2021学年第二章 匀变速直线运动的研究2 匀变速直线运动的速度与时间的关系教课内容课件ppt

这是一份2021学年第二章 匀变速直线运动的研究2 匀变速直线运动的速度与时间的关系教课内容课件ppt，共49页。
一、匀变速直线运动中常用公式有以下四个速度公式：　　　　　　．位移公式：　　　　　　．位移和速度关系的公式：　　　　　　．平均速度公式：　　　　　　．
　　二、匀变速直线运动中几个常用的结论　　1.Δs=aT2,意义：　　　　　　　.　　　　　　　　　　　　　可以推广到sm-sn=　　　　　.
2.vt/2=　　　　　　,某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度.vs/2=　　　　　　,某段位移的中间位置的瞬时速度公式(不等于该段位移内的平均速度).可以证明，无论匀加速还是匀减速，都有vt/2　　vs/2.
　　运用匀变速直线运动的平均速度公式　　　　　　　解题，往往会使求解过程变得非常简洁，因此，要对该公式给予高度的关注.
　　三、初速度为零(或末速度为零)的匀变速直线运动　　做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零(或末速度为零)，那么，公式都可简化为：v=at,　　　　　,v2=2as, 　　　　　　以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系.
(1)前1秒、前2秒、前3秒…内的位移之比为　　　　　　　．(2)第1秒、第2秒、第2秒…内的位移之比为　　　　　　　．(3)前1米、前2米、前3米…所用的时间之比为　　　　　　　　　．(4)第1米、第2米、第3米…所用的时间之比为　　　　　　　　　　　．　　对末速度为零的匀变速直线运动的逆过程，也可以相应的运用这些规律.
四、一种典型的运动经常会遇到这样的问题：物体由静止开始先做匀加速直线运动，紧接着又做匀减速直线运动到静止．用图1­2­1描述该过程，B点速度vB既是前一过程末速度，又是后一过程的初速度，故有：
　　　　匀变速直线运动基本公式的使用，重视位移、速度和加速度的矢量性 　 某同学将手中的“溜溜球”沿竖直方向向上抛出，已知其出手时的速度是5m/s,经过3s,该球落到抛出点下某处，速度为25m/s,已知该球在运动过程中加速度不变，则该球的加速度大小为(　　) 　　　　 B.10m/s2　C.8m/s2　　　　　　D.9m/s2
　　　　错误解法：由题意知v0=5m/s,vt=25m/s,所以加速度a=(vt-v0)/t=6.67m/s2.　　正解：由于速度是矢量，处理同一直线上的矢量运算，必须先选定正方向，将矢量运算转化为代数运算.取向上为正方向，由题意知：v0=5m/s,vt=-25m/s,　所以加速度a=(vt-v0)/t=-10m/s2.加速度为负，表示加速度的方向与正方向相反，即a的方向竖直向下. 　　　　解题时千万别忽视了位移、速度和加速度的矢量性.
　　　 2011年1月27日，在澳大利亚网球公开赛女单半决赛上，李娜绝地反击，战胜了世界排名第一的沃兹尼亚奇，历史性地闯入了大满贯的决赛．在关键性的第二盘第10局中，李娜接到一个以144km/h的速度飞来的发球，在0.5s内将球以216km/h的速度原路击回，求该球的平均加速度(在击球过程中忽略重力影响)．
　　　匀减速运动可以把速度减到负值吗？　一辆沿平直路面行驶的汽车，速度为36km/h,刹车后获得加速度的大小是4m/s2,求：(1)刹车后3s内的位移；(2)从开始刹车至停止，滑行一半距离时的速度.
　　汽车刹车后做匀减速滑行，其初速度v0=36km/h=10m/s,vt=0,加速度a=-4m/s2.设刹车后滑行t时间停止，滑行距离为s,其运动示意图如图所示：
　　错误解法：直接把t=3s代入:　　正确解法：　　(1)由速度公式vt=v0+at得滑行时间：　　　　　　　　　　　　　即刹车后经2.5s即停止.由位移公式得滑行距离，即　　
(2)设滑行一半距离至B点时的速度为vB,由位移和速度的关系式知　　　　　所以vB=7.07m/s
　　(1)不能直接把t=3s代入位移公式计算位移，因为实际滑行时间只有2.5s;对于这类汽车刹车问题，解题的关键是要知道汽车刹住所需要的实际时间(或位移)，在这段时间内汽车做匀减速运动，超过这段时间，汽车已处于静止.
(2)滑行一半距离时的速度不等于滑行过程中的平均速度.(3)匀减速运动可以把速度减到负值吗？下一节中“竖直上抛运动”中就有返回过程，速度出现反向，即减为负值.因而，匀减速运动应注意能否返回，何时(何处)返回.
　　　　A、B两小车在同一直线上运动，B车在A车的右边，当它们相距s=7m时，A以4m/s的速度开始向右做匀速直线运动，而B此时速度为10m/s,方向向右，它以大小为2m/s2的加速度做匀减速直线运动最后停止，则A追上B的时间为(　　)A.6s　　B.7s　　C.8s　　D.9s A追上B前，B已停止运动．
　　　　匀变速直线运动规律的灵活应用　已知O、A、B、C为同一直线上的四点，AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点从静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点.已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离.
　　先画好运动示意图.
解法一：由基本解法　　　　　　　　　　　　　 ①　　　　　　　　　　　　　 ②l2-l1=at2　　　　　　　　　　③联立①②式得3l1-l2=2vAt　　 ④又　　　　　　　　　　　　 ⑤联立③④⑤式得
解法二：由“纸带法”的迁移，此解法最简洁l2-l1=at2 　　　　　　　　　 ①　　　　　　　　　　　　 ②　　　　　　　　　　　　 ③将①②式中a和vB代入③式得
解法三：因为从O点静止开始运动，用　　　得到以上各式代入tOB-tOA=tOC-tOB,整理后即得结果
解法四：从O点开始，用 得到以上各式代入,整理后即得结果
解法五：用平均速度公式求解整理后即得结果
　　本题为2008年高考全国卷Ⅰ第23题，解题的关键是要画好运动示意图，分析各个物理量的关系，解法一是最常见的，本题解法虽有多种，由于加速度是贯穿同一性质运动的各个过程的主线，因此它们都离不开加速度这个重要的物理量，(图象法中涉及斜率).
虽然在求解过程中会消去a,但在所列的方程中必须出现，在列方程的过程中还要注意每个未知量应该在两个方程中出现，才能联立求解.除了特殊方程外，几个未知量就要有几个方程才能解出，等等.因此在平时练习中应注意提升解方程组的技巧，把应用数学处理物理问题的能力落到实处.本题还可以用图象法吗？
　　　　一个做匀加速直线运动的物体，在头4s经过的位移为24m，在第二个4s内经过的位移是60m，求这个物体的加速度和初速度各是多少？
　　　 取一根长2m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘．在线端系上第一个垫圈，隔12cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36cm、60cm、84cm，如图1­2­1所示．站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘．松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5个垫圈( )
　　　　多阶段不同性质运动的组合：注意两段运动连接处的速度经常是解题的关键点　
　　本题解法很多，通过对该题解法的挖掘，可以提高灵活应用匀变速直线运动规律和推论的能力、逆向思维的能力及灵活运用数学知识处理物理问题的能力．
　　本题是对汽车的刹车过程设置问题进行考查．正确理解反应时间内汽车的运动情况是解决问题的关键．解决问题的思路是：①要搞清汽车的运动过程，先做匀速运动，后做匀减速运动．②使用公式时要注意v0、a的方向性，通常以车行方向为正方向，刹车过程中的加速度为负值．