高中物理人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究综合与测试教课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究综合与测试教课课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了追及和相遇问题等内容，欢迎下载使用。
本章知识可分为三个组成部分。第一部分,实验探究;第二部分,匀变速直线运动的规律;第三部分,自由落体运动。一、实验探究
二、匀变速直线运动的规律
一、匀变速直线运动的规律及常用思维方法
1.匀变速直线运动的常用公式有:
使用时应注意它们都是矢量,一般以v0方向为正方向,其余物理量(t除外)与正方向相同的为正,与正方向相反的为负。2.平均速度法
3.位移差公式做匀变速直线运动的物体,在连续相等的时间内位移之差为一恒量,即Δx=x2-x1=aT2。4.逆向思维法把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法。例如,末速度为零的匀减速直线运动可以看作反向的初速度为零的匀加速直线运动。
5.图像法应用v-t图像,可把复杂的物理问题转化为较为简单的数学问题解决,尤其是用图像定性分析,可避免繁杂的计算,快速求解。
【例题1】 一物体以某一速度冲上一光滑斜面,前4 s的位移为1.6 m,随后4 s的位移为零,那么物体的加速度大小为多少?你能想到几种方法?答案:见解析
解析:设物体的加速度大小为a,由题意知a的方向沿斜面向下。解法一
所以初速度v0=at代入数据得物体的加速度大小为a=0.1 m/s2。
解法二物体2 s末时的速度等于前4 s内的平均速度,大小为
解法三由于整个过程a保持不变,是匀变速直线运动,由Δx=at2得物体加速度大小为
解法四由题意知,此物体沿斜面速度减到零后,又逆向加速。
由以上两式得a=0.1 m/s2,v0=0.6 m/s。
【变式训练1】 短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀速运动两个阶段。一次比赛中,某运动员用11.00 s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2 s内通过的距离为7.5 m,求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离。答案:5 m/s2　10 m
解析:根据题意,在第1 s和第2 s内运动员都做匀加速直线运动,设运动员在匀加速阶段的加速度为a,在第1 s和第2 s内通过的位移分别为x1和x2,
t0=1 s求得a=5 m/s2
设运动员做匀加速运动的时间为t1,匀速运动的时间为t2,匀速运动的速度为v,跑完全程的时间为t,全程的距离为x,依题意及运动学规律,得t=t1+t2v=at1
1.追及问题(1)追及的特点:两个物体在同一时刻到达同一位置。(2)追及问题满足的两个关系。时间关系:从后面的物体追赶开始,到追上前面的物体时,两物体经历的时间相等。位移关系:x2=x0+x1,其中x0为开始追赶时两物体之间的距离,x1表示前面被追赶物体的位移,x2表示后面追赶物体的位移。
(3)临界条件:当两个物体的速度相等时,可能出现恰好追上、恰好避免相撞,相距最远、相距最近等情况,即出现上述情况的临界条件为v1=v2。
2.相遇问题(1)特点:在同一时刻两物体处于同一位置。(2)条件:同向运动的物体追上即相遇;相向运动的物体,各自发生的位移的绝对值之和等于开始时两物体之间的距离时即相遇。(3)临界状态:避免相碰撞的临界状态是两个物体处于相同的位置时,两者的相对速度为零。
3.处理“追及”“相遇”问题的三种方法(1)物理方法:通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件,然后列出方程求解。(2)数学方法:由于在匀变速运动的位移表达式中有时间的二次方,我们可列出位移方程,利用二次函数求极值的方法求解。(3)图像法:对于定性分析的问题,可利用图像法分析,避开繁杂的计算、快速求解。
【例题2】 一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以a=3 m/s2的加速度开始行驶,恰在这一时刻一辆自行车以v自=6 m/s的速度匀速驶来,从旁边超过汽车。(1)汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时距离是多少?(2)什么时候汽车追上自行车?此时汽车的速度是多少?答案:(1)2 s　6 m　(2)4 s　12 m/s
解析:(1)解法一:汽车与自行车的速度相等时相距最远,设此时经过的时间为t1,汽车的速度为v1,两车间的距离为Δx,则有v1=at1=v自
解法二:自行车和汽车的v-t图像如图所示。由图可以看出,在相遇前,t1时刻两车速度相等,两车相距最远,此时的距离为阴影三角形的面积,所以有
【变式训练2】 车从静止开始以1 m/s2的加速度前进,在车开始运动的同时,车后20 m处,某人开始以6 m/s的速度匀速追赶,能否追上?若不能追上,人与车的最小距离是多少?若能追上,什么时候追上?答案:不能　2 m
显然,x人=36 m