高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动第二节 匀变速直线运动的规律课文内容ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动第二节 匀变速直线运动的规律课文内容ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了课前篇自主预习，必备知识，自我检测，答案BC，课堂篇探究学习，情境探究，知识点拨，两个公式的使用，速度随时间均匀变化，刹车注意停止时间等内容，欢迎下载使用。
1.知道匀变速直线运动的速度公式、位移公式、速度与位移公式.(物理理念)2.掌握v-t图像的应用,能利用几个公式解决物理问题,能掌握科学抽象理想化模型的方法.(科学思维)3.学会用公式法和图像法探究匀变速直线运动的规律,学会与他人合作交流.(科学探究)
一、匀变速直线运动规律
想一想两个与位移相关的公式,在解题时如何选择?
二、用v-t图像表达匀变速直线运动1.匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线.
2.斜率就是物体运动的加速度,即物体运动的加速度恒定不变.
3.以初速度v0做匀变速直线运动的物体在时间t内位移的大小等于阴影梯形的面积.(1)当“面积”在t轴上方时,位移取正值,这表示物体的位移与规定的正方向相同.(2)当“面积”在t轴下方时,位移取负值,这表示物体的位移与规定的正方向相反.
想一想若物体做匀减速直线运动直至末速度减为零,此类问题如何处理比较简单?要点提示 逆向思维法.在处理末速度为零的匀减速直线运动时,为方便解题,将该运动看成初速度为零,加速度大小为|a|的匀加速直线运动.
1.正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因.(1)速度公式vt=v0+at适用于任何做匀变速直线运动的物体.(　　)答案 √
(2)位移公式s=v0t+ at2仅适用于匀加速直线运动.(　　)
解析 位移公式适用于匀变速(匀加速、匀减速)直线运动.答案 ×
(3)做匀变速直线运动的物体在相同时间内平均速度越大,位移就越大.(　　)答案 √
2.(多选)某质点的位移随时间变化的关系是s=4t+4t2,其中s与t的单位分别为m和s,下列说法正确的是(　　)A.v0=4 m/s,a=4 m/s2B.v0=4 m/s,a=8 m/s2C.2 s内的位移为24 mD.2 s末的速度为24 m/s
解析 由质点的位移随时间变化的关系式s=4t+4t2与匀变速直线运动的位移与时间关系公式s=v0t+ at2相对比,可得v0=4 m/s,a=8 m/s2,选项A错误,B正确;2 s内质点的位移s=(4×2+4×22) m=24 m,选项C正确;由vt=v0+at,可得2 s末质点的速度为vt=(4+8×2) m/s=20 m/s,选项D错误.
3.某货车在平直的公路上以20 m/s的速度行驶,现在由于前方道路施工需要紧急刹车.已知货车刹车过程做匀减速直线运动,刹车过程中的加速度大小为5 m/s2.从刹车起开始计时,求:(1)货车在2 s末的速度大小;(2)货车在整个刹车过程中的平均速度大小;(3)经过5 s后货车所通过的位移大小.
解析 (1)由题意知,货车刹车所用的时间为
答案 (1)10 m/s　(2)10 m/s　(3)40 m
在某次短距离起飞过程中,战机只用了10 s就从静止加速到起飞速度288 km/h,假设战机在起飞过程中做匀加速直线运动.思考并探究下面的问题:(1)战机的加速度是多大?(2)在这10 s内,战机运动的位移是多大?
要点提示 (1)由题意知v0=0,v=288 km/h=80 m/s,t=10 s,由公式v=v0+at得a=8 m/s2.
(1)vt=v0+at和s=v0t+ at2适用于匀变速直线运动.式中s、v0、vt、a都是矢量,通常情况下取初速度方向为正方向.
①对于匀加速直线运动,a取正值;对于匀减速直线运动,a取负值.②计算结果:若s、vt大于零,说明其方向与v0方向相同;若s、vt小于0,则说明其方向与v0方向相反.
(2)特殊情况①当v0=0时,vt=at,s= at2(由静止开始的匀加速直线运动).②当a=0时,vt=v0,s=v0t(匀速直线运动).
2.用速度—时间图像求位移图线与坐标轴所围成的面积表示位移.“面积”在时间轴上方表示位移为正,在时间轴下方表示位移为负;通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和.
例1一个物体以v0=8 m/s的初速度从斜面底端沿光滑斜面向上滑动,加速度的大小为2 m/s2,冲上最高点之后,又以相同的加速度往回运动.求:(1)物体3 s末的速度;(2)物体5 s末的速度;(3)物体在斜面上的位移大小为15 m时所用的时间.
解析 (1)由t= 得,物体冲上最高点的时间是4 s,又根据vt=v0+at,得3 s末的速度为v3=(8-2×3) m/s=2 m/s,方向沿斜面向上.(2)5 s末的速度v5=(8-2×5) m/s=-2 m/s,即5 s末速度大小为2 m/s,方向沿斜面向下.(3)由位移公式s=v0t+ at2,代入数据解得t1=3 s,t2=5 s即经过位移大小为15 m处时所用的时间分别为3 s(上升过程中)和5 s(下降过程中).
答案 (1)2 m/s,方向沿斜面向上(2)2 m/s,方向沿斜面向下(3)3 s　5 s
规律方法选用匀变速直线运动公式解题的三个策略:(1)理解各个匀变速直线运动公式的特点和应用情境.(2)认真分析已知条件(必要时以书面的形式呈现出来),看已知条件和哪个公式的特点相符,然后选择使用.(3)对不能直接用单一公式解决的匀变速直线运动问题,要多角度考虑公式的组合,选择最佳的组合进行解题.
变式训练1一辆汽车(可视为质点)沿着一条平直的公路行驶,公路旁边有一排与公路平行的电线杆,相邻电线杆间的距离均为50 m.取汽车驶过某一根电线杆的时刻为零时刻,将此电线杆作为第1根电线杆,此时刻汽车行驶的速度为5 m/s,若汽车的运动为匀变速直线运动,在10 s末汽车恰好经过第3根电线杆,求:(1)汽车运动的加速度大小;(2)汽车继续行驶,经过第7根电线杆时的瞬时速度大小;(3)汽车在第3根电线杆至第7根电线杆间运动所用的时间.
解析 (1)由匀变速直线运动的位移公式s=v0t+ at2代入汽车在t3=10 s内的位移s13=50×2 m=100 m解得a=1 m/s2.(2)第1根和第7根电线杆之间的距离s17=50×6 m=300 m
汽车在第3根电线杆至第7根电线杆间运动所用的时间是t37=t7-t3=20 s-10 s=10 s.
答案 (1)1 m/s2　(2)25 m/s　(3)10 s
主人和一只宠物狗做游戏,主人抛出一小球,让狗叼回来,若狗做匀加速直线运动,思考并探究下面的问题:(1)若狗从静止开始,匀加速跑了20 m的位移时速度为10 m/s,试求其加速度;(2)试求这段时间内狗在中间时刻的速度大小.
要点提示 (1)由v2=2as可得a=2.5 m/s2.
公式表示了匀变速直线运动中速度与位移、加速度的关系,通常称为速度—位移公式.在问题不涉及时间或不需要求时间时,用这个公式求解通常比较简便.
【推导】 一物体做匀变速直线运动,初速度为v0,经过一段时间末速度为vt.其v-t图像如图所示.①因为v-t图像与t轴所围面积表示位移,t时间内物体的位移可表示为
3.中间位置的速度:做匀变速直线运动的物体,在中间位置的速度
【推导】 如图所示,一物体由A到B做匀变速直线运动,C是其中间位置,设
例2一质点从静止开始由A点先做匀加速直线运动到B点,然后从B点做匀减速直线运动到C点时速度刚好为零.已知tAB=2tBC,那么在AB段和BC段(　　)A.加速度大小之比为2∶1B.位移大小之比为1∶2C.平均速度大小之比为2∶1D.平均速度大小之比为1∶1
变式训练2如图所示,物体A在斜面上由静止匀加速滑下s1,然后在水平面上匀减速滑过s2后停下,测得s2=2s1,则物体在斜面上的加速度a1与在水平面上的加速度a2的大小关系为(物体A滑入水平面时速度大小不变)(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.a1=a2 B.a1=2a2C.a1= a2D.a1=4a2
解析 设物体运动到斜面末端时速度为v,则有v2-0=2a1s1,同理在水平面上有0-v2=-2a2s2,联立解得a1=2a2,选项B正确.答案 B
1.(多选)在公式v=v0+at中,涉及四个物理量,除时间t是标量外,其余三个v、v0、a都是矢量.在直线运动中这三个矢量的方向都在同一条直线上,当取其中一个量的方向为正方向时,其他两个量的方向与其相同的取正值,与其相反的取负值,若取初速度方向为正方向,则下列说法正确的是(　　)A.在匀加速直线运动中,加速度a取负值B.在匀加速直线运动中,加速度a取正值C.在匀减速直线运动中,加速度a取负值D.无论在匀加速直线运动中还是在匀减速直线运动中,加速度a均取正值
解析 若取初速度方向为正方向,物体做匀加速直线运动,表示初速度方向和加速度方向相同,加速度为正值,若物体做匀减速直线运动,物体加速度为负值,选项B、C正确.答案 BC
2.物体先做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a1=2 m/s2,加速一段时间后,物体做匀减速直线运动,直到速度减为零,减速运动的加速度a2=6 m/s2,整个过程的位移为300 m,则物体运动的最大速度为(　　)A.15 m/sB.30 m/sC.7.5 m/sD.无法求解
解析 设最大速度为v,由匀变速直线运动规律,有s= ,代入数据,解得v=30 m/s,选项B正确.
3.一火车以2 m/s的初速度,0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,求:(1)火车在第3 s末的速度大小.(2)火车在前4 s内的平均速度大小.(3)火车在第5 s内的位移大小.