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文檔簡介

1、精選優質文檔-傾情為你奉上教學課題勻變速直線運動歸納復習教學目標1、準確記憶勻變速直線運動的公式和規律。2、熟練掌握勻變速直線運動的vt,st圖象,會解答根據紙帶分析求解速度和加速度重點難點勻變速直線運動的規律及應用,勻變速直線運動的vt,st圖象,根據紙帶分析求解速度和加速度教學過程一、專題歸納總結1、本章知識點2、紙帶分析:判斷物體是否做勻變速直線運動時:利用公式如下圖所示,是相鄰兩計數點間的距離,x是兩個連續相等的時間內的位移之差,即,T是相鄰兩計數點間的時間間隔,對兩段距離進行分析,由勻變速直線運動的規律可得則任意相鄰兩計數點間的位移差為:對于勻變速直線運動而言,a是恒量,T也是恒量,

2、它是判斷物體是否做勻變速直線運動的必要條件。即若任意兩個連續相等的時間間隔內的位移之差為恒量,則與紙帶相連物體的運動為勻變速直線運動。(2)用逐差法求加速度由得又,可得同理可得:加速度的平均值為:(3)由vt圖象求加速度根據勻變速直線運動某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度,即,求出打第一、第二、第三第n個計數點時紙帶的瞬時速度,作出vt圖象,進而求出圖線的斜率即為做勻變速運動的物體的加速度。這也是解題的一種常用方法,且誤差比其他方法更小。典型例題知識點一:常用的解題方法【例1】汽球下掛一重物,以的速度勻速上升,當到達離地高處時懸掛重物的繩子突然斷裂,那么重物經多長時間落回到地面?落地時

3、的速度有多大?(空氣阻力不計,取)解題思路:遇到上拋運動的問題時,可將其整體考慮為勻減速直線運動,也可分段考慮為豎直向上的勻減速直線運動和豎直向下的勻加速直線運動。解答過程:解法一:從繩子斷裂開始計時,經時間后物體落至拋出點下方,規定初速度方向為正方向,則物體在時間內的位移。由位移公式得:代入數值整理得:解得:,(不合題意舍去)重物落地時速度為:(其負號表示方向向下,與初速度方向相反)。解法二:物體上升到最高點用時t1v0/g1s,上升距離h1v02/2g5m從最高點下落h1h1/2gt2時間t6s,故重物落地用時tt17s重物落地時速度為:vtg(tt1)60m/s(其負號表示方向向下,與初

4、速度方向相反)。解題后的思考: 一般公式法是指速度、位移和加速度關系的三式。它們都是矢量式,使用時注意方向性。一般以的方向為正方向,其余與正方向相同者為正,與之相反者為負。【例2】汽車緊急剎車后經7s停止,設汽車做勻減速直線運動,它在最后1s內的位移是2m,則汽車在剎車過程中通過的位移和開始剎車時的速度各是多少? 解題思路:首先將汽車視為質點,由題意畫出草圖從題目已知條件分析,直接用勻變速直線運動的基本公式求解有一定困難. 大家能否用其他方法求解?解答過程:解法一:用基本公式、平均速度公式。質點在第7s內的平均速度為:則第6s末的速度:v64(m/s)求出加速度:a(0v6)/t 4(m/s2

5、)求初速度:0v0at,v0at(4)×728(m/s)解法二:逆向思維,用推論。反過來看,將做勻減速的剎車過程看作是初速度為0,末速度為28m/s,加速度大小為4m/s2的勻加速直線運動的逆過程。由推論:s1s7149則7s內的位移:s749s149×298(m)v028(m/s)解法三:圖象法作出質點的速度時間圖象,質點第7s內的位移大小為陰影部分小三角形的面積小三角形與大三角形相似,有v6v017,v028(m/s)總位移為大三角形面積:知識點二:圖象問題【例1】下圖為火箭上升的vt圖象,下列說法正確的是:A. 40s末和200s末火箭速度相同 B. 火箭到達最高點的

6、時刻是120s末C. 火箭上升時的加速度不變D. 200s末,火箭又回到出發點正確答案:B解題思路:正確判斷圖象中速度的方向和加速度的方向,即物體是做加速運動還是減速運動,涉及位移時注意從圖線所圍面積加以判斷。解答過程:040s 物體做向上的勻加速直線運動。40120s 物體做向上的勻減速直線運動,直到120s時速度為零。120200s 物體做向下的勻減速直線運動,到200s時物體的速度大小等于其在40s時速度的大小。物體返回到40s時的高度解題后的思考:準確記憶圖象中對速度,加速度,位移的判斷方法。【例2】甲、乙兩車從同一地點出發同向運動,其vt圖象如圖所示。試計算:(1)乙車開始運動多少時

7、間后兩車相遇?(2)兩車相遇處距出發點的距離是多少?(3)兩車相遇前兩車的最大距離是多少?解答過程:從圖象知兩車初速度,加速度分別為: ,兩車均做勻加速運動。(1)兩車相遇,位移相等,設乙車運動t秒后兩車相遇,則甲、乙兩車的位移為 由于 ,代入數據解題(舍去),(2)兩車相遇點離出發點的距離為(m)(3)由圖知甲車行駛t4s時兩車速度相等。此時兩車距離最大,二者距離為: 解題后的思考:運動圖象能形象、直觀地反映物體的運動情況,而且圖線的斜率,與t軸所圍成的面積等,都有明確的物理意義,因而利用運動圖象可以提高解題能力和技巧,甚至可以解決一些用解析法在中學階段還不能解決的問題。知識點三:紙帶問題【

8、例1】利用打點計時器測定做勻加速直線運動的小車的加速度,下圖給出了該次實驗中,從0點開始,每5個點取一個計數點的紙帶,其中0、1、2、3、4、5、6都為計數點。測得:。(1)用打在紙帶上的15點的瞬時速度,作出速度時間圖象,并由圖象求出小車的加速度_。(2)用逐差法求出小車的加速度約為_。解答過程:因為每5個點取一個計數點,所以相鄰計數點間的時間間隔T0.10s。(1)由得出小車的速度從0點開始計時建立vt坐標系,分別描出五個點并畫出圖象,如圖所示,取A、B兩點計算加速度。;,則該小車運動的加速度為(2)據得:答案:(1)49.7 (2)49.6解題后的思考:“紙帶處理問題”常常包含三類基本問

9、題:(1)判斷運動形式由相鄰相等時間間隔內的位移之差x判斷。若x0,則物體做勻速直線運動;若x0,但恒定,則物體做勻變速直線運動;若x0且不恒定,則物體做變速直線運動。(2)計算瞬時速度理論依據是做勻變速直線運動的物體某段時間內的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度,即;(3)計算加速度借助勻變速直線運動的推論:計算,或先求出各點的瞬時速度,再作出vt圖象,利用vt圖象的斜率來求加速度。在做紙帶處理時應注意實際打點與計數點間的區別,這關系到中“T”的取值。【例2】為了測定某轎車在平直路面上起動時的加速度(可看作勻加速直線運動),某人拍攝了一張在同一底片上多次曝光的照片,如圖所示。如果拍攝時每

10、隔2s曝光一次,轎車長為6m,則其加速度約為 A. 1m/s2 B. 1.5m/s2 C. 3m/s2 D. 4.5m/s2解答過程:利用求解,其中T2s,根據轎車的長度試估算車下每小格的長度大約為3m,前后兩次曝光內車行駛的位移差為6m,即x6m,代入公式可得加速度約為1.5m/s,故正確選項為B。解題后的思考:遇到物體在連續相等的時間間隔內做勻變速直線運動的情況,則要想到用來求解。知識點五:實際應用【例】跳傘運動員進行低空跳傘表演,他在離地面224 m高處,由靜止開始在豎直方向做自由落體運動。一段時間后,立即打開降落傘,以12.5 m/s2的平均加速度勻減速下降,為了運動員的安全,要求運動

11、員落地速度最大不得超過5 m/s(g取10 m/s2)。(1)求運動員展開降落傘時,離地面高度至少為多少m?著陸時相當于從多高處自由落下?(2)求運動員在空中運動的最短時間是多少?解答過程:(1)設運動員做自由落體運動的高度為h時,速度為v,此時他打開降落傘開始做勻減速運動,落地時速度剛好為5 m/s,這種情況下運動員在空中運動的時間最短,則有v22ghvt2v22a(Hh)由兩式解得h125 ,v50 s為使運動員安全著陸,他打開降落傘時的高度至少為Hh224 125 99 。他以5 m/s的速度著陸時,相當于從h高處自由落下,由vt22gh得h 1.25 (2)他在空中自由下落的時間為t1

12、 s5 s他做減速運動的時間為t2 s3.6 s他在空中運動的最短時間為tt1t28.6 s解題后的思考:正確理解運動員的運動可分為幾個過程,每一個過程的聯系,每個過程的運動情況,每一個過程的已知量,每個分過程可列哪些方程等內容。同步練習1. 甲、乙兩個質點同時同地向同一方向做直線運動,它們的vt圖象如圖所示,則( )A. 乙比甲運動得快B. 2 s乙追上甲C. 甲的平均速度大于乙的平均速度D. 乙追上甲時距出發點40 m遠2. 將某物體以30 ms的初速度豎直上拋,不計空氣阻力,g取10ms2,5s內物體的( )A. 路程為65 mB. 位移大小為25 m,方向向上C. 速度改變量的大小為1

13、0 msD. 平均速度大小為13 ms,方向向上3. 在平直公路上,自行車與同方向行駛的一輛汽車在t0時同時經過某一個路標,它們的位移s(m)隨時間t(s)變化的規律為:汽車為,自行車為,則下列說法正確的是 ( )A. 汽車做勻減速直線運動,自行車做勻速運動B. 不能確定汽車和自行車各做什么運動C. 開始經過路標后較小時間內自行車在前,汽車在后D. 當自行車追上汽車時,它們距路標96m4. 下圖是用打點計時器打出的一條紙帶,其計數周期為T,運動加速度和打D點時的瞬時速度分別用a和表示,則下列選項正確的是( )A. B. C. D. 5. 物體以的加速度做勻減速直線運動至停止,求物體在停止運動前

14、第4s內的位移是多少。6. 某課外興趣小組在探究小車的速度隨時間變化規律的實驗中,得到如下圖所示的實驗紙帶,實驗中打點計時器交流電的頻率為50Hz,紙帶前面的幾個點較模糊,因此從A點開始每打五個點取一個計數點,其中B、C、D、E點的對應速度vB_m/s,vC_m/s,vD_m/s,vE_m/s,由此推得F點的速度vF_m/s。小車從B點運動到C點的加速度a1_m/s2,從C點運動到D點的加速度a2_m/s2,從D點運動到E點的加速度a3_m/s2。答案1. D 提示:從vt圖象中找到位移的關系,可以通過畫出運動示意圖來判斷。2. AB 提示:注意公式中的物理量的方向和代入數值的正負。3. AD

15、 提示:通過表達式判斷出物體的運動性質,并畫出運動示意圖來分析。4. A5. 解答:本題若按勻減速直線運動的思路去解,則未知量較多,不好入手。但用逆向思維法,把它看作是的勻加速運動,求第4s內的位移,就很簡單了。第1s內的位移:因為初速度為零的勻加速直線運動在連續相等的時間內的位移比為連續奇數比,即則6. 解答:當時間間隔較短時,物體在這段時間內某時刻的瞬時速度可認為是物體在這段時間內的平均速度,即B點的瞬時速度為A、C兩點間的平均速度,依此類推。由題意可知,每兩個計數點之間的時間間隔為T0.02××5s0.1s.B點的速度為A、C兩點間的平均速度:vBxAC/2T(6.451.40 )/2×0.125.25(cm/s) C點的速度為B、D兩點間的平均速度:vCxBD/2T(10.103.35)/2×0.132.75(cm/s) 同理可得:vD40.25cm/s;vE47.75cm/s從B、C、D、E四點的位置關系和速度關系我們可以提出自己的假設:速度越來越大。但其大小之間是否存在一定的規律?利用vt圖象對數據進行處理,我們發現物體在相鄰相等時間內的速度之差相等。vC vB 32.7525.257.50cm/svD vC40.2532.757.50cm/svE vD47.7540.257.50c

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