点越密集说明纸带运动速度越大 D.利用打出的纸带可以求出打下某点时纸带的瞬时速度
(2)使用电磁打点计时器,选用________(填“直流”或
“交流”)电源,若频率为50
2 0
=2ax中的四个物理量的数值时,选取
的参考系应该是统一的 .(√)
3.加速度公式a=
v2-v02 2x
和a=
v-v0 t
,既适用于匀变速直
线运动,又适用于非匀变速直线运动.(×)
4.计算位移的关系式x=v0t+12at2和x=v2- 2av20都是只适用
于匀变速直线运动.(√)
5.对于匀变速直线运动问题,若不涉及时间,应优先考
一个小孩从滑梯上滑下可看作匀变速直线运动,如果下滑
的加速度为a,那么他滑到长为x的滑梯底端时速度为多大?能
否不求时间而直接求解?
答:ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ孩滑到底端,可以利用位移—时间关系x=
1 2
at2求
得运动时间,再利用速度—时间关系v=at求得速度;如果利
用速度—位移关系v2=2ax,则可直接求得速度v= 2ax.
________m/s,小车的加速度为________m/s2.
【思路点拨】 实验中应打点稳定后再释放纸带.利用纸 带上点迹可求平均速度,瞬时速度v=xt ,再利用Δx=aT 2求加 速度.
【解析】 (1)关于打点计时器的实验,应先接通电源, 再释放纸带,A选项错误,B选项正确;纸带上打点越密集, 说明纸带的运动速度越小,C选项错误;利用打出的纸带可以 求出打下某点时纸带的瞬时速度,D选项正确.
名师点易错
1.对于某段匀变速直线运动过程,其中间时刻对应位置
和中间位置不是同一点,且两者速度大小也不相等,且v
x 2
≥v2t .
2.当物体做匀速直线运动时,速度不变,此时vx2=v2t .
要点3|初速度为零的匀加速直线运动的几个比例 1.1T末、2T末、3T末、…、nT末瞬时速度之比为 v1∶v2∶v3∶… ∶vn=1∶2∶3∶… ∶n. 2.1T内、2T内、3T内、…、nT内的位移之比为 x1∶x2∶x3∶… ∶xn=12∶22∶32∶… ∶n2. 3.第一个T内,第二个T内,第三个T内,…,第n个T内 位移之比为 xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶… ∶xn=1∶3∶5∶… ∶(2n-1).
考点二 初速度为零的匀加速直线运动的重要比例关系 初速度为零的匀加速直线运动有哪些推论?
答:1.(v=at)T时刻末、2T时刻末、3T时刻末…瞬时速度 之比为1∶2∶3∶…
2. x=12at2 T时间内、2T时间内、3T时间内…位移之比为 1∶4∶9∶…
3. x=12at2 第一个T时间内、第二个T时间内、第三个T时 间内…位移之比为1∶3∶5∶…
• (3)选择正方向,判定各量的正负,代入v2-v=2ax来计算.
名师点易错
公式v2-v
2 0
=2ax中四个物理量均是矢量,应用它解题时
要注意各物理量的正、负值.
要点2|匀变速直线运动的两个重要结论及在纸带问题中的 应用
1.任意两个连续相等的时间间隔(T)内,位移之差是一恒
量.即:x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=Δx=aT 2.
根据匀变速直线运动的规律可知,a=
Δx T2

6×10-3 0.01
m/s2
=0.6 m/s2.
【答案】 (1)BD (2)交流 0.02 0.42 0.39 0.6
一个向正东方向做匀变速直线运动的 物体,在第3 s内发生的位移为8 m,在第5 s内发生的位移为5 m,则关于物体运动加速度的描述正确的是( )
则x4-x1=(x4-x3)+(x3-x2)+(x2-x1)=3aT 2, x5-x2=(x5-x4)+(x4-x3)+(x3-x2)=3aT 2, x6-x3=(x6-x5)+(x5-x4)+(x4-x3)=3aT 2, 所以a=x6-x3+x95-T 2x2+x4-x1, 这样就把各段位移都利用上了,有效地减小了仅由两次位 移测量带来的偶然误差,这种方法被称为逐差法.
第4节 匀变速直线运动的速度与位移 的关系
核心素养关键词 1.匀变速直线运动的速度—位移关系 式:v2-v20=2ax. 2.公式v2-v20=2ax,在不涉及时间t 时,解决问题更方便. 3.匀变速直线运动某段位移中点位置 的瞬时速度vx2= v20+2 v2.
知识体系
核心素养关键词 4.在匀变速直线运动中,某段过程中 间时刻的瞬时速度等于该过程的平均 速度,还等于该过程初、末速度的平 均值,即v2t =-v =v0+2 v. 5.在匀变速直线运动中,连续相等时 间内的位移差为Δx=aT2.
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