2019高中物理第二章探究匀变速直线运动规律2.3从自由落体到匀变速直线运动课件粤教版必修1ppt版本

一二三
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在某次测试中,空警2000先进预警机监测到某地发射了一枚战 术导弹,导弹匀加速飞行了150 m,速度从5 m/s增加到了80 m/s. 结合以上运动实例,分析位移与速度的关系式中各量的物理意义.
提示:位移与速度的关系式为 s=������������22-,������则������02初速度为5 m/s,在公式中 用v0表示,末速度为80 m/s,在公式中用vt表示,位移为150 m,在公
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二、匀变速直线运动中的位移与时间关系 1.位移公式:s=v0t+12 at2. 2.意义:反映了位移随时间的变化规律.
3.特别提示:因为v0、a、s均为矢量,使用公式时应先规定正方向 ,一般以v0的方向为正方向.
(1)若a与v0同向,则a取正值. (2)若a与v0反向,则a取负值. (3)若位移计算结果为正值,说明这段时间内位移的方向与v0的 方向相同.
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【例1】 汽车以12.5 m/s的速度匀速行驶. (1)若汽车以0.6 m/s2的加速度加速,则10 s后速度能达到多少? (2)若汽车刹车时以0.6 m/s2的加速度减速,则10 s后速度能达 到多少?
思路分析：
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解析:(1)初速度v0=12.5 m/s,加速度a=0.6 m/s2,时间t=10 s.10 s后 汽车的速度为
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【例3】 一辆汽车刹车前速度为36 m/s,刹车时获得的加速度 大小为6 m/s2,求:
(1)从开始刹车到汽车停止运动所通过的位移; (2)汽车停止前2 s内的位移.
思路分析：
解析:(1)设汽车从刹车到停止通过的位移为 s,由������������ 2 − ������02=2as 解得 s=108 m. (2)汽车停止前 2 s 内的位移设为 s', 由逆定理 s'=12at'2 得 s'=12×6×22 m=12 m.
m-12×4×12 m=6 m,C 错.
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������������ 2 − ������02=2as
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2.平均速度公式
(1)匀变速直线运动的物体在某段时间内,中间时刻的瞬时速度
等于这段时间内的平均速度.
时需多长时间?(小球在光滑斜面上运动时,加速度的大小和方向均
不变)
答案:1.5 s或4.5 s
解析:(1)当小球在上滑过程中速度减为 3 m/s 时,以沿斜面向上的
方向为正方向,此时,v0=6 m/s,v1=3 m/s,a=-2 m/s2,根据 vt=v0+at,得
t1=������1���-���������0
D.运动过程中的加速度为4 m/s2
答案:AD
解析:由直线运动的平均速度公式������ = ������������知,第 1 s 内的平均速度
������=2
m/s,A
对.由
s=12at2
得,加速度
a=2������2������
=
2×2 1
m/s2=4 m/s2,D 对.第 1
s 末的速度 v1=at=4×1 m/s=4 m/s,B 错.第 2 s 内的位移 s2=12×4×22
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一二
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二、两个有用推论 1.推论一:������������ 2 − ������02=2as. 2.推论二:s=������0+2 ������������t.
以大小为v0的初速度竖直向上抛出的物体,上升的最大高度是多
少? 提示:因为 0-������02=-2gh,所以物体上升的最大高度为 h=���2���0������2.
(4)若位移计算结果为负值,说明这段时间内位移的方向与v0的 方向相反.
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4.s-t图象:因为位移公式是关于t的一元二次函数,故s-t图象是一 条抛物线.但它不表明质点运动的轨迹为曲线. 为5s=.特12例vtt分= 析12a:t对2,即于位初移速s度与为时零间(tv的0=二0)次的方匀成变正速比直.线运动,位移公式
式中用s表示.
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【例2】 某人在高层楼房的阳台外侧以20 m/s的速度竖直向上 抛出一个石块,石块运动到离抛出点15 m处时,所经历的时间为多 少?(不计空气阻力,g取10 m/s2)
思路分析：
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答案:(1)108 m (2)12 m
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某航母跑道长200 m,飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s2,起飞需要的最低速度为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( )
=
3-6 -2
s=1.5 s.
(2)当小球在下滑过程中,速度达 3 m/s,以沿斜面向上的方向为
正方向,则 v0=6 m/s,v2=-3 m/s,a=-2 m/s2,由 vt=v0+at,得 t2=������2���-���������0 =
-3-6 -2
s=4.5 s.
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解析:竖直上抛运动是匀减速直线运动,由 s=v0t-12at2,若石块在 抛出点上方,则
15 m=20 m/s×t-12×10 m/s2×t2 解得 t1=1 s,t2=3 s. 若石块在抛出点下方,则 -15 m=20 m/s×t-12×10 m/s2×t2 解得 t3=(2+ 7) s,t4=(2- 7) s(舍).
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特例
(1)当 v0=0 时,vt=at,即 vt∝t (2)当 a=0 时,vt=v0(匀速直线运动)
速度—时 间图象
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应用公式vt=v0+at时首先需要选取正方向.正方向一般如何选 取?选取正方向后式中各量的正负如何确定?什么情况下物体做加
答案:1 s 或 3 s 或(2+ 7) s
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(多选)由静止开始做匀加速直线运动的物体,在第1 s内的位移为
2 m.关于该物体的运动情况,以下说法正确的是( )
A.第1 s内的平均速度为2 m/s
B.第1 s末的瞬时速度为2 m/s
C.第2 s内的位移为4 m
vt=v0+at=(12.5+0.6×10) m/s=18.5 m/s. (2)汽车做匀减速运动,a=-0.6 m/s2,减速到汽车停止时的时间为
tmax=0-������������0
=
0-12.5 -0.6
s=20.83 s>10 s
所以10 s后汽车的速度为
vt=v0+at=(12.5-0.6×10) m/s=6.5 m/s.
答案:(1)18.5 m/s (2)6.5 m/s
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如图所示,小球以v0=6 m/s的速度滑上足够长的光滑斜面.已知小 球在斜面上运动时的加速度大小为2 m/s2,问小球速度大小为3 m/s
(2)公式:������
=
������������
2
=
������0+2 ������������.
(3)推导:设物体做匀变速直线运动的初速度为 v0,加速度为 a,经
时间 t 后末速度为 vt,并以������������ 表示这段时间中间时刻的瞬时速度.
2
由 vt=v0+at,������2������ =v0+a2������,可得������2������ = ������0+2 ������������. 因为匀变速直线运动的速度随时间是均匀变化的,所以它在时
速运动?什么情况下物体做减速运动?
提示:(1)一般取v0的方向为正方向;(2)选取v0的方向为正方向后 ,a、vt与v0的方向相同时取正值,与v0的方向相反时取负值;(3)a与 v0方向相同时物体做匀加速直线运动;(4)a与v0方向相反时物体做 匀减速直线运动.
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间 t 内的平均速度������,就等于时间 t 内的初速度 v0 和末速度 vt 的平均
值,即������
=
������0+������������ 2
从而可得������������
2
=
������
=
������0+2 ������������.
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(1)公式中的 v0、vt、a 均为矢量,应用公式解题时,一般 取 v0 的方向为正方向,a、vt 与 v0 的方向相同时取正值, 与 v0 的方向相反时取负值.对计算结果中的正、负,应 根据正方向的规定加以说明,如 vt>0,表明末速度与初 速度 v0 同向;若 a<0,表明加速度与 v0 反向 (2)a 与 v0 同向时,物体做匀加速直线运动;a 与 v0 反向 时,物体做匀减速直线运动
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一、匀变速直线运动规律 12..速 位度 移公 公式 式::vs=t=vv00t++a12tat. 2 .
能用vt=v0+at求神舟十号飞船在刚开始发射很短一段时间内的 某一时刻的速度吗?
提示:能.飞船发射后最初的一段时间内做匀变速直线运动.
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一、匀变速直线运动中的速度与时间关系
公式 公式中各 物理量的 含义
矢量性
vt=v0+at
速度随时间的变化规律: (1)v0 为开始时刻物体的瞬时速度,称为初速度,vt 为经 时间 t 后物体的瞬时速度,称为末速度 (2)a 为物体的加速度,为恒量,表明速度均匀变化,即相 等时间内速度的变化量相等
第三节 从自由落体到 匀变速直线运动
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学 1.知道匀变速直线运动的基本规律. 习 2.掌握速度公式和位移公式的推导,并能应用速度、位移与时 目 间的关系式. 标 3.能识别不同形式的匀变速直线运动的速度—时间图象. 重
点 重点:两个基本公式,两条重要推论. 难 难点:对匀变速直线运动速度公式和位移公式物理意义的理解. 点
3.逐差相等
(1)匀变速直线运动的物体在连续相等的时间(T)内的位移之差
为一恒定值.
(2)公式:Δs=aT2.
(3)推导:从第一个 T s 开始时计时,在该时刻 t=0,速度为 v0,有 s1=v0T+������2������2, s2=(v0+aT)T+������2������2, s3=(v0+2aT)T+������2������2, …… sn=[v0+(n-1)aT]T+������2������2, s2-s1=s3-s2=…=sn-sn-1=Δs=aT2 即 Δs=aT2.
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4.逆定理 末速度为零的匀减速直线运动可看成初速度为零的匀加速直线 运动.
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中央电视台新闻联播曾播出题目为“但愿比翼飞,互相不干扰” 的新闻报道.报道称:人类是从鸟的飞行中受到启发而制造出飞机 的,但现在飞机在起飞和降落过程中,会与栖息在机场附近的飞鸟 相撞而导致“机毁鸟亡”.单就美国来说,由于美国的军用机场大 多数建在海边附近,近几十年来,因飞机和鸟类相撞而造成“机毁 人亡”的事故就有300多起.鸟类撞伤飞机的事件时有发生,撞死 的海鸟不计其数.因此各机场不得不耗费大量的人力、物力寻求 各种尽可能的方法来驱赶机场附近的飞鸟.
假设某战斗机的起飞速度为50 m/s,在起飞时与一长度为10 cm的鸟相撞,把鸟撞成薄饼状,则在撞击过程中,飞鸟的加速度约为 多大?
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提示:1.25×104 m/s2
飞鸟的初速度近似为0 根据������������ 2 − ������02=2as 得 a=1.25×104 m/s2,方向与飞机飞行方向相同.