2016高考物理第一轮复习--匀变速直线运动的规律

第1页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习必修一第一章运动的描述匀变速直线运动第2页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习第2讲匀变速直线运动的规律第3页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习1．(2014·天津卷)质点做直线运动的速度—时间图象如图所示，该质点()A．在第1秒末速度方向发生了改变B．在第2秒末加速度方向发生了改变C．在前2秒内发生的位移为零D．第3秒末和第5秒末的位置相同第4页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解析：本题考查了学生的读图能力。应用图象判断物体的运动情况，速度的正负代表了运动的方向，A错误；图线的斜率代表了加速度的大小及方向，B错误；图线与时间轴围成的图形的面积代表了物体的位移，C错误，D正确。答案：D第5页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习2．(2014·上海卷)在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为()A.2vgB.vgC.2hvD.hv第6页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解析：根据竖直上抛运动的对称性，可知向上抛出的小球落回到出发点时的速度也是v，之后的运动与竖直下抛的物体运动情况相同。因此上抛的小球比下抛的小球运动的时间多：t＝－v－v－g＝2vg，A项正确。答案：A第7页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习3．(2013·广东卷)某航母跑道长200m，飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2，起飞需要的最低速度为50m/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()A．5m/sB．10m/sC．15m/sD．20m/s第8页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解析：飞机在滑行过程中，做匀加速直线运动，根据速度与位移的关系v2－v20＝2ax。由题知，v＝50m/s，a＝6m/s2，x＝200m，得飞机获得的最小速度v0＝v2－2ax＝502－2×6×200m/s＝10m/s。故选项B正确。答案：B第9页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习4．(2011·重庆卷)某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2s听到石头落底声。由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g取10m/s2)()A．10mB．20mC．30mD．40m解析：从井口由静止释放，石头做自由落体运动，由运动学公式h＝12gt2可得h＝12×10×22m＝20m。答案：B第10页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习5．(2011·天津卷)质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x＝5t＋t2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点()A．第1s内的位移是5mB．前2s内的平均速度是6m/sC．任意相邻的1s内位移差都是1mD．任意1s内的速度增量都是2m/s第11页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解析：对比匀变速直线运动的位移公式x＝v0t＋12at2可以知道：v0＝5m/s，a＝2m/s2。第1s内的位移为6m，故A错误。前2s内的平均速度v＝5×2＋222m/s＝7m/s，故B错误。相邻1s内位移差Δx＝aT2＝2m，故C错误。任意1s内的速度增量Δv＝a·Δt＝2m/s，故D正确。答案：D第12页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习考点1匀变速直线运动基本规律的应用匀变速直线运动涉及的基本物理量有初速度v0、加速度a、运动时间t、位移x和末速度v，三个基本公式中分别含有四个物理量：速度公式中没有位移x，位移公式中没有末速度v，而位移—速度公式中不含时间t，根据题目的已知和未知，选择适当的公式是运用这些基本规律的技巧。第13页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习发射卫星一般用多级火箭，第一级火箭点火后，使卫星向上匀加速直线运动的加速度为50m/s2，燃烧30s后第一级火箭脱离，又经过10s后第二级火箭启动，卫星的加速度为80m/s2，经过90s后，卫星速度为8600m/s，求在第一级火箭脱离后的10s内，卫星做什么运动，加速度是多少？(设此过程为匀变速直线运动)第14页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习[解析]第一级火箭燃烧完毕时的速度v1＝a1t1＝50×30m/s＝1500m/s。由题意知，卫星在第二级火箭燃烧过程中做匀加速直线运动，末速度v3＝8600m/s，加速度a3＝80m/s2，时间t3＝90s。设这一过程中的初速度为v2，由v3＝v2＋a3t3，得v2＝v3－a3t3＝(8600－80×90)m/s＝1400m/s，可见从第一级火箭分离至第二级火箭启动，卫星速度在减小，做匀减速直线运动，设加速度为a2，由v2＝v1＋a2t2，得a2＝v2－v1t2＝1400－150010m/s2＝－10m/s2，负号表示加速度a2的方向与速度方向相反。第15页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习[答案]卫星做匀减速运动，加速度大小是10m/s2。求解匀变速直线运动问题的一般解题步骤：(1)首先确定研究对象，并判定物体的运动性质。(2)分析物体的运动过程，要养成画物体运动示意(草)图的习惯。(3)如果一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，各段交接处的速度往往是联系各段的纽带。(4)运用基本公式或推论等知识进行求解。第16页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习1．汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动产生明显的滑动痕迹，即常说的刹车线。由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。若某汽车刹车后至停止的加速度大小为7m/s2，刹车线长为14m，求：(1)该汽车刹车前的初始速度v0的大小；(2)该汽车从刹车至停下来所用的时间t0；(3)在此过程中汽车的平均速度。第17页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解析：(1)由题意根据运动学公式v2－v20＝2ax得v20＝－2ax，解得v0＝－2×－7×14m/s＝14m/s。(2)解法一：由v＝v0＋at0得t0＝v－v0a＝0－14－7s＝2s。第18页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解法二：(逆过程)由x＝12at20得t0＝2xa＝2×147s＝2s。(3)解法一：v－＝xt0＝142m/s＝7m/s。解法二：v－＝v0＋v2＝14＋02m/s＝7m/s。答案：(1)14m/s(2)2s(3)7m/s第19页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习考点2匀变速直线运动推论的应用推论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利用“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，适用于任何一个匀变速直线运动，有些题目应用它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，提高解题速度第20页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习比例法对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，可利用初速度为零的匀加速直线运动的比例关系，用比例法求解推论法匀变速直线运动中，在连续相等的时间T内的位移之差为一恒量，即xn＋1－xn＝aT2，对一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Δx＝aT2求解第21页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习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时速度恰为零，如图所示，已知物体第一次运动到斜面长度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22页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习[解析]解法一：比例法对于初速度为零的匀加速直线运动，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＝xAC4∶3xAC4＝1∶3通过xAB的时间为t，故通过xBC的时间tBC＝t。第23页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解法二：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。vAC＝v＋v02＝v0＋02＝v02又v20＝2axAC①v2B＝2axBC②xBC＝14xAC③第24页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解①②③得：vB＝v02。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25页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解法三：利用有关推论：对于初速度为0的匀加速直线运动，通过连续相等的各段位移所用的时间之比t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(2－1)∶(3－2)∶(4－3)∶…∶(n－n－1)。第26页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习现将整个斜面分成相等的四段，如图所示，设通过BC段的时间为tx，那么通过BD、DE、EA的时间分别为：tBD＝(2－1)tx，tDE＝(3－2)tx，tEA＝(2－3)tx，又tBD＋tDE＋tEA＝t，得tx＝t。[答案]t第27页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解决匀变速直线运动的常用方法1．一般公式法：一般公式法指速度公式、位移公式及推论三式。它们均是矢量式，使用时要注意方向性。2．平均速度法：定义式v＝ΔxΔt对任何性质的运动都适用，而v＝vt2＝12(v0＋v)只适用于匀变速直线运动。第28页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习3．比例法：对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，可利用初速度为零的匀加速直线运动的重要特征中的比例关系，用比例法求解。4．逆向思维法：如匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动。第29页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习5．推论法：利用Δx＝aT2：其推广式xm－xn＝(m－n)aT2，对于纸带类问题用这种方法尤为快捷。6．图象法：利用v­t图可以求出某段时间内位移的大小，可以比较vt2与vx2，还可以求解追及问题；用x­t图象可求出任意时间内的平均速度等。第30页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习2．从斜面上某一位置，每隔0.1s释放一个小球，在连续释放几个小球后，对在斜面上滚动的小球拍下照片，如图所示，测得xAB＝15cm，xBC＝20cm，求：(1)小球的加速度；(2)拍摄时B球的速度；(3)拍摄时xCD的大小；(4)A球上方滚动的小球还有几个。第31页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习解析：(1)由a＝Δxt2得小球的加速度a＝xBC－xABt2＝5m/s2(2)B球的速度等于AC段上的平均速度，即vB＝xAC2t＝1.75m/s(3)由相邻相等时间内的位移差恒定，即xCD－xBC＝xBC－xAB，所以xCD＝2xBC－xAB＝0.25m第32页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习(4)设A球的速度为vA，由于vA＝vB－at＝1.25m/s所以A球的运动时间为tA＝vAa＝0.25s，所以在A球上方滚动的小球还有2个。答案：(1)5m/s2(2)1.75m/s(3)0.25m(4)2第33页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习考点3竖直上抛运动中的多解问题在竖直上抛运动中，当物体经过抛出点上方某一位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解。第34页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习某人站在高楼的平台边缘处，以v0＝20m/s的初速度竖直向上抛出一石子。求抛出后，石子经过距抛出点15m处所需的时间。(不计空气阻力，g取10m/s2)第35页高中新课标物理必修一·第一章·第2讲高中总复习[解析]当石子在抛出点上方距抛出点15m处时，取向上为正方向，则位移x＝15m，a＝－g＝－10m/s2，代入公式：x＝v0t＋12at2，得：15＝20·t＋12×(－10)·t2化简得：5t2－20·t＋