鲁科版高中物理必修一 (本章优化总结)匀变速直线运动的研究教学课件

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第2章 匀变速直线运动的研究
[解析] 本题可巧用逆向思维分析,两车在 t2 时刻并排行驶,根 据题图分析可知在 t1~t2 时间内甲车运动的位移大于乙车运动 的位移,所以在 t1 时刻甲车在后,乙车在前,B 正确,A 错误; 依据 v-t 图像斜率表示加速度分析出 C 错误,D 正确. [答案] BD
般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间
间隔问题,应优先考虑用Δs=aT2 求解
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第2章 匀变速直线运动的研究
常用方法 比例法 图像法
规律特点 对于初速度为 0 的匀加速直线运动与末速度为 0 的匀减速直线运动,可利用初速度为 0 的匀加 速直线运动的推论解题 应用 v-t 图像,可把较复杂的物理问题转变为 较简单的数学问题,尤其是用图像定性分析, 可避开繁杂的计算,快速找出答案
本章优化总结
第2章 匀变速直线运动的研究
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第2章 匀变速直线运动的研究
求匀变速直线运动的常用方法 由于运动学部分的公式较多,并且各公式之间又相互联系,因 此本章中的一些题目常可一题多解.在解题时要开阔思路,联 想比较,筛选出最便捷的解题方案,从而简化解题过程.本章 常用的解题方法及规律特点见下表:
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第2章 匀变速直线运动的研究
解析:选 AC.甲图为 s-t 图像,图像的斜率表示速度,甲的斜 率一直为正,故甲的运动方向不变,通过的总位移大小为 4 m, 选项 A 正确,B 错误;乙图为 v-t 图像,速度有正有负,表示 有往返运动.v-t 图像中图线与时间轴所围面积表示位移的大 小,在整个 t=6 s 时间内乙通过的总位移为零,选项 C 正确, D 错误.
规律特点
定义式 v =st对任何直线运动都适用,而 v =12(v0+ 平均速度法 vt)只适用于匀变速直线运动.恰当地使用平均速度
公式,有助于提高解题速度
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第2章 匀变速直线运动的研究
常用方法
规律特点
匀变速直线运动中,任一时间 t 内中间时刻的瞬时
速度等于这段时间内的平均速度,即 v 中= v ,这一 中间时刻速
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第2章 匀变速直线运动的研究
法二:数学分析的方法 (1)经时间 t,二者间距为Δs=v 自 t-12at2=6t-12×3×t2=-32(t -2)2+6,当 t=2 s 时,间距最大,Δsm=6 m. (2)追上时解法同法一.
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第2章 匀变速直线运动的研究
法三:图像法 根据题意,从汽车启动瞬间计时,分别作出汽车与自行车的 v -t 图像,如图所示.
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第2章 匀变速直线运动的研究
法四:中间时刻速度法 利用推论:中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,有 v AC=12(vt+v0)=v20 又 v20=2asAC,v2B=2asBC,sBC=14sAC 由以上各式解得:vB=v20= v AC 可以看出 vB 正好等于 AC 段的平均速度,因此 B 点是中间时刻, 即 tBC=t.
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第2章 匀变速直线运动的研究
常用方法 极值法 逆向思维法
规律特点 临界、极值问题的考查往往伴随着“恰 好”“刚刚”“最大”“最小”等字眼,极值法 在追及等问题中有着广泛的应用 把运动过程的“末态”作为“初态”反向研究 问题的方法,一般用于末态已知的情况
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第2章 匀变速直线运动的研究
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第2章 匀变速直线运动的研究
常用方法
规律特点
公式法
运用匀变速直线运动的基本公式解题:速度公式 vt =v0+at;位移公式 s=v0t+12at2;位移和速度关系 式 2as=v2t -v20.三个公式都是矢量式,使用时注意各 物理量的方向
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第2章 匀变速直线运动的研究
常用方法
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第2章 匀变速直线运动的研究
法五:图像法 利用相似三角形面积之比等于对应边二次方比的方法,作出 v -t 图像,如图所示. SS△ △ABODCC=CCOD22 且 S△AOC=4S△BDC,OD=t,OC=t+tBC 所以41=(t+t2BtCBC)2,解得 tBC=t. [答案] t
常用方法
巧选参考系 解题
规律特点 物体的运动是相对一定的参考系而言的,研究 地面上的物体的运动常以地面为参考系,有时 为了研究问题方便,也可巧妙地选用其他物体 作为参考系,甚至在分析某些较为复杂的问题 时,为了求解简捷,还可以灵活地选用非惯性 参考系
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第2章 匀变速直线运动的研究
物体以一定的初速度从底端 A 点冲上固定的光滑斜面, 到达斜面最高点 C 时速度恰好为零,如图所示.已知物体运动 到斜面长度34处的 B 点时,所用时间为 t,求物体从 B 运动到 C 所用的时间.
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第2章 匀变速直线运动的研究
一个做匀加速直线运动的物体,在前 4 s 内经过 的位移为 24 m,在第 2 个 4 s 内经过的位移是 60 m,求这个物 体的加速度和初速度各是多少? 解析:由公式Δs=aT 2,得 a=ΔT2s=60-4224 m/s2=2.25 m/s2, 根据 v4=24+8 60 m/s=v0+4a, 得 v0=1.5 m/s. 答案:2.25 m/s2 1.5 m/s
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第2章 匀变速直线运动的研究
[解析] 法一:物理分析的方法 (1)汽车“追赶”自行车,它们的间距先增后减,当二者速度相 同时,间距最大.设二者速度相同,均为 6 m/s,所经过的时间 为 t1,则 at1=v 自,t1=va自=63 s=2 s,最大间距Δs=v 自 t1-12at21 =6×2-12×3×22 m=6 m. (2)追上时间为 t2,则 v 自 t2=12at22,即 6t2=12×3×t22,t2=4 s,此 时汽车速度 v2=at2=12 m/s.
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第2章 匀变速直线运动的研究
[解析] 法一:一般公式法 设物体初速度为 v0,加速度大小为 a,方向沿斜面向下,从 A 到 C 用时 t1,已知从 A 到 B 用时 t,则由运动速度和位移公式 得:sAB=v0t-12at2,sAC=v0t1-12at21,且 sAB=34sAC 又 vB=v0-at,vC=vB-a(t1-t)=0 联立求解可得:t1=2t另一解t1=23t不合理,舍去 故物体从 B 运动到 C 所用的时间 tBC=t1-t=t.
第2章 匀变速直线运动的研究
(2)解题技巧 ①抓住三个关系,即“位移关系”“时间关系”“速度关系”; 用好示意图. ②寻找隐含的临界条件,如“刚好”“恰好”等关键词往往是 解题的突破点. ③若被追赶的物体做减速运动,要判断它何时停下.
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第2章 匀变速直线运动的研究
一辆汽车以 3 m/s2 的加速度开始启动的瞬间,一辆以 6 m/s 的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车旁边经过.求: (1)汽车追上自行车前二者相距的最远距离为多少? (2)汽车经多长时间追上自行车?追上自行车时瞬时速度多大?
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表示物体静止
表示物体静止
④ 表示物体自 s0 位置向负方向 表示物体以初速度 v0 向正方
做匀速直线运动
向做匀减速直线运动
交点的横坐标表示三个物体 交点的横坐标表示三个物体

此时刻相遇
此时刻的速度相等
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第2章 匀变速直线运动的研究
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第2章 匀变速直线运动的研究
(1)由图像可知,2 s 前自行车与汽车间距增大,2 s 后汽车“追 赶”自行车,它们的间距减小,因此 t=2 s 时二者间距最大, 最大距离与三角形 OAB 面积数值相等,即 Δsm=6×2×12 m=6 m. (2)当所画阴影三角形 OAB 与三角形 CDB 面积相等时汽车追上 自行车,由两三角形全等可知,在 t=4 s 时汽车追上自行车, 由图像知此时汽车速度为 12 m/s. [答案] (1)6 m (2)4 s 12 m/s
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第2章 匀变速直线运动的研究
法二: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,有 sBC =12at2BC,sAC=a(t+2tBC)2,且 sBC=s4AC 解得 tBC=t.
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第2章 匀变速直线运动的研究
法三:比例法 对于初速度为零的匀变速直线运动,在连续相等的时间内通过 的位移之比为 s1∶s2∶s3∶…=1∶3∶5∶… 现在 sBC∶sAB=1∶3,通过 sAB 的时间为 t, 故通过 sBC 的时间 tBC=t.
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第2章 匀变速直线运动的研究
【达标练习】 1.(多选)(2018·高考全国卷 Ⅲ )甲、乙两车在 同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运 动,乙做匀速直线运动.甲、乙两车的位置 x 随时间 t 的变化如图所示.下列说法正确的是
() A.在 t1 时刻两车速度相等 B.从 0 到 t1 时间内,两车走过的路程相等 C.从 t1 到 t2 时间内,两车走过的路程相等 D.在 t1 到 t2 时间内的某时刻,两车速度相等
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第2章 匀变速直线运动的研究
2.相遇问题 相向运动的物体,各自发生的位移的绝对值之和等于开始时两 物体间的距离时即相遇.在避碰问题中,关键是把握临界状态, 避碰问题的临界状态还是反映在速度相等这一关键点上,即两 个运动物体具有相同的位置坐标时,两者的相对速度为零.
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3.分析追及问题的一般方法 (1)一般解题思路
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第2章 匀变速直线运动的研究
运动图像的意义及应用
s-t 图像
v-t 图像
图像
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第2章 匀变速直线运动的研究
s-t 图像
v-t 图像
表示物体做匀速直线运动, 表示物体做匀加速直线运
① 斜率(图线的倾斜程度)表示 动,斜率(图线的倾斜程度)
速度
表示加速度

表示物体静止
表示物体做匀速直线运动
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第2章 匀变速直线运动的研究
解析:选 CD.x-t 图像某点的切线斜率表示瞬时速度,A 错误; 前 t1 时间内,由于甲、乙的出发点不同,故路程不同,B 错误; t1~t2 时间内,甲、乙的位移和路程都相等,大小都为 x2-x1, C 正确;t1~t2 时间内,甲的 x-t 图像在某一点的切线与乙的 x -t 图像平行,此时刻两车速度相等,D 正确.
s-t 图像
v-t 图像
t1 时刻物体的速度为 v1(图中
⑥ t1 时刻的位移为 s1
阴影部分的面积表示物体在
0~t1 时间内的位移)
⑦ 与④平行,表示速度相同 与④平行,表示加速度相同
表示物体做加速度增大的加 ⑧ 表示物体做加速直线运动
速运动
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第2章 匀变速直线运动的研究
(多选)(2018·高考全国卷 Ⅱ )甲、乙两汽车在同一条平直 公路上同向运动,其速度-时间图像分别如图中甲、乙两条曲 线所示.已知两车在 t2 时刻并排行驶.下列说法正确的是( ) A.两车在 t1 时刻也并排行驶 B.在 t1 时刻甲车在后,乙车在前 C.甲车的加速度大小先增大后减小 D.乙车的加速度大小先减小后增大
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第2章 匀变速直线运动的研究
2.(多选)物体甲的 s-t 图像和物体乙的 v-t 图像如所示,则这 两物体的运动情况是( )
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第2章 匀变速直线运动的研究
A.甲在整个 t=6 s 时间内运动方向一直不变,它通过的总位移 大小为 4 m B.甲在整个 t=6 s 时间内有往返运动,它通过的总位移为零 C.乙在整个 t=6 s 时间内有往返运动,它通过的总位移为零 D.乙在整个 t=6 s 时间内运动方向一直不变,它通过的总位移 大小为 4 m
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第2章 匀变速直线运动的研究
追及、相遇问题 1.追及问题 (1)追及的特点:两个物体在同一时刻处在同一位置. (2)追及问题满足的两个关系 ①时间关系:从后面的物体追赶开始,到追上前面的物体时, 两物体经历的时间相等.
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第2章 匀变速直线运动的研究
②位移关系:s2=s0+s1 其中 s0 为开始追赶时两物体之间的距离,s1 表示前面被追物体 的位移,s2 表示后面追赶物体的位移. (3)临界条件:当两个物体的速度相等时,可能出现恰好追上、 恰好避免相撞、相距最远、相距最近等情况,即出现上述四种 情况的临界条件为 v1=v2.
结论适用于任何匀变速直线运动.有些题目应用它 度法
可以避免常规解法中用位移公式列出的含有 t2 的复
杂式子,从而简化解题过程,提高解题速度
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第2章 匀变速直线运动的研究
常用方法
规律特点
匀变速直线运动中,在连续相等的时间 T 内的 巧用推论解题 位移之差为一恒量,即 sn+1-sn=aT2,对于一
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