2019年高考物理一轮复习 第一章 运动的描述 匀变速直线运动 第2讲 匀变速直线运动规律学案.doc
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1、1第第 2 2 讲讲 匀变速直线运动规律匀变速直线运动规律板块一 主干梳理夯实基础【知识点 1】 匀变速直线运动及其公式 1定义和分类(1)匀变速直线运动:物体在一条直线上运动,且加速度不变。2三个基本公式(1)速度公式:vv0at。(2)位移公式:xv0tat2。1 2(3)位移速度关系式:v2v2ax。2 03两个重要推论(1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初末时刻速度矢量和的一半,即: v。vt 2v0v 2(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量,即:xx2x1x3x2xnxn1aT2。可以推广到xmxn(mn)aT2。4初速度为零的匀变
2、速直线运动的四个推论(1)1T末、2T末、3T末瞬时速度的比为:v1v2v3vn123n。(2)1T内、2T内、3T内位移的比为:x1x2x3xn122232n2。(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内位移的比为:xxxxn135(2n1)。(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为:t1t2t3tn1(1)()()。232nn1【知识点 2】 自由落体运动和竖直上抛运动 1自由落体运动(1)条件:物体只受重力,从静止开始下落。(2)运动性质:初速度v00,加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。(3)基本规律速度公式vgt。位移公式hgt2。1 2速度位移关系式:v22gh。2竖直上抛
3、运动规律2运动特点:加速度为g,上升阶段做匀减速直线运动,下降阶段做自由落体运动。板块二 考点细研悟法培优考点 1 匀变速直线运动规律的应用深化理解1公式的矢量性:匀变速直线运动的基本公式均是矢量式,应用时要注意各物理量的符号,一般情况下,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v00 时,一般以a的方向为正方向。2两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停止运动,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:如沿光滑斜面上滑的小球,到最高点后仍
4、能以原加速度匀加速下滑,全过程加速度大小、方向均不变,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。例 1 2017山东潍坊统考如图所示,一长为 200 m 的列车沿平直的轨道以 80 m/s 的速度匀速行驶,当车头行驶到进站口O点时,列车接到停车指令,立即匀减速停车,因OA段铁轨不能停车,整个列车只能停在AB段内,已知OA1200 m,OB2000 m,求:(1)列车减速运动的加速度大小的取值范围;(2)列车减速运动的最长时间。(1)此车的长度需考虑吗?提示:需要。(2)列车减速运动的最长时间对应车的运动情况是什么?提示:车头恰好停在B点。尝试解答 (1)1.6 m/s
5、2a m/s2 (2)50 s。16 7(1)若列车车尾恰好停在A点,减速运动的加速度大小为a1,距离为x1,则0v2a1x12 0x11200 m200 m1400 m解得a1 m/s216 7若列车车头恰好停在B点,减速运动的加速度大小为a2,距离为xOB2000 m,则30v2a2xOB2 0解得a21.6 m/s2故加速度大小a的取值范围为 1.6 m/s2a m/s2。16 7(2)当列车车头恰好停在B点时,减速运动时的时间最长,则 0v0a2t,解得t50 s。总结升华求解匀变速直线运动问题的一般步骤(1)基本思路(2)应注意的三类问题如果一个物体的运动包含几个阶段,要注意分析各段
6、的运动性质和各段交接处的速度。选择公式时一定要注意分析已知量和待求量,根据所涉及的物理量选择合适的公式求解,会使问题简化。例题中(1)知道v0、v、x,求a,没有时间t,很自然的想到选v2v2ax;(2)求时间t,涉及到两个公式,由于vv0at运算简单,作为首选。2 0对于刹车类问题,当车速度为零时,停止运动,其加速度也突变为零。求解此类问题应先判断车停下所用时间,再选择合适公式求解。1.汽车以 20 m/s 的速度在平直公路上行驶,急刹车时的加速度大小为 5 递进题组m/s2,则自驾驶员急踩刹车开始,2 s 与 5 s 内汽车的位移之比为( )A54 B45 C34 D43答案 C解析 刹车
7、后到停止所用时间t s4 s,经 2 秒位移x1v0tat2202 v0 a20 51 2m 522 m30 m。5 s 内的位移即 4 秒内的位移x2 m40 m,故而1 2v2 0 2a202 2 5x1 x2,C 正确。3 422017河南鹤壁模拟随着我国高速公路的发展,越来越多的人选择驾车出行,有时高速公路有的路段会造成拥堵,为此高速公路管理部门开发了电子不停车收费系统 ETC。汽车分别通过 ETC 通道和人工收费通道的流程如图所示。假设汽车以v172 km/h 的速度沿直线朝着收费站正常行驶,如果汽车过 ETC 通道,需要在汽车运动到通道口时速度恰好减为v24 m/s,然后匀速通过总
8、长度为d16 m 的通道,接着再匀加速至v1后正常行驶;如果汽车过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过t020 s 的时间缴费成功后,再启动汽车匀加速至v1后正常行驶,设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为a1 m/s2,求:4(1)汽车过 ETC 通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移x;(2)汽车通过 ETC 通道比通过人工收费通道节约的时间 t。答案 (1)400 m (2)24 s解析 (1)汽车过 ETC 通道时,减速过程的位移和加速过程的位移相等,均为x,v2 1v2 2 2a所以整个过程总位移x总2xd,代入数据解得x400 m。(2)汽车过人工收费站通道到达中
9、心线的速度恰好为零,刚进入通道的速度满足v22a ,解得vv24 m/s,根据对称性知,汽车离开通道时的速度也恰好为 4 m/s,d 2通过人工收费通道的时间为t1t028 s。汽车从 ETC 通道匀速通过收费站的速度为2v2 av4 m/s,通过 ETC 通道的时间为t24 s,则节省的时间为 tt1t224 s。d v2考点 2 自由落体运动和竖直上抛运动解题技巧1自由落体运动的特点(1)自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动。(2)一切匀加速直线运动的公式均适用于自由落体运动,特别是初速度为零的匀加速直线运动的比例关系式,在自由落体运动中应用更频繁。2竖直上抛运动的两种研究
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