2021高考物理一轮复习 第一章 第2讲 匀变速直线运动的规律课件

过好双基关研透命题点课时精练内容索引NEIRONGSUOYIN随堂巩固练过好双基关011.匀变速直线运动沿一条直线且不变的运动.2.匀变速直线运动的基本规律(1)速度公式：v＝.(2)位移公式：x＝.(3)速度位移关系式：.匀变速直线运动的规律一加速度v0＋atv2－v02＝2axv0t＋12at2A.vt0(1－t02t)B.vt－t022tC.vt2D.vt022t自测1(2019·安徽芜湖市期末)假设某次深海探测活动中，“蛟龙号”完成海底科考任务后竖直上浮，从上浮速度为v时开始匀减速并计时，经过时间t，“蛟龙号”上浮到海面，速度恰好减为零，则“蛟龙号”在t0(t0t)时刻距离海面的深度为√解析“蛟龙号”上浮时的加速度大小为：a＝vt，根据逆向思维，可知“蛟龙号”在t0时刻距离海面的深度为：h＝12a(t－t0)2＝12×vt×(t－t0)2＝vt－t022t，故选B.匀变速直线运动的推论二1.三个推论(1)连续相等的相邻时间间隔T内的位移差相等，即x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝.(2)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间初、末时刻速度矢量和的，还等于中间时刻的瞬时速度.aT2一半平均速度公式：v＝v0＋v2＝(3)位移中点速度＝v02＋v22.2tv2xv2.初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论(1)T末、2T末、3T末、…、nT末的瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn＝.(2)前T内、前2T内、前3T内、…、前nT内的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn＝.(3)第1个T内、第2个T内、第3个T内、…、第n个T内的位移之比为xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN＝.(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为t1∶t2∶t3∶…∶tn＝________________________________________________.1∶2∶3∶…∶n12∶22∶32∶…∶n21∶3∶5∶…∶(2n－1)1∶(2－1)∶(3－2)∶(2－3)∶…∶(n－n－1)自测2物体做匀加速直线运动，连续经过两段距离均为16m的路程，第一段用时4s，第二段用时2s，则物体的加速度大小是A.23m/s2B.43m/s2C.89m/s2D.169m/s2√解析第一段时间内的平均速度为：v1＝xt1＝164m/s＝4m/s，第二段时间内的平均速度为：v2＝xt2＝162m/s＝8m/s，根据匀变速直线运动规律，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，两段运动过程中间时刻的时间间隔为：Δt＝2s＋1s＝3s，则加速度大小a＝v2－v1Δt＝8－43m/s2＝43m/s2，选项A、C、D错误，B正确.自由落体运动和竖直上抛运动三1.自由落体运动(1)条件：物体只受，从静止开始下落.(2)基本规律①速度公式：.②位移公式：.③速度位移关系式：.重力v＝gtv2＝2gxx＝12gt2(3)伽利略对自由落体运动的研究①伽利略通过的方法推翻了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的结论.②伽利略对自由落体运动的研究方法是逻辑推理―→猜想与假设―→实验验证―→合理外推.这种方法的核心是把实验和(包括数学演算)结合起来.逻辑推理逻辑推理2.竖直上抛运动(1)运动特点：初速度方向竖直向上，加速度为g，上升阶段做匀减速运动，下降阶段做运动.(2)运动性质：直线运动.(3)基本规律①速度公式：；②位移公式：.自由落体匀变速v＝v0－gtx＝v0t－12gt2自测3(2020·山东临沂市质检)一个物体从某一高度做自由落体运动.已知它在第1s内的位移恰为它在最后1s内位移的三分之一.则它开始下落时距地面的高度为(取g＝10m/s2)A.15mB.20mC.11.25mD.31.25m√解析物体在第1s内的位移h＝12gt2＝5m，物体在最后1s内的位移为15m，由自由落体运动的位移公式可知，12gt总2－12g(t总－1s)2＝15m，解得t总＝2s，则物体下落时距地面的高度为H＝12gt总2＝20m，B正确.02研透命题点匀变速直线运动的基本规律及应用1.基本思路基础考点自主悟透命题点一画过程示意图―→判断运动性质―→选取正方向―→选用公式列方程―→解方程并加以讨论题目中所涉及的物理量(包括已知量、待求量和为解题设定的中间量)没有涉及的物理量适宜选用公式v0、v、a、txv＝v0＋atv0、a、t、xvv0、v、a、xtv2－v02＝2axv0、v、t、xa2.方法技巧除时间t外，x、v0、v、a均为矢量，所以需要确定正方向，一般以v0的方向为正方向.x＝v0t＋12at2x＝v＋v02t例1(2019·福建宁德市期末质检)我国首艘装有弹射系统的航母已完成了“J－15”型战斗机首次起降飞行训练并获得成功.已知“J－15”在水平跑道上加速时产生的最大加速度为5.0m/s2，起飞的最小速度为50m/s.弹射系统能够使飞机获得的最大初速度为25m/s，设航母处于静止状态.求：(1)“J－15”在跑道上至少加速多长时间才能起飞；答案5s解析根据匀变速直线运动的速度公式：vt＝v0＋at得t＝vt－v0a＝50－255s＝5s(2)“J－15”在跑道上至少加速多长距离才能起飞；答案187.5mx＝vt2－v022a＝502－2522×5m＝187.5m解析根据速度位移关系式：vt2－v02＝2ax得(3)若航母上不装弹射系统，设航母跑道L＝160m，“J－15”仍能从航母上正常起飞，则航母匀速航行的速度至少为多少？答案10m/s解析设飞机起飞所用的时间为t，在时间t内航空母舰航行的距离为L1，航空母舰的最小速度为v1，对航母有：L1＝v1t对飞机有：vt＝v1＋atvt2－v12＝2a(L＋L1)联立并代入数据解得：v1＝10m/s.变式1(2019·江苏南京市六校联考)一辆汽车在平直公路上做刹车实验，t＝0时刻起开始刹车，刹车过程的位移大小x与速度大小v的关系为x＝10－0.1v2(m)，下列分析正确的是A.刹车过程汽车的加速度大小为0.2m/s2B.刹车过程持续的时间为2sC.t＝0时刻汽车的速度大小为5m/sD.刹车全过程的位移大小为5m√解析根据匀变速直线运动中位移与速度关系可得x＝v2－v022a＝－v022a＋12av2，对应x＝10－0.1v2(m)，可得－v022a＝10m，12a＝－0.1s2/m，得加速度a＝－5m/s2，t＝0时刻的速度大小v0＝10m/s，刹车过程持续时间Δt＝0－v0a＝2s，刹车全过程的位移大小x＝0－v022a＝10m，故只有选项B正确.刹车类问题：指匀减速到速度为零后立即停止运动，加速度a突然消失的问题，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(到停止)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.拓展点刹车类问题的处理技巧——逆向思维法的应用例2(2019·安徽安庆市二模)水平面上某物体从t＝0时刻起以4m/s的速度做匀速直线运动，运动3s后又立即以大小为2m/s2的加速度做匀减速直线运动，停止后物体不再运动.则下列判断正确的是A.该物体从t＝0时刻算起6s内运动的位移大小为15mB.该物体在整个运动过程中的平均速度大小为2m/sC.该物体减速后最后1s内的位移大小为1mD.该物体减速后第1s末的速度大小为3m/s√解析物体从开始减速到速度减为零所用时间为：t0＝v0a＝2s，物体在3s＋2s＝5s末停止运动，所以物体在6s内的位移等于前5s内的位移，根据逆向思维法，物体匀减速至速度为0的减速过程，可看成反向的初速度为0的匀加速运动，则总位移为：x＝v0t1＋12at02＝16m，故A错误；物体的平均速度为：v＝xt1＋t0＝163＋2m/s＝3.2m/s，故B错误；x1＝12×2×12m＝1m，故C正确；该物体减速后第1s末的速度大小为：v＝v0－at＝(4－2×1)m/s＝2m/s，故D错误.1.六种思想方法匀变速直线运动的推论及应用高考热点讲透练熟命题点二2.方法选取技巧(1)平均速度法：若知道匀变速直线运动多个过程的运动时间及对应时间内位移，常用此法.(2)逆向思维法：匀减速到0的运动常用此法.例3(多选)(2020·广东清远市质检)高铁进站的过程近似为高铁做匀减速运动，高铁车头依次经过A、B、C三个位置，已知AB＝BC，测得AB段的平均速度为30m/s，BC段平均速度为20m/s.根据这些信息可求得A.高铁车头经过A、B、C的速度B.高铁车头在AB段和BC段运动的时间C.高铁运动的加速度D.高铁车头经过AB段和BC段时间之比类型1平均速度公式的应用√√解析设高铁车头在经过A、B、C三点时的速度分别为vA、vB、vC，根据AB段的平均速度为30m/s，可以得到：vA＋vB2＝30m/s；根据在BC段的平均速度为20m/s，可以得到：vB＋vC2＝20m/s；设AB＝BC＝x，整个过程中的平均速度为：v＝2xtAB＋tBC＝2xx30＋x20＝24m/s，所以有：vA＋vC2＝24m/s，联立解得：vA＝34m/s，vB＝26m/s，vC＝14m/s，由于不知道AB和BC的具体值，则不能求解运动时间及其加速度的大小，A选项正确，B、C选项错误.tAB：tBC＝ABvAB∶BCvBC＝2∶3，D选项正确.变式2(2019·山东潍坊市二模)中国自主研发的“暗剑”无人机，时速可超过2马赫.在某次试飞测试中，起飞前沿地面做匀加速直线运动，加速过程中连续经过两段均为120m的测试距离，用时分别为2s和1s，则无人机的加速度大小是A.20m/s2B.40m/s2C.60m/s2D.80m/s2√解析第一段的平均速度v1＝xt1＝1202m/s＝60m/s；第二段的平均速度v2＝xt2＝1201m/s＝120m/s，两个中间时刻的时间间隔为Δt＝t12＋t22＝1.5s，则加速度为：a＝v2－v1Δt＝120－601.5m/s2＝40m/s2，故选B.某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，例4(多选)(2020·甘肃天水市质检)如图1所示，一冰壶以速度v垂直进入三个完全相同的矩形区域做匀减速直线运动，且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零，则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是A.v1∶v2∶v3＝3∶2∶1类型2初速度为零的匀变速直线运动推论的应用B.v1∶v2∶v3＝3∶2∶1C.t1∶t2∶t3＝1∶2∶3D.t1∶t2∶t3＝(3－2)∶(2－1)∶1√√图1解析因为冰壶做匀减速直线运动，且末速度为零，故可以看成反向匀加速直线运动来研究.初速度为零的匀加速直线运动中通过连续三段相等位移的时间之比为1∶(2－1)∶(3－2)，故所求时间之比为(3－2)∶(2－1)∶1，选项C错误，D正确；由v2－v02＝2ax可得，初速度为零的匀加速直线运动中通过连续相等位移的速度之比为1∶2∶3，则所求的速度之比为3∶2∶1，故选项A错误，B正确.变式3(2019·河南省九师联盟质检)某质点做匀减速直线运动，经过s后静止，则该质点在第1s内和第2s内的位移之比为A.7∶5B.9∶5C.11∶7D.13∶7√83解析设质点以初速度v做匀减速直线运动到停止，其逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，将83s分成相等的8个13s，根据x＝12at2知，在这相等的8个13s内的位移之比是：15∶13∶11∶9∶7∶5∶3∶1，则该质点在第1s内和第2s内的位移之比为：(15＋13＋11)∶(9＋7＋5)＝39∶21＝13∶7，故选D.1.自由落体运动(1)运动特点：初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动.(2)方法技巧：初速度为0的匀变速直线运动规律都适用.2.竖直上抛运动(1)重要特性：(如图2)①对称性a.时间对称：物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB＝tBA.b.速度对称：物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等.自由落体和竖直上抛运