2014《成才之路》高一物理(人教版)必修1课件：第二节 匀变速直线运动的研究【2013年6月出版】

成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修1第二章匀变速直线运动的研究成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1第二章匀变速直线运动的研究第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1章末小结第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1知识结构规律方法临场练兵考题探析第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1知识结构第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1匀变速直线运动实验探究小车速度随时间的变化规律探究方法数据处理测自由落体加速度运动规律速度和时间的关系式：v＝v0＋at位移和时间的关系式：x＝v0t＋12at2位移和速度的关系式：v2－v20＝2ax平均速度公式：v＝v0＋v2第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1图象v－t图象是一条倾斜的直线x－t图象是抛物线的一部分自由落体运动伽利略开创了研究自然规律的方法自由落体运动的特点a＝gv0＝0规律速度：v＝gt位移：h＝12gt2速度—位移关系式：v2＝2gh匀变速直线运动第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1规律方法第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1一、对物理过程分析思路1．分析物体的运动问题，要养成画运动草图的习惯，主要有两种草图；一是v－t或s－t图象；二是运动轨迹。这样将加深对物体运动过程的理解，有助于发现已知量和未知量之间的相互关系。2．如果一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，弄清物体在每段上的运动规律。如果全过程不是匀变速运动，但只要每一小段做匀变速运动，也可以在每小段上运用匀变速公式求解，前后段以速度v相连。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修13．由于本章公式较多，且各公式间有相互联系，因此，本章的题目常可一题多解。解题时要思路开阔，联想比较，筛选最简捷的解题方案。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修13．由于本章公式较多，且各公式间有相互联系，因此，本章的题目常可一题多解。解题时要思路开阔，联想比较，筛选最简捷的解题方案。4．匀变速直线运动常用公式的比较第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1二、解决匀变速直线运动的常用方法运动学问题的求解一般有多种方法，除了直接套用基本公式求解外，还有其他一些方法，具体如下：第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1方法分析说明平均速度法定义式v＝xt对任何性质的运动都适用，而v＝12(v0＋v)只适用于匀变速直线运动中间时刻速度法匀变速直线运动“任一时间段t中间时刻的瞬时速度等于这段时间t内的平均速度”即vt2＝v比例法适用于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1方法分析说明逆向思维法把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法，一般用于末态已知的情况图象法应用v－t图象，可把较复杂的问题转变为较为简单的数学问题解决推论法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Δx＝aT2求解第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11.物体以一定的初速度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，已知物体运动到斜面长度3/4处的B点时，所用时间为t，求物体从B滑到C所用的时间。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：逆向思维法(反演法)解法一物体向上匀减速冲上斜面，相当于向下匀加速滑下斜面。故xBC＝at2BC/2，xAC＝a(t＋tBC)2/2又xBC＝xAC/4，解得tBC＝t。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解法二比例法对于初速度为零的匀变速直线运动，在连续相等的时间里通过的位移之比为x1:x2:x3:…:xn＝1:3:5:…:(2n－1)现有xBC:xBA＝(xAC/4):(3xAC/4)＝1:3通过xAB的时间为t，故通过xBC的时间tBC＝t。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解法三中间时刻速度法利用教材中的推论：中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度v－AC＝(vt＋v0)/2＝v0/2，又v20＝2axAC，v2B＝2axBC，xBC＝xAC/4，由以上各式解得vB＝v0/2。可以看出vB正好等于AC段的平均速度，因此B点是中间时刻的位置。因此有tBC＝t。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解法四图象法利用相似三角形面积之比等于对应边平方比的方法，作出v－t图象，如图所示，第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1S△AOC/S△BDC＝CO2/CD2且S△AOC＝4S△BDC，OD＝t，OC＝t＋tBC，所以4/1＝(t＋tBC)2/t2BC，得tBC＝t。答案：t第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1三、匀变速直线运动图象的意义及应用1．直线运动的规律可用代数式进行描述，也可以用图象的形式来描述。研究运动图象要从以下几点来认识它的物理意义：第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(1)从图象识别物体运动的性质。(2)图象的截距(即图象与纵轴或横轴的交点坐标)的意义。(3)图象的斜率(即图象与横轴夹角的正切值)的意义。(4)图象与坐标轴所围面积的物理意义。(5)图象上任一点的物理意义。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12．x－t图象与v－t图象的比较如图1、2和下表是形状一样的图线在x－t图象与v－t图象中的比较。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1x－t图v－t图①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度v)①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度a)②表示物体静止②表示物体做匀速直线运动③表示物体静止③表示物体静止第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1④表示物体向反方向做匀速直线运动；初位置为x0④表示物体做匀减速直线运动；初速度为v0⑤交点的纵坐标表示此时刻三个运动质点相遇时的位置⑤交点的纵坐标表示此时刻三个运动物体的速度相同第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1⑥t1时间内物体位移为x1⑥t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分面积表示质点在0～t1时间内的位移)第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12．如图所示，x－t图象和v－t图象中，给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是()第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1A．图线1表示物体做曲线运动B．x－t图象中t1时刻物体1的速度大于物体2的速度C．v－t图象中0至t3时间内物体4的平均速度大于物体3的平均速度D．两图象中，t2、t4时刻分别表示物体2、4开始反向运动第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：无论是x－t图象还是v－t图象，都不表示质点运动的轨迹，所以A错，由x－t图象的切线斜率表示速度，可知B选项正确；v－t图象与横轴所围的面积表示位移，所以0至t3时间内物体4的位移大于物体3的位移，所以物体4的平均速度大于物体3的平均速度，故C选项正确；t2时刻物体2开始反向运动，而t4时刻物体4还一直向前运动，所以D错。答案：BC第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1三、追及、相遇问题1．讨论追及、相遇的问题，其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置问题。①两个关系：即时间关系和位移关系，这两个关系可通过画草图得到。②一个条件：即两者速度相等，它往往是物体间能否追上、追不上或(两者)距离最大、最小的临界条件，也是分析判断的切入点。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12．常见的情况①物体A追上物体B：开始时，两个物体相距x0，则A追上B时，必有xA－xB＝x0，且vA≥vB②物体A追赶物体B：开始时，两个物体相距x0，要使两物体恰好不相撞，必有xA－xB＝x0，且vA≤vB(3)解题思路和方法第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修13．一辆汽车在十字路口等待绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来，从后边超过汽车。试问：汽车从路口开动后，在赶上自行车之前经过多长时间两车相距最远？此时距离是多少？第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：解法一(函数法)当运行时间为t时，两车相距的距离为Δx＝6t－32t2当t＝－B2A＝2s时，有极值Δx＝4AC－B24A＝6m。(其中字母A、B、C是二次函数中的系数)解法二(方程法)当运行时间为t时，两车相距的距离为Δx＝6t－32t2，则32t2－6t＋Δx＝0。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1当判别式Δ≥0时方程有实数解，即Δx≤6m，当且仅当等式成立时有极值。解法三(物理分析法)当两车的速度相等时，两车间的距离最大，则at＝6m/s，t＝2s，Δx＝6t－32t2＝6m。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解法四(图象法)画出v－t图象，如图所示。图线与时间轴围成的面积就是位移。经分析得两车的速度相等时，两车间的距离最大，则6＝3t，Δx＝6t－6t2解得t＝2s，Δx＝6m。答案：2s6m第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1点评：物理分析法解题快，函数法解题步骤清晰，易于表达，而图象法不但能找到极值点，还能找到相遇点，能得出当两物体相距最远时的时间t、速度v，同时能得出当两物体相遇时用的时间为2t、速度达到2v。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1触及高考第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11．本章内容主要体现在考查学生是否准确理解和掌握位移、平均速度、瞬时速度、加速度等基本概念；要求学生深刻理解匀速直线运动和匀变速直线运动的规律及相关重点公式，熟练掌握这些规律的应用；会用速度图象和位移图象研究物体的运动；在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，要注重“逐差法”的运用及实际应用。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12．将物理规律应用于实际问题，是近几年来突出体现的命题方向。在物理试题，特别是综合考试的试题中，基本上都是将物体的运动形式与实际问题结合在一起来命题的，所以将实际问题模型化，找到物理问题中适用的规律，才是解决问题的关键。第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1考题探析第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11．(2011·安徽理综，16)一物体作匀加速直线运动，通过一段位移Δx所用的时间为t1，紧接着通过下一段位移Δx所用的时间为t2。则物体运动的加速度为()A.2Δxt1－t2t1t2t1＋t2B.Δxt1－t2t1t2t1＋t2C.2Δxt1＋t2t1t2t1－t2D.Δxt1＋t2t1t2t1－t2第二章章末小结成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：由题意可知在连续相等位移内时间已知，所以Vt1中＝Δxt1，Vt2中