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1、
高一物理第二章 小結(jié)及習(xí)題課 人教實(shí)驗(yàn)版
【本講教育信息】
一. 教學(xué)內(nèi)容:
第二章 小結(jié)及習(xí)題課
[知識(shí)要點(diǎn)]勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及圖象的應(yīng)用
[重點(diǎn)、難點(diǎn)解析]
一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
1. 常用公式:v=v0+at x=v0t+at2/2 v2-v02=2ax
2. 自由落體公式:v=gt x=gt2/2 v2=2gx
二、初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)推論:
1. 從運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí),t秒末 、2t秒末、3t秒末、……nt秒末的速度之比:
v1:v2:v3:……:vn=1:2:3:……:n
2. 從運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí),前t秒內(nèi)、前
2、2t秒內(nèi)、前3t秒內(nèi)、……前nt秒內(nèi)的位移之比:x1:x2:x3:……:xn=12:22:32:……:n2
3. 從運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí),任意連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)通過的位移之比:
x1:x2:x3:……:xn=1:3:5:……(2n-1)
4. 通過前x、前2x、前3x……前nx所用時(shí)間之比:
t1:t2:t3:……tn=
5. 從運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí),通過任意連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比:
t1:t2:t3:……tn=
6.從運(yùn)動(dòng)開始通過的位移與達(dá)到的速度的平方成正比:xv2
三、v-t圖象與x-t圖象
1. 軸的意義:
①橫軸 ①橫軸
3、
②縱軸 ②縱軸
2. 點(diǎn)的意義:
①任一點(diǎn) ①任一點(diǎn)
②與縱軸交點(diǎn) ②與縱軸交點(diǎn)
③兩圖象交點(diǎn) ③兩圖象交點(diǎn)
3. 圖象的物理意義:
反映 隨 變化的規(guī)律 反映 隨 變化的規(guī)律
4. 圖象的作用:
a. 可知任一時(shí)刻速度的大小和方向 可知任一時(shí)刻位移的大小和方向
①圖象在t軸之上表示 ①圖象在t軸之上表示
②圖象在t軸之下表示
4、 ②圖象在t軸之下表示
b. 可判斷加速度的大小和方向 可判斷速度的大小和方向
圖象傾斜程度越大表示 圖象傾斜程度越大表示
圖象右上傾斜a為 右下傾斜a為 圖象右上傾斜v為 右下傾斜v為
c. 可判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì): 可判運(yùn)動(dòng)性質(zhì):
能分析上圖中①--⑥的運(yùn)動(dòng)情況嗎?能分析上圖中①---⑥的運(yùn)動(dòng)情況嗎?
d. v-t圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示位移
面積在t軸之上表示位移為
面積在t軸之下表示位移為
四、運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的解題步驟
1. 根據(jù)題意確定研究對(duì)象,明確物體做什么運(yùn)動(dòng),畫出草圖
5、;
2. 分析描述運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)量和運(yùn)動(dòng)過程的過程量;
3. 選用反映運(yùn)動(dòng)過程特點(diǎn)的公式;
4. 建立坐標(biāo)系或選定正方向,列出方程求解;
5. 考察結(jié)果的合理性,討論結(jié)果。
五、解題常用的方法
1. 應(yīng)用平均速度。勻變速運(yùn)動(dòng)的平均速度,在時(shí)間t內(nèi)的位移x=t,相當(dāng)于把一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)。
2. 利用時(shí)間等分、位移等分的比例關(guān)系。對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移進(jìn)行合理的分割,應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)及初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)的特殊關(guān)系,是研究勻變速運(yùn)動(dòng)的重要方法,比用常規(guī)方法簡(jiǎn)捷得多。
3. 逆向轉(zhuǎn)換。即逆著原來的運(yùn)動(dòng)過程考慮,如火車進(jìn)站剎車滑行;逆看車行方向考慮時(shí)就把原來的一個(gè)勻減
6、速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為一個(gè)初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)。
4. 充分利用v一t圖象。利用圖象斜率、截距、圖線與t軸間面積所對(duì)應(yīng)的物理意義,結(jié)合幾何關(guān)系,提取出形象的思維信息,從而幫助解題。
【典型例題】
例1. 物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知第4s內(nèi)與第2s內(nèi)的位移之差是12m,則可知:
A. 第1 s內(nèi)的位移為3 m
B. 第2s末的速度為8 m/s
C. 物體運(yùn)動(dòng)的加速度為2m/s2
D. 物體在5s內(nèi)的平均速度為15 m/s
解析:本題全面考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用,以及掌握的熟練程度,本題涉及到四個(gè)物理量的確定,要求對(duì)這些物理量的關(guān)系能融會(huì)貫通,并能抓住加速度這一關(guān)鍵。由題意
7、,可利用先求出a。
設(shè)第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)、第4 s內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4,則
x3-x2=aT2, x4-x3=aT2 所以x4-x2=2aT2 故a===6m/s2
又x1=aT2/2=61/2=3m
第2s末的速度v2=at2=62=12m/s
5s內(nèi)的平均速度==15m/s
答案:AD
例2. 一滑塊由靜止開始,從斜面頂端勻加速下滑,第5s末的速度是6m/s。求:
(1)第4s末的速度;(2)頭7s內(nèi)的位移;(3)第3s內(nèi)的位移。
解析:根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系求解。
(1)因?yàn)椤健?
所以
第4s末的速
8、度為
(2)由得前5s內(nèi)的位移為:
因?yàn)椤?
所以
前7s內(nèi)的位移為:
(3)由(2)可得
因?yàn)椤?:5:……
所以=1:5
第3s內(nèi)的位移
例3. 汽車以10m/s的速度在平直公路上勻速行駛,突然發(fā)現(xiàn)前方xm處有一輛自行車正以4m/s的速度同方向勻速行駛,汽車司機(jī)立即關(guān)閉油門并以6m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)。如果汽車恰好撞不上自行車,則x應(yīng)為多大?
解析:這是一道很典型的追及問題,開始階段汽車的速度大,在相同時(shí)間內(nèi)汽車的位移大于自行車的位移,所以它們之間的距離逐漸減小,到速度相等時(shí)距離最小,如果此時(shí)汽車恰好沒碰上自行車,以后它們的距離就會(huì)變大,再
9、也不會(huì)碰上了。
解法1:利用速度相等這一條件求解。
當(dāng)汽車的速度v1和自行車的速度v2相等時(shí)二者相距最近,
v1=v0+at v2=v自
當(dāng)v1=v2時(shí),即v0+at= v自,即時(shí)間為
t==1s
若此時(shí)恰好相撞,則位移相等,
x1=v0t+at2 x2= v自t+x
由x1= x2得v0t+at2= v自t+x
解得 x=3m
所以汽車撞不上自行車的條件是:x>3m
解法2:利用二次方程判別式求解
如果兩車相撞,則v0t+at2= v自t+x
帶入數(shù)據(jù)并整理得 3t2-6t+x=0
t有解即能相撞的條件是 0
即62-43x0 x3m
所以二者不相撞
10、的條件是:x>3m
例4. 公共汽車由停車站從靜止出發(fā)以0.5m/s2的加速度作勻加速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)一輛汽車以36km/h的不變速度從后面越過公共汽車。求:
(1)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間公共汽車能追上汽車?
(2)后車追上前車之前,經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩車相距最遠(yuǎn),最遠(yuǎn)是多少?
解析:(1)追上即同一時(shí)刻二者處于同一位置,由于它們出發(fā)點(diǎn)相同,所以相遇時(shí)位移相同,即
x汽=x公 at2/2=v汽t t=2v公/a=210/0.5=40s
(2)在汽車速度大于公共汽車速度過程中,二者距離逐漸增大,速度相等時(shí)距離最大,之后公共汽車速度將大于汽車速度,二者距離就會(huì)減小,所以速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn)。
則
11、 v汽=v公 at= v汽 t= v汽/a=10/0.5=20s
最遠(yuǎn)距離x= v汽t- at2/2=1020-0.5202/2=100m
【模擬試題】
一、選擇題:
1、甲、乙兩輛汽車速度相等,在同時(shí)制動(dòng)后,設(shè)均做勻減速運(yùn)動(dòng),甲經(jīng)3s停止,共前進(jìn)了36m,乙經(jīng)1.5s停止,乙車前進(jìn)的距離為( )
A. 9m B. 18m C. 36m D. 27m
2、質(zhì)量都是m的物體在水平面上運(yùn)動(dòng),則在下圖所示的運(yùn)動(dòng)圖像中表明物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖像的是( )
3、根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,可以從紙帶上直接得到的物理量是( )
A. 位移 B. 速度 C. 加
12、速度 D. 平均速度
4、一石塊從樓房陽臺(tái)邊緣向下做自由落體運(yùn)動(dòng),到達(dá)地面,把它在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分為相等的三段,如果它在第一段時(shí)間內(nèi)的位移是1.2m,那么它在第三段時(shí)間內(nèi)的位移是( )
A. 1.2m B. 3.6m C. 6.0m D. 10.8m
5、甲和乙兩個(gè)物體在同一直線上運(yùn)動(dòng),它們的v-t圖像分別如圖中的a和b所示。在t1時(shí)刻( )
A. 它們的運(yùn)動(dòng)方向相同 B. 它們的運(yùn)動(dòng)方向相反
C. 甲的速度比乙的速度大 D. 乙的速度比甲的速度大
6、一質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第三秒內(nèi)的位移2m, 第四秒內(nèi)的位移是2.5m,那么可以知道( )
13、
A. 這兩秒內(nèi)平均速度是2.25m/s B. 第三秒末即時(shí)速度是2.25m/s
C. 質(zhì)點(diǎn)的加速度是0.125m/s2 D. 質(zhì)點(diǎn)的加速度是0.5m/s2
7、物體由靜止開始以恒定的加速度a向東運(yùn)動(dòng)t s后,加速度變?yōu)橄蛭?,大小不變,再?jīng)過t s時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)情況是( )
A. 物體位于出發(fā)點(diǎn)以東,速度為零 B. 物體位于出發(fā)點(diǎn)以東,繼續(xù)向東運(yùn)動(dòng)
C. 物體回到出發(fā)點(diǎn),速度為零 D. 物體回到出發(fā)點(diǎn),運(yùn)動(dòng)方向向西
8、做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的列車,車頭經(jīng)過某路標(biāo)時(shí)的速度為v1,車尾經(jīng)過該路標(biāo)時(shí)的速度為v2,則列車在中點(diǎn)經(jīng)過該路標(biāo)時(shí)的速度是( )
A. B. C. D
14、.
9、一輛汽車由靜止開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),從開始運(yùn)動(dòng)到駛過第一個(gè)100m距離時(shí),速度增加了10m/s,汽車駛過第二個(gè)100m時(shí),速度的增加量是( )
A. 4.1m/s B. 8.2m/s C. 10m/s D. 20m/s
10、一個(gè)物體從某一高度做自由落體運(yùn)動(dòng), 已知它第一秒內(nèi)的位移恰為它最后一秒內(nèi)位移的一半, g取10m/s2, 則它開始下落時(shí)距地面的高度為( )
A. 5m B. 11.25m C. 20m D. 31.25m
11、甲、乙兩個(gè)物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng), 它們的速度圖像如圖所示, 則( )
A. 甲、乙兩物體都做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
15、B. 甲物體的加速度比乙物體的加速度大
C. 如果甲乙在同一地點(diǎn)出發(fā),則t1時(shí)刻二者相遇
D. 在t1以后的任意時(shí)刻, 甲物體的速度大于同時(shí)刻乙物體的速度
12、物體自樓頂處自由落下(不計(jì)空氣阻力), 落到地面的速度為v. 在此過程中, 物體從樓頂落到樓高一半處所經(jīng)歷的時(shí)間為( )
A. v/2 B. v/(2g) C. D.
二、計(jì)算題:
13、火車長(zhǎng)100m,從車頭離橋頭200m處由靜止開始以1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),橋長(zhǎng)為150m。求:
(1)整個(gè)火車通過全橋的時(shí)間.
(2)整個(gè)火車通過橋頭的時(shí)間
14、一輛汽車在十字路口遇紅燈,當(dāng)綠燈亮
16、時(shí)汽車以4米/秒2的加速度開始行駛,恰在此時(shí),一輛摩托車以10米/秒的速度勻速駛來,與汽車同向行駛,汽車在后追摩托車,求:
(1)汽車從路口開始加速起,在追上摩托車之前兩車相距的最大距離是多少;
(2)汽車經(jīng)過多少時(shí)間能追上摩托車?此時(shí)汽車的速度是多大?
15、汽車從靜止開始以1.5米/秒2加速度前進(jìn),同時(shí)在車后20米處一人騎車以6米/秒的速度做勻速運(yùn)動(dòng)追趕汽車,騎車者能追上汽車嗎?若追不上,則兩車間的最小距離是多少?
試題答案
1、B 2、AC 3、C 4、C 5、AD 6、ABD
7、A 8、C 9、A 10、B 11、ABD 12、C
13、(1)10s (2)4.5s
14、(1)12.5米;(2)5秒,20米/秒
15、追不上,8米