教科版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的规律4 匀变速直线运动规律的应用授课ppt课件

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1.掌握匀变速直线运动的基本公式。2.理解并应用匀变速直线运动的重要推论。3.理解并应用初速度为零的匀加速直线运动的比例关系。
1.掌握匀变速直线运动的基本规律,形成物理观念。2.掌握逆向思维这种分析问题的科学思维方式。3.能够利用匀变速直线运动的规律分析解决实际问题,培养科学态度与责任。
【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。
满载旅客的某次列车,从连云港站开往北京南站,全程只需要5个多小时。假设列车启动时做初速度为0,加速度为0.2 m/s2的匀加速直线运动,求在列车启动过程中:(1)第30 s末的速度;(2)前40 s内的平均速度;(3)第60 s内的位移。
1.速度公式:vt=v0+at,当v0=0时,vt=at。
2.公式的适用条件:两个公式均只适用于匀变速直线运动。3.两个公式均为矢量式,其中的x、v0、vt、a都是矢量,应用时必须选取正方向,一般以初速度v0的方向为正方向。
【例题1】 甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变,在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍,在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半,求甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。答案:5∶7
解析:法一　基本公式法设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻t0)的速度为v,第一段时间间隔内行驶的路程为x1,加速度为a,在第二段时间间隔内行驶的路程为x2,
设甲、乙两车行驶的总路程分别为x、x',则有x=x1+x2,x'=x1'+x2',联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶的总路程之比为x∶x'=5∶7。
运用速度公式和位移公式时,由于速度、加速度、位移都是矢量,因此要注意其方向,由规定的正方向确定各量的正负,然后再代入公式中进行运算。
【变式训练1】 一辆汽车以72 km/h 的速度正在平直公路上匀速行驶,突然发现前方40 m处有需要紧急停车的危险信号,司机立即采取刹车措施,忽略司机反应时间。已知该车在刹车过程中加速度的大小为5 m/s2,则从刹车开始经过 5 s 时汽车前进的距离是多少?此时是否到达危险区域?答案:40 m　此时恰好未到达危险区域
射击时,火药在枪筒中燃烧,燃气膨胀,推动弹头加速运动,如果把子弹在枪筒中的运动看作匀加速运动,子弹的加速度a=5×105 m/s2,枪筒长x=0.64 m,试计算子弹射出枪口时的速度。
【例题2】 现在一些法定节假日期间,国家取消了7座及其以下的小车高速公路的过路费,给自驾游带来了实惠,这样免费车辆在通过收费站时可以不停车而直接通过。假设武汉某一收费站的前、后都是平直大道,为安全起见,假日期间过站的车速要求不超过vt=6 m/s,一辆小汽车未减速时车速为v0=30 m/s,制动后小汽车的加速度的大小为a1=4 m/s2。试问:(1)假日期间,驾驶员至少应在距收费站多远处开始制动?(2)车过站后驾驶员立即使车以大小为a2=6 m/s2的加速度加速至原来的速度,则从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中,汽车运动的时间至少是多少?(3)小汽车若不过站点,会始终保持30 m/s速度匀速行驶,则因过站而耽误的时间至少为多少?
答案:(1)108 m　(2)10 s　(3)4 s
解析:(1)设小汽车初速度方向为正方向,进入站点前做匀减速直线运动,到站点速度为6 m/s时制动距离最短为x1,有
解得x1=108 m。(2)小汽车通过收费站历经匀减速和匀加速两个阶段,前后两端时间至少为t1和t2,则有
【变式训练2】某质点从t=0开始沿直线运动,其速度的二次方v2与位移x的关系如图所示,下列说法正确的是(　　)A.质点的加速度大小为4 m/s2B.t=2 s时质点的速度大小为8 m/sC.t=2 s时质点的速度大小为4 m/sD.前2 s内质点的位移大小为4 m答案:D
一个做匀加速直线运动的物体,通过A点的瞬时速度是v1,通过B点的瞬时速度是v2,那么它通过A、B中点的瞬时速度是多少(即中间位置的瞬时速度)?
中间时刻和中间位置速度的比较方法一:定性分析法
【例题3】 做匀加速直线运动的列车出站时,车头经过站台上的某人面前时速度为1 m/s,车尾经过此人面前时速度为7 m/s,若此人站着一直未动,则车身中部(中点)经过此人面前时的速度是多少?答案:5 m/s
【变式训练3】 一个滑块沿斜面由静止滑下做匀变速直线运动,依次通过斜面上的A、B、C三点,如图所示,已知xAB=10 m,xBC=20 m,滑块经过AB、BC两段位移的时间都是2 s,求(1)滑块运动的加速度大小?(2)滑块在B点的瞬时速度大小?(3)滑块在A点时离初始位置的距离?答案:(1)2.5 m/s2 　(2)7.5 m/s　(3)1.25 m
1.(匀变速直线运动基本公式的应用)(多选)一辆玩具车从静止开始做匀加速直线运动,第2 s内运动了3 m,下列关于玩具车运动情况说法正确的是(　　)A.车的加速度大小为a=1.5 m/s2B.第3 s内的位移大小为5 mC.第3 s末的速度为6 m/sD.4 s后玩具车的速度为8 m/s答案:BCD
2.(匀变速直线运动推论的应用)物体由静止开始做直线运动,先匀加速运动了4 s,又匀速运动了10 s,再匀减速运动6 s后停止,它共前进了300 m,它在整个运动过程中的最大速度为(　　)A.5 m/sB.10 m/sC.20 m/sD.25 m/s答案:C
3.(匀变速直线运动推论的应用)航空母舰上都有帮助飞机起飞的弹射系统,已知“F-A15”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5 m/s2,起飞速度为50 m/s。若该飞机滑行100 m时起飞,则弹射系统必须使飞机具有的初速度为(　　)A.20 m/sB.30 m/sC.40 m/sD.60 m/s答案:C