2012高中物理 2.3從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng)課件 粵教版必修1

1、學(xué)案3 從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng),勻變速直線運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型。生活中的許多運(yùn)動(dòng)由于受到多種因素的影響，運(yùn)動(dòng)規(guī)律往往比較復(fù)雜，但我們忽略某些次要因素后，有時(shí)也可以把它們看成是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，例如： 在平直的高速公路上行駛的汽車，在超車的一段時(shí)間內(nèi)，可以認(rèn)為它做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，剎車時(shí)則做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到停止。 深受同學(xué)們喜愛的滑板車運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員站在板上從坡頂筆直滑下時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，筆直滑上斜坡時(shí)做勻減

2、速直線運(yùn)動(dòng)。 那么，速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式和位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式呢？,學(xué)點(diǎn)1 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,(1)基本規(guī)律速度公式：位移公式：平均速度公式：速度—位移關(guān)系式：,(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用原則 在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式中，速度、位移和加速度都是矢量，通常取初速度方向?yàn)檎较?，?dāng)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向與初速度方向相同，即沿正方向，所以加速度為正值；當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

3、時(shí)，加速度方向和初速度方向相反，即沿負(fù)方向，所以加速度為負(fù)值.在應(yīng)用速度公式和位移公式時(shí)，一定要注意各矢量的方向，代入公式時(shí)要將表示物理量方向的正、負(fù)號(hào)代入公式中.,【例1】一物體做 =5 m/s,加速度為3 的勻加速直 線運(yùn)動(dòng)，求它在第1 s末、第5 s末和第8 s初的瞬時(shí)速 度.,【答案】8 m/s;20 m/s;26 m/s,【解析】根據(jù)速度公式

4、 求解, 當(dāng)t=1 s時(shí), =(5+3×1) m/s=8 m/s; 當(dāng)t=5 s時(shí), =(5+3×5) m/s=20 m/s; 當(dāng)t=7 s時(shí), =(5+3×7) m/s=26 m/s.,1,汽車從靜止開始以1.0 的加速度運(yùn)動(dòng),求：(1)汽車運(yùn)動(dòng)5.0 s通過的位移是多少？(2)汽車第2 s 內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移是多

5、少？(3)汽車在第2 s內(nèi)的平均速度是多少？,12.5m,1.5m,1.5m/s,【證明】如圖所示， 則t時(shí)間內(nèi)的平均速度 t中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度 所以,學(xué)點(diǎn)2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)重要推論,,(1)任意兩個(gè)相鄰的連續(xù)相等的時(shí)間間隔（T）內(nèi)，位移之差是一恒量，即：,,【證明】所以

6、 （ 即為恒量）由此結(jié)論可以來求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，即,(2)在一段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度 等于這一段時(shí)間內(nèi)的平均速度， 即,【例２】某同學(xué)在研究小車的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，獲得一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，已知打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，該同學(xué)選擇A、B、C、D、E、F六個(gè) 計(jì)數(shù)點(diǎn)，對(duì)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果記錄在圖中，單位是cm.

7、 (1)試計(jì)算在打下A、B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vA 、 vB、… vF各為多大？ (2)計(jì)算小車的加速度多大？,【答案】(1)0.335 m/s,0.415 m/s,0.495 m/s,0.575 m/s，0.655 m/s,0.735 m/s(2)2.0 m/s2,【解析】由上圖可知，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=2×0.02 s=0.04 s.(1)vB=AC

8、/2T=3.32/(2×0.04 )cm/s=0.415 m/svC=BD/2T=(5.46-1.50)/(2×0.04 )cm/s=0.495 m/svD=CE/2T=(7.92-3.32)/(2×0.04 )cm/s=0.575 m/svE=DF/2T=(10.70-5.46)/(2×0.04 )cm/s=0.655 m/s由vB=(vA+vc)/2得vA=2vB-vC=0.335 m

9、/s由vE=(vD+vF)/2得vF=2vE-vD=0.735 m/s,(2)應(yīng)用公式Δs=aT2計(jì)算加速度a 由上圖可知s1=AB =1.50 cm,s2=BC =1.82 cm, s3=CD =2.14 cm,s4=DE =2.46 cm,s5=EF =2.78 cm. 可見s2-s1=0.32 cm,s3-s2=0.32 cm,s4-s3=0.32 cm,s5-s4=0.32 cm， 即Δs=0.32 c

10、m. 所以，加速度a=Δs/T2=0.32/(0.04)2 cm/s2=200 cm/s2=2.0 m/s2.,2,如圖所示為一做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所得紙帶的一部分，A為任選的第一點(diǎn)，B、C是第11點(diǎn)和第21點(diǎn)，若小車運(yùn)動(dòng)的加速度是10 m/s2, 則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為_____Hz.,100,初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)（設(shè)T為等分時(shí)間間隔）： (1)1T末、2T末、3T末…nT末瞬時(shí)速度的比為

11、 V 1：v 2：v3…vn=1 ：2 ：3…n. （２）1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)…nＴ內(nèi)位移的比為s1：s2：s3…sn=12：22：32…n2. （３）第一個(gè)T內(nèi)、 第二個(gè)T內(nèi)、 第三個(gè)T內(nèi)…第n個(gè)Ｔ內(nèi)位移的比為 sⅠ：sⅡ ： sⅢ…sn=1 ：3 ：5…(2n-1). （4）從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)間的比為t 1:t2 :t3…tn=1:(

12、)：( )…( ).,學(xué)點(diǎn)3 初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),汽車剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過3 s停止運(yùn)動(dòng)，那么汽車在先后連續(xù)相等的三個(gè)1 s內(nèi)通過的位移之比s1:s2:s3為（ ）A. 1:3:5 B. 5:3:1C. 1:2:3 D. 3:2:1,3,【例3】站臺(tái)上有一觀察者

13、，在火車開動(dòng)時(shí)在第1節(jié)車廂前端的附近，第1節(jié)車廂在5 s內(nèi)駛過此 人，設(shè)火車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求第10節(jié)車廂駛過此人需要多長時(shí)間?,【解析】以列車為參考系，觀察者相對(duì)列車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在連續(xù)相等位移內(nèi)所用時(shí)間的比為 t1：t10=1：( ) 所以t10=( )t1≈0.81 s.,【答案】0.81 s,B,

14、【解析】火車進(jìn)站速度v =54 km/h=15 m/s,火車進(jìn)站做勻減速運(yùn)動(dòng)通過的路程s１＝ｖ２/２ a ＝１５２/（２×０.５） ｍ＝２２５ ｍ，此過程用去的時(shí)間ｔ１＝ｖ/ a 1＝１５/０.５ ｓ＝３０ ｓ.火車出站做勻加速運(yùn)動(dòng)通過的路程s２＝ｖ２/２ a ２＝１５２/（２× ０.３） ｍ＝３７５ ｍ，此過程用去的時(shí)間ｔ２＝ｖ/ a ２＝１５/０.３ ｓ＝５０ ｓ.火車正常行駛時(shí)在（s１＋s２）路程內(nèi)所需時(shí)間ｔ

15、＝(s１＋s２)/ｖ＝(２２５＋３７５)/ １５ ｓ＝４０ ｓ，火車因靠站而延誤的時(shí)間Δｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ０－ｔ＝（３０＋５０＋１２０－４０） s＝１６０ ｓ.,【例4】在正常情況下，火車以５4 ｋｍ／ｈ的速度勻速地開過一個(gè)小站.現(xiàn)因 需要，必須在這一小站停留.火車將要到小站時(shí)以－0.5 ｍ／ｓ２的加速度 做勻減速運(yùn)動(dòng)，停留２ ｍｉｎ后，又以０.３ ｍ／ｓ２的加速度駛出小 站，一直恢復(fù)到原來的速度

16、.求因列車?？啃≌径诱`的時(shí)間.,【答案】１６０ ｓ,一輛值勤的警車停在公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊駛過的貨車(以8 m/s的速度勻速行駛)有違章行為時(shí),決定前去追趕,經(jīng)2.5 s警員將警車發(fā)動(dòng)起來,然后以2 m/s2的加速度勻加速追趕,試問:(1)警車要多長時(shí)間才能追上違章貨車?(2)在警車追上貨車前,兩車間的最大距離是多少?,4,【點(diǎn)評(píng)】從速度—時(shí)間圖象上分析延誤的時(shí)間.如圖所示，圖中圖線Ⅰ表示正常情況，圖線Ⅱ、Ⅲ表示到站減速和離

17、站加速的情況，畫斜線的梯形面積的大小表示由于停站而延誤的路程，這段路程除以正常速度，就是延誤的時(shí)間. 要學(xué)好物理學(xué)，首先要對(duì)基本概念、基本規(guī)律和思維方法準(zhǔn)確地理解與應(yīng)用.如果能夠把握由基本規(guī)律所導(dǎo)出的一些推論，在學(xué)習(xí)上就會(huì)達(dá)到一個(gè)更高的層次，在解決問題的過程中，才能夠做到靈活、準(zhǔn)確、迅速.,10S,36m,【點(diǎn)撥】首先要明確有幾個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)，它們做何種形式的運(yùn)動(dòng)，是勻速直線運(yùn)動(dòng)還是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，若是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，是加速

18、還是減速，初速度怎樣等.其次，要對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程有全面了解，分清經(jīng)歷了幾個(gè)不同的過程.這樣就可避免解題時(shí)的盲目性.要做到這一點(diǎn)，審題是關(guān)鍵，要求我們?cè)诮忸}之前，必須仔細(xì)分析題目敘述的條件，其中包括搞清一些隱含的條件.更重要的是要透徹了解位移、速度、加速度等物理概念，熟記運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，并明確各公式的物理意義和適用范圍.下列是解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的一般步驟：(1)確定研究對(duì)象；(2)明確運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)；(3)分析運(yùn)動(dòng)過程，復(fù)雜問題要畫出示意圖