高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度习题ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度习题ppt课件，共35页。PPT课件主要包含了学习目标，思维导图，课堂篇探究学习，答案B，答案ABD，答案CD，答案D等内容，欢迎下载使用。
1.进一步熟练掌握匀变速直线运动的导出公式及其特点并能熟练应用其解决问题。(科学思维)2.能推导初速度为零的匀变速直线运动的几个比例式,并能应用其解决相关问题。(科学思维)3.会用逆向思维法解决物理问题。(科学思维)
[情境探究]一辆汽车从A点开始以初速度v0做匀加速直线运动,经过时间t到达B点,再过时间t到达C点时速度为v。利用所学规律能推导出B点的速度吗?B点的速度和AC段的平均速度有什么关系?
[知识点拨]1.中间时刻速度与平均速度(1)内容:做匀变速直线运动的物体,在一段时间t内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度,还等于这段时间初、末速度矢量和的一半。
2.位移中点的速度(1)内容做匀变速直线运动的物体,在某段位移中点位置的瞬时速度与这段位移始、末位置瞬时速度的关系为
(2)推导设匀变速直线运动的初速度为v0,加速度为a,末速度为v,位移为x,设物体经过这段位移的中点时的速度为 ,如图所示。
[实例引导]例1光滑斜面的长度为L,一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端,经历的时间为t,则下列说法不正确的是(　　)
规律方法 是求某时刻瞬时速度的重要方法,要求某时刻的速度,只要求出以该时刻为中间时刻的这段时间的平均速度即可。
变式训练1(多选)(2021河南高一期末)如图所示,两图线分别为甲、乙两物体做匀变速直线运动的x-t图像,甲在t=2t0时和乙在t=0时图线的切线均与t轴平行,下列说法正确的是(　　)
[情境探究]如图所示为做匀加速直线运动的小车,通过打点计时器打下的纸带,第2个0.02 s小车运动的位移比第1个0.02 s小车运动的位移多多少?第3个0.02 s小车运动的位移比第2个0.02 s小车运动的位移多多少?以此类推,同学们发现有什么规律?要点提示 第2个0.02 s小车运动的位移比第1个0.02 s小车运动的位移多17 mm;第3个0.02 s小车运动的位移比第2个0.02 s小车运动的位移多17 mm;连续相等时间内的位移差相等。
[知识点拨]1.内容:做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间T内的位移差是个常量,即Δx=aT2。
3.拓展:不连续的相等时间内的位移差公式xm-xn=(m-n)aT2,xm为第m段位移,xn为第n段位移。推导过程可用归纳总结的方法得出,如x2-x1=aT2①,x3-x2=aT2②,x4-x3=aT2③,①+②得x3-x1=2aT2,①+②+③得x4-x1=3aT2,②+③得x4-x2=2aT2,最后总结出公式为xm-xn=(m-n)aT2。
[实例引导]例2物体做匀变速直线运动,第7 s内通过的位移大小是4 m,第10 s内通过的位移大小是10 m,以第7 s内通过的位移方向为正方向,则物体的加速度可能是(　　)A.-2 m/s2B.2 m/s2C. m/s2D.14 m/s2
解析 情形一:若物体第10 s内通过的位移方向与第7 s内通过的位移方向相同,有Δx=x10-x7=3aT2,代入数据解得a=2 m/s2。情形二:若物体第10 s内通过的位移方向与第7 s内通过的位移方向相反,有Δx'=x10'-x7'=3a'T2,代入数据解得a'=- m/s2,故选B。答案 B
规律方法 公式中的Δx是两段相等时间内的位移差,两段相等时间可以不连续。
变式训练2从斜面上某一位置每隔0.1 s释放一个相同的小球,释放后小球做匀加速直线运动,在连续释放几个球后,对在斜面上滚动的小球拍下如图所示的照片,测得xAB=15 cm,xBC=20 cm。试问:(1)小球的加速度是多少?(2)拍摄时xCD 是多少?
解析 可认为A、B、C、D各点是一个小球在向下运动过程中经过相同时间0.1 s所处的位置。(1)由推论Δx=aT2可知,小球的加速度为(2)由于连续相等时间内的位移差恒定,所以xCD-xBC=xBC-xAB所以xCD=2xBC-xAB=2×20×10-2 m-15×10-2 m=0.25 m。答案 (1)5 m/s2　(2)0.25 m
[情境探究]一小车从A点由静止开始做匀加速直线运动(如图所示),若经过时间t到达B点,再经过时间t到达C点,又经过时间t到达D点,那么小车到达B、C、D各点时的速度有什么特点?相邻两点间的距离有什么特点?
要点提示 到达B、C、D各点的速度之比是1∶2∶3。AB、BC、CD间的距离比为1∶3∶5。
[知识点拨]1.初速度为零的匀加速直线运动,按时间等分(设相等的时间间隔为T)(1)T末、2T末、3T末、……、nT末瞬时速度之比v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n(2)T内、2T内、3T内、……、nT内的位移之比x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内、……、第n个T内位移之比xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)
2.初速度为零的匀加速直线运动,按位移等分(设相等的位移为x)(1)通过前x、前2x、前3x……时的速度之比(2)通过前x、前2x、前3x……的位移所用时间之比(3)通过连续相等的位移所用时间之比:注意①以上比例式成立的条件是物体做初速度为零的匀加速直线运动。②对于末速度为零的匀减速直线运动,可把它看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动,应用比例关系,可使问题简化。
[实例引导]例3(多选)(2021广东梅州高一期末)用实验证实4个水球就可以挡住子弹。如图所示,4个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹(可视为质点)在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好穿出第4个水球,则以下说法正确的是(　　)A.子弹在每个水球中速度变化相同B.由题干信息可以确定子弹穿过每个水球的时间C.子弹穿出第3个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等D.子弹依次穿过每个水球所用时间的比值为
规律方法 逆向推理法在匀变速直线运动中的应用(1)末速度为零的匀减速直线运动是初速度为零、加速度大小相等的反向匀加速直线运动的逆向运动。设物体的初速度为v0,加速度大小为a,做匀减速直线运动至速度为零,则可将此运动逆向看成初速度为0、加速度大小为a的匀加速直线运动,末速度为v0。(2)逆向推理法的优点:逆向推理之后,速度公式v=v0+at变为v=at,位移公式x=v0t+ at2变为x= at2,不仅简化了运算,也使问题变得更加简洁。(3)处理该类问题时应注意:逆向推理法可简化问题的处理过程,但要注意原过程与逆过程的速度、位移的大小相等,但方向相反。
变式训练3在高11.25 m的屋檐上,每隔一定的时间有一个水滴落下,设水滴的运动是从静止开始的匀加速直线运动。已知第1个水滴落到地面时,第4个水滴刚好离开屋檐。求:第1个水滴落地瞬间空中各相邻两水滴之间的距离。
解析 设相邻两水滴的时间间隔为T,第1个水滴落到地面时,第4个水滴刚好离开屋檐,中间的时间间隔就是3T。将第4个水滴和第3个水滴之间的距离作为x1,第3个水滴和第2个水滴之间的距离作为x2,第2个水滴和第1个水滴之间的距离作为x3,根据速度从零开始的匀加速直线运动中连续相等时间内的位移之比是x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1),整个高度可分为1+3+5=9(份),则x1占1份、x2占3份、x3占5份。故x1= ×11.25 m=1.25 m,x2=3x1=3×1.25 m=3.75 m,x3= ×11.25 m=6.25 m。答案 第1、2个水滴之间的距离为6.25 m,第2、3个水滴之间的距离为3.75 m,第3、4个水滴之间的距离为1.25 m。
1.中国自主研发的“暗剑”无人机,时速可超过2马赫。在某次试飞测试中,起飞前沿地面做匀加速直线运动,加速过程中连续经过两段均为120 m的测试距离,用时分别为2 s和1 s,则无人机的加速度大小是(　　)A.20 m/s2B.40 m/s2C.60 m/s2D.80 m/s2
2.一物体做匀减速直线运动,初速度为10 m/s,加速度大小为1 m/s2,则物体在停止运动前1 s内的平均速度为(　　)A.5.5 m/sB.5 m/sC.1 m/sD.0.5 m/s
解析 物体做匀减速直线运动到静止相当于反向的匀加速直线运动,停止运动前1 s内的平均速度,相当于匀加速运动第1秒内的平均速度,
3.(多选)(2020湖南邵阳高一期末)一列火车由静止开始做匀加速直线运动,第一个10 s内前进了一节车厢的距离,已知每节车厢的长度均为25 m,下列说法正确的是(　　)A.火车的加速度大小为0.5 m/s2B.火车的加速度大小为1.5 m/s2C.第二个10 s内火车前进了3节车厢的距离D.第二个10 s内火车前进了4节车厢的距离
解析 由x= at2,解得a=0.5 m/s2,A正确,B错误;由初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间比例规律得,第二个10 s内火车前进的距离为x2=3x1=3×25 m=75 m,因每节车厢长度为25 m,所以第二个10 s内火车前进了3节车厢的距离,C正确,D错误。答案 AC