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文檔簡介
1、一、描述運動狀態的物理量課標要求:1質點 認識質點的概念,通過實例知道質點是一種科學抽象,是一個理想模型 在具體事例中認識在哪些情況下可以把物體看成質點,體會質點模型在研究物體運動中的作用2參考系和坐標系 知道參考系概念,通過實例的分析了解參考系的意義 在具體問題中選擇參考系,利用坐標系描述物體的位置及其變化 體會研究物理問題中建立參考系的重要性,體驗數學工具在物理學中的應用3時間(間隔)和時刻 通過實例了解時間(間隔)和時刻的區別和聯系 用數軸表示時間和時刻,體會數軸在研究物理問題中的應用4路程和位移 理解位移的概念,通過實例了解路程和位移的區別,知道位移是矢量,路程是標量 知道時刻與位置、
2、時間與位移的對應關系;用坐標系表示物體的位移知識精要: 質點是物體在一定條件下的科學抽象,是物理學研究問題建立的一種科學思維方法理想化模型能否將物體看做質點,取決于所研究的具體問題,而不是物體本身的大小、形狀及質量當物體的形狀、大小對所研究的問題沒有影響或影響很小時,就可以將物體看做質點比如在研究列車沿平直軌道運動時,可以將列車看做質點,而研究火車車輪的運動時,就不能把火車看做質點 參考系是為了描述一個物體的運動,選來作為標準、假定不動的物體,參考系的選取是任意的,但選擇的原則是使運動的描述盡可能簡便對同一個物體的運動,所選擇的參考系不同,對它的運動的描述就會不同 物體做機械運動時,其位置發生
3、變化,為了定量地描述物體的位置及位置的變化,需要在參考系上建立適當的坐標系對質點的直線運動,一般選質點運動軌跡為坐標軸,在坐標軸上規定原點、正方向和單位長度,建立直線坐標系;當物體在平面上運動時,需采用兩個坐標來確定它的位置當物體做空間運動時,需要用三個坐標來確定它的位置。 在時間軸上,時刻表示為一點,時間表示為一條線段路程是質點運動的軌跡的長度,是標量,與質點運動的路徑有關位移上表示質點位置變化的物理量,是矢量,與質點運動的路徑無關,僅由初、末位置決定只有當物體做單向直線運動時,路程才等于位移的大小曲線運動中位移的大小一定小于路程 名師點撥:【例1】、甲、乙、丙三人各乘一個熱氣球,甲看到樓房
4、勻速上升,乙看到甲勻速上升,甲看到丙勻速上升,丙看到乙勻速下降那么,從地面上看,甲、乙、丙的運動情況可能是( ) A甲、乙勻速下降,v乙v甲,丙停在空中B甲、乙勻速下降,v乙v甲,丙勻速上升C甲、乙勻速下降,v乙v甲,丙勻速下降,且v丙v甲D以上說法均不正確【分析】甲、乙、丙三人在觀察其他物體的運動時,是以自己所乘的熱氣球為參考系的樓房和地面連為一體,是同一個參考系,甲看到樓房勻速上升,說明甲相對于地面勻速下降;乙看到甲勻速上升,說明乙相對于地面也在勻速下降,且乙下降的速度v乙大于甲下降的速度v甲;甲看到丙勻速上升,則丙的運動有三種可能情況:丙靜止丙勻速上升丙勻速下降,但v丙v甲;而在這三種可
5、能的情況下,丙看到乙一定是勻速下降,符合題意故選項、正確【答案】【點評】分析這類問題時,要緊扣參考系的定義,根據運動的相對性,由簡單到復雜的順序,先確定有唯一性的,再確定有多種可能性的,一環扣一環,不要出現遺漏【例】一質點在x軸上運動,各個時刻的位置坐標如下表:t/s012345x/m05-4-1-71 請在下面的x軸上標出質點在各時刻的位置 哪個時刻離開坐標原點最遠?有多遠?【分析】為了定量地描述物體的位置及位置變化,需要在參考系上建立適當的坐標系這一質點在一直線上運動,所以以運動路徑所在的直線為x軸標出各時刻質點的位置坐標如圖由圖不難看出,第s末質點離開坐標原點的距離最遠,為m【答案】第s
6、末質點離開坐標原點最遠,有m【點評】正確理解位置坐標和位置變化的概念,是解這種題目的關鍵【例】如圖1-1,質點從點出發沿順時針方向在半徑的圓周做勻速圓周運動,其間最大位移等于,最小位移等于,經過9/4周后的位移等于 ,路程圖1-1【分析】質點沿半徑為的圓周運動,其間最大位移等于直徑2R,當質點完成一周運動后回到點時,位移最小為零,質點經過9/4周后,就是物體運動兩周又運動1/4圓周后到達了點,如圖所示,此時位移等于,方向由指向路程等于 【點評】位移有方向,是矢量,位移的大小是兩點間的直線距離;路程是指物體運動軌道的長度,是標量x【例】如圖1-2所示,為一個質點做直線運動的位移時間圖象,試根據圖
7、象對該質點的運動性質及特點作出描述【分析】從圖可見,質點在t這段時間內,圖線的斜率逐漸減少,縱坐標逐漸增大,表明質點在正方向上運動,且運動得越來越慢;在時間t-t內,圖線的斜率為負,且絕對值逐漸增大,縱坐標逐漸減小,表明質點反向運動,且運動得越來越快圖1-2【點評】在位移時間中,圖線的縱坐標值表示質點在某一時刻的位移值,而圖線的斜率大小表示質點在對應時刻的運動快慢程度,正負表示運動方向與規定的正方向相同或相反xxx【例】圖1-3表示在同一條直線上運動的、兩個質點的位移時間圖象,由圖可知()當t時,在的前面在t末追上,并在此后跑在的前面圖1-3比運動快t的一段時間內,、的位移相等圖1-3【分析與
8、解】從圖中可見,質點在t時間內做勻速直線運動,之后處于靜止狀態,運動的位移值為xx;質點從坐標原點開始運動,一直做勻速直線運動從圖象不難發現,選項正確;由圖可見,在t時刻、兩質點具有相同的位置坐標,表明在時刻t,追上了,選項正確,因為在相等的時間內,兩個質點的位移不相等,因此兩者運動的快慢是不相等的,選項是錯誤的;從圖可見,在t時間內通過的位移值大于通過的位移值,故選項也是錯誤的及時反饋:下列各運動的物體中,能看成質點的是()A研究跳水運動員入水時減小水花的方法B研究10000m長跑時運動員的速度方向C研究火車進站時的速度和停靠位置D研究體操運動員的優美舞姿第一次世界大戰期間,一位法國飛行員在
9、飛行時,看到頭上方有一個像小蟲的東西跟著他一起飛行,他想什么小蟲能飛這么快呢?結果他用手一抓,竟然是一顆德軍射出的子彈,那么這個飛行員能很容易抓到子彈的原因是()A子彈飛行速度很小B飛行員飛行的速度不大C子彈相對飛行員的速度很小D子彈相對飛行員的速度很大關于質點的位移和路程,下列說法中正確的是()A位移是矢量,位移的方向就是質點運動的方向B路程是標量,即位移的大小C質點做直線運動時,路程等于位移的大小D位移的大小不會比路程大關于時間和時刻,下列說法正確的是()A物體在s時指的是物體在s末,指的是時刻B物體在s內指的是物體在s末到s末這s的時間C物體在第s內指的是物體在s末到s末這s的時間D第s
10、末就是第s初,指的是時刻在物理學中,通常用平面直角坐標系來描述物體運動的位移與時間的關系,如圖1-2 所示,橫軸表示時間,縱軸表示位移,這樣的坐標系稱為位移時間坐標系(或xxt坐標系),則下列各圖中表示物體做勻速直線運動的是()tDxCxttA一位同學從操場中心出發,向北走了40m,到達點,然后又向西走了30m,到達點,用有向線段表明他第一次、第二次的位移(x、x2)和兩次行走的合位移(x)從高出地面m的位置豎直上拋一個小球,它上升m后回旋,最后到達地面,分別以地面和拋出點為原點建立坐標系,方向均以向上為正,填寫以下表格坐標原點的位置出發點的坐標最高點的坐標落地點的坐標上升過程的位移下落過程的
11、位移全過程的總位移以地面為原點以拋出點為原點二 勻速直線運動與變速直線運動 速度 課標要求:1速度 理解物體運動速度的意義,知道速度的定義式和矢量性,知道速率的概念及其與速度的區別;理解平均速度的意義,并會計算物體運動的平均速度;知道瞬時速度的意義,在具體問題中能識別平均速度和瞬時速度,初步體會極限的思維方法2勻速直線運動 理解勻速運動的概念,認識勻速直線運動的x-t圖象和v-t圖象,并用它們描述勻速直線運動知識精要: 物理學中用位移與發生這個位移所用時間的比值,表示物體運動的快慢,這就是速度,即v,速度不僅有大小而且有方向,它是矢量,其方向就是物體運動的方向 平均速度表示的只是物體在時間內隔
12、t內的平均快慢程度,只能粗略描述運動的快慢平均速度的大小與所選取的時間間隔有關,選取不同的時間間隔,平均速度的值一般是不同的,瞬時速度是對運動物體任一時刻運動快慢程度和方向的精確描述,是平均速度的極限值,在勻速直線運動中,平均速度與瞬時速度相等 在直線運動中,瞬時速度的大小稱為瞬時速度,簡稱速率平均速度的大小并不是平均速率,平均速率的定義為路程和所用時間的比值【名師點撥】: 【例1】上海到南京的列車已迎來第五次大提速,速度達到v1=180km/h,為確保安全,在鐵路與公路交叉的道口處需安裝自動信號燈當列車還有一段距離才到達公路道口時,道口應亮出紅燈,警告未越過停車線的汽車迅速制動,已越過停車線
13、的汽車趕快通過,如圖所示,如果汽車通過道口的速度v2=36km/h,停車線至道口欄木的距離x0=5m,道口寬度x=26m,汽車長l=15m ,并把火車和汽車的運動都看成勻速直線運動,問:列車離道口的距離L為多少時亮紅燈,才能確保已越過停車線的汽車安全駛過道口?【分析】為確保行車安全,要求列車駛過距離L的時間內,已越過停車線的汽車的車尾必須能通過道口 汽車越過停車線至車尾通過道口,汽車的位移為 x=l+x0+x=(15+5+26)m=46m 汽車速度v1=36km/h=10m/s,通過這段位移需要時間t= 高速列車的速度v1=180km/h=50m/s,所以安全距離L=v1t=504.6m=23
14、0m 實際情況下,還應考慮到關閉欄木需要的時間以及預留的安全時間等,所以在列車離道口更遠時,道口就應該亮起紅燈,發出警告.【點評】要想正確的解題,必須要理解題意,建立物體運動的圖景;兩個物體都在運動,必須理清它們的聯系,時間、位移、速度等關系本題中,汽車不能看作質點【例2】物體由A點沿直線運動到B點,前一半時間做速度為v1的勻速運動,后一半時間做勻速為v2的勻速運動,求整個過程的平均速度.若物體前一半位移做速度為v1是勻速運動,后一半位移做速度為v2 的勻速運動,整個過程的平均速度又是多少?【分析】根據平均速度的定義式計算平均速度時,必須注意時間和位移的對應.前者總時間設為2 根據平均速度的定
15、義式 xxx【點評】根據平均速度的定義式,求平均速度應注意三點:一是位移表示的是位移而不是路程;三是當質點在各區段以不同的速度運動時,全程的平均速度一般不等于各區段上速度的算術平均值,只有在朝一個方向的直線運動中,且各區段上運動時間相等時,才有全程的平均速度等于各區段上速度的算術平均值【例】甲、乙兩車同時同向沿直線駛向某地,甲在前一半時間內以v的速度勻速運動,后一半時間內以v的速度勻速運動而乙車在前一半路程以v1的速度勻速運動,后一半路程以速度v做勻速運動,則哪輛車先到目的地?【分析】這道題用位移時間圖象進行分析比較簡便,題中沒有交代v和v的大小關系,我們可假設vv,則前半段的位移時間圖線的傾
16、斜度大,后半段的位移圖線的傾斜度小畫出甲、乙兩車運動的位移時間圖象(圖),從圖中不難看出,甲車先到達目的地如果假設vv,也可得到同樣的結論【點評】運動圖象能形象直觀地反映物體的運動情況,運用圖象解題可以提高解題能力和技巧本題當然也可用列式分析的方法解決,同學們課后不妨一試【例】一支隊伍沿平直的公路勻速前進,其速度的大小為v,隊伍全長為,一通訊兵從隊尾以速度v(vv)趕到隊前,然后立即返回隊尾,求在這個往復的過程中:()通訊兵通過的路程;()通訊兵的位移大小【分析】本題如果以地為參考系分析較為復雜,可以以行進的隊伍為參考系,在通訊兵從隊伍尾向隊伍前前進的過程中,通訊兵相對于隊伍的速度(vv),在
17、通訊兵從隊伍前返回隊伍尾的過程中,通訊兵相對于隊伍的速度為(vv),兩次通訊兵相對于隊伍的位移均為,設運動的時間分別為t、t,則有通訊兵通過的路程為兩段路程的和,即有xvtvt,將上面的關系式代入得在整個過程中,通訊兵通過的位移大小等于前后兩個運動的路程之差,即有 【點評】對于兩體的相對運動問題,以其中一個運動物體作為參考系,往往可以使問題的求解過程得到簡化,通過本題的分析可以使學生養成巧妙地選擇參考系從而簡化解題過程的意識,在選取其中一個運動物體作為參考系時,必須正確地確定另一個運動物體相對于參考系的速度及時反饋:關于位置坐標的變化量,下列說法中正確的是()A位置坐標的變化量表示物體運動的路
18、程B位置坐標的變化量表示物體運動的位移C位置坐標的變化量的正負表示運動的方向D位置坐標的變化量的正負表示位移的方向物體沿直線運動,下列說法正確的是()A若物體某一秒內的平均速度是m/s,則物體在這1 s內的位移一定是mB若物體第1 s末的速度是m/s,則物體在第1 s內的位移一定是m C若物體在10 s內的平均速度是m/s,則物體在其中1 s內的位移一定是m D物體通過某位移的平均速度是m/s,則物體在通過這段位移一半時的速度一定是2.5m/s 甲、乙、丙三輛汽車以相同的速度經過某一路標,從此時開始,甲車做勻速直線運動,乙車先加速后減速,丙車先減速后加速,它們經過下一個路標的速度相同,則()A
19、甲車先通過下一個路標B乙車先通過下一個目標C丙車先通過下一個路標D三輛車同時通過下一個目標某同學由學校沿筆直的馬路回家,前一半時間做速度為v的勻速運動,后一半時間做速度為v的勻速運動,試畫出它運動全程的速度時間圖象,并求出它全程的平均速度一架飛機水平勻速地在某同學頭頂上飛過,當他聽到飛機的發動機聲從頭頂正上方傳過來時,發現飛機在他前上方約與地面成60角的方向上,據此可估算出飛機的速度約為聲速的多少倍?甲地發生地震,乙地測得地震縱波到達的時刻與地震橫波到達的時刻相差t,已知縱波的速度為v,橫波的速度為v,vv,由此可知,甲、乙兩地的距離為多大?三、加速度課標要求理解加速度的物理意義,知道加速度的
20、定義式和單位,會計算加速度。知道平均加速度、瞬時加速度及其區別,理解勻變速直線運動的含義。知道圖象的斜率表示加速度的大小。知識精要加速度是描述運動質點速度改變快慢的物理量,只要質點做變速運動,就一定有加速度。加速度,是速度的變化量,是速度的變化率,變化量與變化率是兩個截然不同的概念,變化量大,變化率不一定快。加速度也是矢量,它的方向是速度變化的方向。速度變化的方向與速度方向也是兩個截然不同的概念,在直線運動中,速度變化的方向可以與速度方向相同,也可以與速度方向相反。加速度保持不變的運動叫勻變速運動,可以是勻變速直線運動,也可以是勻變速曲線運動。圖象不但能夠了解物體的速度隨時間變化的情況,還能夠
21、知道物體運動的加速度,在圖象中,斜率反映了加速的大小和方向。名師點撥例1以下對于加速度這個物理概念的認識中,錯誤的是( )。A加速度數值很大的運動物體,速度可以很小B加速度數值很大的運動物體,速度的變化量必然很大C加速度數值很大的運動物體,速度可以減小得很快D加速度數值減小時,物體運動的速度值也必然隨著減小分析:加速度是描述運動物體速度隨時間改變快慢程度與方向的物理量,加速度與速度本身并沒有直接的聯系。加速度很大,表示運動物體速度隨時間變化得很快,而速度不一定很大,選項A正確;加速度很大,說明運動物體的速度變化率很大,而速度的變化量與時間間隔大小的選取有關,故其速度的變化量不是一定很大,選項B
22、錯誤;加速度很大,速度可以增加得很快(注意區別“很大”與“很快”),也可以減小很快,故選項C是正確的;在變速直線運動中,運動物體的速度是增大還是減小,取決于加速度方向與速度方向的關系,當加速度方向與速度方向相同時,速度隨時間增大,當加速度方向與速度方向相反時,速度隨時間減小,故當加速度數值減小時,物體運動的速度可能減小,也可能增大,選項D錯誤。故應選B、D。點評:這是一道很好的比較加速度概念與速度概念的題,通過本題的分析可以使學看到加速度與速度兩個概念間不存在必然的聯系;速度的變化量與變化率是有嚴格區別的,變化率同時反映了變化量與所歷時間的關系,變化率反映變化的快慢,變化量通常是指變化的大小;
23、速度隨時間增加還是減小,只取決于速度與加速度的方向是相同還是相反,而與加速度增加或減小無關。例2籃球以10 m/s的速度水平撞擊籃球板后以6 m/s的速度反彈回,籃球與擋板的接觸時間為0.1 s,則籃球在這段時間內的加速度為多大?加速度的方向如何? 分析:因為速度和加速度均為矢量,所以在求解之前必須首先建立正方向,若速度、加速度方向與規定正方向相同,則為正,反之為負。已知量代入公式時必須冠以符號,未知量一般先假設為正,解后再作出判斷。選取籃球的初速度方向為正方向,則初速度m/s,因為末速度方向與規定的正方向相反,故末速度為m/s,由加速度的定義式得m/s2=m/s2 加速度為負,表示加速度方向
24、與初速度方向相反。點評:加速度的定義式為矢量式,對于勻變速直線運動,只要規定正方向,速度與加速度均可用帶有正負號的代數量表示,在解題時要特別注意各個量正負的確定。本題也可以選取末速度方向為正方向,解出的加速度將為正值。例3試定理分析圖中甲、乙兩圖象所表示的物體的運動情況。分析:根據兩種圖象的物理意義進行分析、判斷和計算。(1)甲圖是位移時間圖象。010s內,物體做勻速直線運動,速度大小為3 m/s,方向與規定的正方向相同。10 s50 s內,物體處于靜止狀態。50 s70 s內,物體做勻速直線運動,速度大小為1.5 m/s,方向與規定的正方向相反,70 s末回到出發點。(2)乙圖是速度一時間圖
25、象。010 s內,物體做勻加速運動,加速度大小為3 m/s2。方向與速度方向相同。10 s50 s內,物體做勻速直線運動,速度大小為30 m/s。50 s70s內,物體做勻減速直線運動,加速度大小為1.5 m/s2,方向與速度方向相反。點評:甲、乙兩圖象的形狀相同,但表達的物理意義卻不同,因此分析圖象問題必須首先分清是圖象還是圖象。圖象的斜率表示速度,圖象的斜率表示加速度。正負均表示方向,絕對值均表示大小。例4一物體做勻變速直線運動,某時刻速度大小為m/s,1s后的速度大小變為m/s,在這1s內物體的加速度大小( )A可能小于4m/s2 B可能等于6m/s2C一定等于6 m/s2 D可能大于l
26、0 m/s2分析:根據加速度的定義式并規定初速度方向為正方向,則當與同向時,得加速度m/s2=6 m/s2當與反向時,得加速度m/s2= m/s2答案:BD點評:必須注意速度與加速度的矢量性,不能認為一定與同向。及時反饋1關于速度與加速度,下列說法中正確的是( ) A物體加速度不為零,速度可能為零 B加速度為零,物體的速度也可能變化 C速度變化越快,加速度一定越大 D加速度越小,速度一定越小2一個質點做方向不變的直線運動,加速度的方向始終與速度的方向相同,但加速度的 大小逐漸減小到零,則在此過程中( ) A速度逐漸減小,當加速度減為零時,速度達到最大 B速度逐漸增加,當加速度減為零時,速度達到
27、最大 C位移逐漸增加,當加速度減小為零時,位移將不再增加 D位移逐漸減小,當加速度減小為零時,位移達到最小值3某物體沿一直線運動,其圖象如圖31所示,則下列說法中正確的是( )A第2 s內和第3 s內速度方向相反B第2 s內和第3 s內的加速度方向相反 C第3 s內速度方向與加速度方向相反 D第5 s內加速度與速度方向相反圖32圖314 一枚火箭由地面豎直向上發射,其速度一時間圖象如圖32所示,由圖象知( )A0如段火箭的加速度小于段火箭的加速度B0段火箭是上升的,在段火箭是下落的C時刻火箭離地面最遠D時刻火箭回到地面5小球豎直下落,觸地時速度為10m/s,觸地后又以8m/s的速度豎直彈起。若
28、觸地時間是0.05s,求小球觸地過程中的加速度。四、勻變速直線運動的規律課標要求認識勻變速直線運動的速度公式,并用公式進行計算。了解勻變速直線運動位移公式的推導方法,認識勻變速直線運動的位移公式并用公式進行計算。知道圖象中圖線與橫軸包圍的“面積”表示位移。知識精要分析與解決變速直線運動問題,需要涉及到如下幾個方程:(1)方程不僅適用于勻變速直線運動,對一般變速直線運動也是適用的,但在解決勻變速直線運動的問題,它有著獨特的作用。(2)方程適用于勻變速運動。式反映了初、末速度與平均速度的關系,它與式往往綜合起來應用;式反映了末速度與初速度、加速度、時間之間的關系,它是由加速度的定義式演變而來的;式
29、反映了勻變速直線運動的位移與速度、加速度、時間之間的關系,是計算位移的常用公式;式反映了速度與加速度、位移之間的關系。(3)五個方程、六個變量,三個獨立方程,所以,在沒有其他輔助方程的前提下,知三求三。(4)六個變量中除時間外都是矢量,所以在實際應用時,必須注意符號法則。通常選取初速度方向為正方向,在此前提下,與初速度方向相同的矢量取正,與初速度方向相反的矢量取負。已知量代入方程時必須帶有符號,未知量一般先假設為正,解出后再對符號作出明確的說明。做勻變速直線運動的物體,還滿足以下推論:(1)在任意兩個連續相等的時間內的位移之差是一恒量,即(2)在某段時間的中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均
30、速度(3)初速度為零的勻加速直線運動滿足1T末、2T末、3T末的瞬時速度之比1T內、2T內、3T內的位移之比第一個T內,第2個T內,第3個T內的位移之比從靜止起通過連續相等的位移所用時間之比名師點撥例1飛機著陸后做勻變速直線運動,速度逐漸減小,已知飛機著陸時的速度為60m/s,若前5s內通過的位移為225m,則飛機的加速度大小為多少?此后飛機還要滑行多少秒才能停止運動?分析:由題意可知,飛機著陸后做勻減速直線運動,初速度為60m/s,以初速度方向為正方向,由勻變速直線運動的位移公式得,整理得,代入數據可得m/s2, 負號表示飛機的加速度方向與飛機的滑行方向相反。 設飛機滑行的總時間為,由勻變速
31、直線運動的速度公式,并令得 ,代入數據得s=10s, 故飛機還要滑行5 s才能停止。點評:勻變速直線運動的位移公式不只是用于計算位移,公式中共有四個物理量,知三可求一。對于待求的矢量,一般先假設為正,解出結果為正表明其方向與規定的正方向相同,若解出結果為負,表明其方向與規定的正方向相反。 例2以=9 m/s的速度行駛的汽車,剎車后做勻減速直線運動直至停止,若汽車在剎車后繼續前進的第2 s內的位移為6 m,則剎車后第5 s內的位移為多少? 分析:因為剎車后的第2 s內汽車仍然在前進,故汽車運動的時間一定大于2 s,但剎車后的第5 s內是否仍然在前進,則需要作出判斷。 要求出汽車在第5 s內通過的
32、位移值,必須知道汽車做勻減速直線運動的加速度大小。 汽車在第2 s內通過的位移值應等于剎車后2 s內通過的位移與剎車后第1 s內通過的位移之差,即有 代入已知數據,解得m/s2,負號表示加速度的方向與初速度方向相反. 要知道汽車剎車后第5 s內是否仍然在前進,必須對它前進的總時間作出判斷.由速度公式,并令末速度為零,則可求出運動的總時間,代入數據得s。 因此汽車剎車后第5 s內通過的位移實際是汽車在4 s末至4.5 s末這段時間內通過的位移值。設汽車在第4 s末的速度為,第4 s末至第4.5 s末內通過的位移為,則有, 代人數據得m/s,m。點評:對于單向的勻減速直線運動問題,一定要注意運動物
33、體通過多長時間停止運動,如果不弄清這個問題,就會亂套公式,解出錯誤的結果。單向勻減速直線運動的運動時間的取值范圍為。在求解本題時,也可以采用“逆向法”,將汽車的剎車過程反過來看,就是初速為零的勻加速直線運動,故可由求解,只需將時間取0.5 s代入即可解出正確的結果。當然,這種解法的前提,仍然要對汽車剎車后的運動總時間作出正確的判斷。例3一質點由靜止開始作勻加速直線運動,已知它在第2s內的位移是3m,則它在第5s內的位移是多少?分析:因為已知第2s內的位移求第5s內位移,可以根據初速度為零的勻加速直線運動的特點,在連續相等時間內的位移之比,運用比例法求解。因質點做初速度為零的勻加速直線運動,m=
34、9m點評:應用勻變速直線運動的特點,用比例法解題,往往比應用勻變速直線運動公式解題靈活、獨到,是解決有關勻變速運動問題的重要途徑相同的小球,從斜面上的某一位置每隔0.1 s無初速地釋放一顆,在連續釋放若干小鋼球后,對準斜面上正在滾動的若干小球拍攝到如圖所示的照片,測得AB=15cm,BC=20cm求(1)小鋼球的加速度?(2)拍攝照片時,B球的速度?(3)拍攝時?(4)A球上面滾動的小球還有幾顆?分析:拍攝得到的小球的照片中,A、B、C各小球的位置,正是首先釋放的小球每隔0.1 s所在位置,這樣就把本題轉換成一個物體在斜面上做初速度為零到勻加速運動的問題了求拍攝時B球的速度就是求首先釋放的那個
35、球運動到B處的速度;求A球上面還有幾個正在滾動的小球變換為首先釋放的那個小球運動到A處經過了幾個時間間隔(0.1 s)分析:(1)由知,小球的加速度cm/s2= 5 m/s2(2)B點的速度等于AC段上的平均速度 即 cm/s=1.75m/s(3)由于相鄰相等時間的位移差恒定 即所以cm15cm=25cm=0.25m(4)設A點小球速度為由于則m/s=1.25m/s所以A球的運動時間 s=0.25s故在A球上方正在滾動的小球還有2顆點評:對每隔一定時間連續釋放若干個做同樣運動的物體這類問題,在以后還會遇到,如從水平飛行的的飛機上,相隔一定時間釋放一個物體,在處理這類問題時,要善于轉換為其中的一
36、個物體運動來分析求解。例5一列車從某站出發,開始以加速度做勻加速直線運動:當速度達到后,再勻速行駛一段時間,然后又以大小為的加速度做勻減速直線運動直至停止。如果列車經過的位移為s,求列車行駛的時間為多少? 分析:本題有多種解法,用圖象法求解是較為簡便的方法。 根據題意作出列車的速度一時間圖象,如圖所示,由圖象可知,列車通過的位移在數值等于的面積值,即有。又。則有,得點評:運用位移時間圖象與速度時間圖象求解勻變速直線運動的問題是一種重要的解題方法,它通常具有簡便、直觀的鮮明特點,通過圖象法的習題教學可以幫助學生形成利用圖象解勻變速直線運動習題的意識與能力。本題可以讓學生在課堂上或課后用公式法求解
37、,并將求解過程與圖象法的求解過程作一比較。還可以請學生思考,在本題中,如果加速與減速的加速度大小不變,那么列車通過位移所需的最短時間為多少?對應的最大運行速度為多大?及時反饋1一人看到閃電12.3s后又聽到雷聲,已知空氣中的聲速約為330m/s340m/s,光速為3108m/s,于是他用12.3除以3很快估算出閃電發生位置到他的距離為4.1km,根據你所學的物理知識可以判斷( )A這種估算方法是錯誤的,不可采用B這種估算方法可以比較準確地估算出閃電發生位置與觀察者之間的距離C這種估算方法沒有考慮光的傳播時間,結果誤差很大D即使聲速增大2倍以上,本題的估算結果依然正確2兩輛完全相同的汽車,沿水平
38、直線一前一后勻速行駛,速度均為,若前方的車突然以恒定的加速度剎車,在它剛停車后,后面的車以與前面的車相同的加速度開始剎車,已知前車在剎車過程中所行的距離為,若要保證兩車在上述情況下不相撞,則兩車在勻速行駛時應保持的距離至少為( )ABCD3物體做直線運動,在時間內通過的路程為,它在中間位置的速度為,在中間時刻的速度為,則下列關于和大小關系正確的是( )A當物體做勻加速直線運動時,B當物體做勻減速直線運動時,C當物體做勻速直線運動時,=D當物體做勻減速直線運動時,v2)做勻速運動,司機立即緊急剎車,火車A做加速度大小為a1的勻減速直線運動。問:要使兩車不相撞,a1應滿足什么條件?解法一:設火車的
39、加速度為a0時,經時間t,恰追上而不相碰,則解法二:要使兩車不相撞,其位移關系為 即由二次函圖象可知,上式成立的條件為:解得:解法三: 取火車B為參考系,則剎車后,后車相對前車做初速度 v0=v1-v2 ,加速度大小為a1的勻減速直線運動。當后車相對前車的速度減小到零時,若相對位移 S,則兩車不會相碰,即:變式1:若v1v2,當相距S時,火車A開始以加速度a做勻加速直線運動,問A追上B前何時兩車相距最遠?最遠距離多大?最遠距離:ABv1v2Sa解:當火車A的速度達到V2時,兩車相距最遠,此過程中火車A的運動時間為:變式2:若火車A開始剎車時,火車B的司機也同時開始緊急剎車,其加速度大小為a2,
40、為了使火車A、B不發生相碰,則開始剎車時,火車A、B之間的距離S應滿足什么條件?及時反饋:1在h高處,小球A由靜止開始自由落下,與此同時在A正下方地面上以初速度v0豎直向上拋出另一小球B。求A、B在空中相遇的時間與地點,并討論A、B相遇的條件。不計空氣阻力作用。2為了安全,在公路上行駛的汽車之間應保持必要的距離.已知某高速公路的最高限速v=120 km/h.假設前方車輛突然停止,后車司機從發現這一情況,經操縱剎車,到汽車開始減速所經歷的時間(即反應時間)t=0.50 s,剎車時汽車受到阻力的大小f為汽車重的0.40倍,該高速公路上汽車間的距離s至少應為多少?(取重力加速度g=10 m/s2)3
41、兩輛完全相同的汽車,沿水平直路一前一后勻速行駛,速度均為v0,若前車突然以恒定的加速度剎車,在它剛停住時,后車以前車剎車時的加速度開始剎車,已知前車在剎車過程中所行駛的距離為s,若要保證兩車在上述情況中不相撞,則兩車在勻速行駛時保持距離至少應為多少?4一輛汽車在十字路口等候綠燈,當綠燈亮時汽車以3 m/s2的加速度開始行駛,恰好這時一輛自行車以6 m/s的速度勻速駛來,從后邊趕過汽車。試求:(1)汽車從路口開動后,在追上自行車這前經過多長時間兩車相距最遠?此時距離是多少?(2)什么時候汽車追上自行車,此時汽車的速度是多少?5車從靜止開始以1 m/s2的加速度前進,車后相距S025 m處,與車前
42、行方向相同,某人同時開始以6 m/s的速度勻速追車,能否追上,若能,求出追上所用的時間,若不能,求人、車間的最小距離。620如圖所示,A、B兩物體相距7,物體A在水平拉力和摩擦力作用下,正以14m/s的速度向右運動,而物體B此時的速度10/,由于摩擦力作用向右勻減速運動,加速度a2m/s2,求,物體A追上B所用的時間。七 實驗用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規律課標要求: 理解測量速度的基本原理,會用打點計時器測量物體運動的速度,會處理實驗數據。知識精要:1 打點計時器的紙帶分析(逐差法) S1 S2 S3 S4 S5 S6 0 1 2 3 4 5 6 a =( a1 + a2 +a3 )
43、 3 = ( S 4 + S 5 + S6 ) - ( S1 + S2 + S3 ) (3 T)2逐差法的實質是將紙帶分為兩大段: 設T為大段的時間,則 n點的瞬時速度名師點撥:例1在測定勻變速直線運動的加速度的實驗中,小車帶動的紙帶上記錄的一些點如圖,在每相鄰的兩點中間都有四個點未畫出.按時間順序取0、1、2、3、4、5六個點,用米尺量出1、2、3、4、5點到0點的距離分別是8.78 16.08 21.87 26.16 28.94(單位:厘米),由此可得小車的加速度的大小為 米/秒2, 方向為 。打下第3點時的速度大小為 米/秒。解: S1 =8.78cm S2 = 16.08-8.78=7.30S3 = 21.87-16.08=5.79 S4 = 26.16-21.87=4.29a = ( S 3 + S 4 ) - ( S1 + S2 ) (2 T)2 = (10.08 - 16.08 ) 10 -2 (2 0.1)2 = -1.50 m/s2v3=(d4 d2 )2T = (26.16 16.08) 0.2 = 10.08cm 0.2s = 0.504 m/s例2打點計時器在紙帶上打出的一些點,試根據給出的數據,求物體運動的加速度。 7.724.314.815.295.76
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