2022-2023高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 第三節(jié) 從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng) 課時(shí)1學(xué)案 粵教版必修1

《2022-2023高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 第三節(jié) 從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng) 課時(shí)1學(xué)案 粵教版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022-2023高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 第三節(jié) 從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng) 課時(shí)1學(xué)案 粵教版必修1（10頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022-2023高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 第三節(jié) 從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng) 課時(shí)1學(xué)案 粵教版必修1 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式，并會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.2.掌握并會(huì)推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論，并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.3.理解公式中各物理量的物理意義及符號(hào)的確定. 一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 公式 (1)速度公式：vt＝v0＋at. (2)位移公式：s＝v0t＋at2. 二、用v－t圖象求位移 在勻速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象中，圖線和坐標(biāo)軸所圍的面積在數(shù)值上等于物體運(yùn)動(dòng)的位移.在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象中，圖線和坐標(biāo)軸所圍的面積等于

2、物體運(yùn)動(dòng)的位移. 1.判斷下列說(shuō)法的正誤 (1)公式vt＝v0＋at適用于任何做直線運(yùn)動(dòng)的物體.(×) (2)公式s＝v0t＋at2既適用于勻加速直線運(yùn)動(dòng)，也適用于勻減速直線運(yùn)動(dòng).(√) (3)初速度越大，時(shí)間越長(zhǎng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體的位移一定越大.(×) (4)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度越大，相同時(shí)間內(nèi)的位移一定越大.(√) (5)v－t圖象與t軸所圍面積在數(shù)值上等于物體運(yùn)動(dòng)的位移.(√) 2.某質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系是s＝(4t＋4t2) m，則質(zhì)點(diǎn)的初速度是v0＝______ m/s，加速度a＝______ m/s2,2 s末的速度為_(kāi)________________

3、_ m/s,2 s內(nèi)的位移為_(kāi)___________ m. 答案　4　8　20　24 一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式的應(yīng)用 一個(gè)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為v0，加速度為a，運(yùn)動(dòng)了一段時(shí)間t，則： (1)此時(shí)物體的瞬時(shí)速度vt如何表示？ (2)這一段時(shí)間內(nèi)物體的位移s是多少？ 答案　(1)由加速度的定義式a＝，整理得vt＝v0＋at (2)由＝和＝得s＝ t＝t，把vt＝v0＋at代入得s＝v0t＋at2. 1.公式vt＝v0＋at、s＝v0t＋at2只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng). 2.公式的矢量性：公式vt＝v0＋at、s＝v0t＋at2中的v0、vt、a均為矢量，應(yīng)用公

4、式解題時(shí)，首先應(yīng)選取正方向. 一般以v0的方向?yàn)檎较?，若為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a＞0；若為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，a＜0.若vt＞0，說(shuō)明vt與v0方向相同，若vt＜0，說(shuō)明vt與v0方向相反. 3.兩種特殊情況 (1)當(dāng)v0＝0時(shí)，vt＝at，s＝at2. 即由靜止開(kāi)始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度大小與t成正比，位移s與t2成正比. (2)當(dāng)a＝0時(shí)，vt＝v0，s＝v0t. 即加速度為零的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，s與t成正比. 例1　一物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a＝2 m/s2，求： (1)第5 s末物體的速度多大？ (2)前4 s的位移多大？ (3)第4 s內(nèi)的位移多大？

5、 答案　(1)10 m/s　(2)16 m　(3)7 m 解析　(1)第5 s末物體的速度v1＝v0＋at1＝0＋2×5 m/s＝10 m/s. (2)前4 s的位移s1＝v0t＋at2＝0＋×2×42 m＝16 m. (3)物體第3 s末的速度v2＝v0＋at2＝0＋2×3 m/s＝6 m/s 則第4 s內(nèi)的位移s2＝v2t3＋at32＝6×1 m＋×2×12 m＝7 m. 針對(duì)訓(xùn)練　某物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其位移與時(shí)間的關(guān)系為s＝0.5t＋t2(m)，則當(dāng)物體速度為3 m/s時(shí)，物體已運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(　　) A.1.25 s B.2.5 s C.3 s D.6 s

6、答案　A 解析　由s＝0.5t＋t2知，v0＝0.5 m/s，a＝2 m/s2，再由速度公式vt＝v0＋at知，t＝1.25 s，選項(xiàng)A正確. 二、利用v－t圖象求位移 例2　一質(zhì)點(diǎn)沿s軸做直線運(yùn)動(dòng)，其v－t圖象如圖1所示.質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)位于s0＝5 m處，開(kāi)始沿s軸正方向運(yùn)動(dòng).當(dāng)t＝8 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在s軸上的位置為(　　) 圖1 A.s＝3 m B.s＝8 m C.s＝9 m D.s＝14 m 答案　B 解析　質(zhì)點(diǎn)前4 s內(nèi)沿s軸正方向運(yùn)動(dòng)，其位移可由v－t圖象中的“面積”數(shù)值表示，則對(duì)應(yīng)位移s1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s內(nèi)的位移(沿s軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng))s2＝－

7、 m＝－3 m，又知t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位于s0＝5 m處，則當(dāng)t＝8 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在s軸上的位置為s＝s0＋s1＋s2＝8 m，選項(xiàng)B正確. 1.“面積”在時(shí)間軸上方表示位移為正，在時(shí)間軸下方表示位移為負(fù)；若一段時(shí)間內(nèi)既有“正面積”，又有“負(fù)面積”，則“正負(fù)面積”求和，得數(shù)為正值表示位移為正，為負(fù)值表示位移為負(fù). 2.對(duì)于其他的v－t圖象，圖線與時(shí)間軸所圍的面積也表示位移，如圖2所示陰影面積表示t時(shí)間內(nèi)的位移. 圖2 三、簡(jiǎn)單的剎車問(wèn)題分析 例3　一輛汽車正在平直的公路上以72 km/h的速度行駛，司機(jī)看見(jiàn)紅色信號(hào)燈便立即踩下制動(dòng)器，此后，汽車開(kāi)始做勻減速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)汽車減速過(guò)

8、程的加速度大小為5 m/s2，求： (1)開(kāi)始制動(dòng)后，前2 s內(nèi)汽車行駛的距離和2 s末的速度； (2)開(kāi)始制動(dòng)后，前5 s內(nèi)汽車行駛的距離和5 s末的速度. 答案　(1)30 m　10 m/s　(2)40 m　0 解析　汽車的初速度v0＝72 km/h＝20 m/s，末速度vt＝0，加速度a＝－5 m/s2，汽車運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t0＝＝ s＝4 s. (1)因?yàn)閠1＝2 st0，所以

9、汽車5 s時(shí)早已停止運(yùn)動(dòng) 故s2＝v0t0＋at02＝(20×4－×5×42) m＝40 m， 5 s末的速度為0. 剎車類問(wèn)題的處理思路 實(shí)際交通工具剎車后在摩擦力作用下可認(rèn)為是做勻減速直線運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)過(guò)程不可逆，當(dāng)速度減小到零時(shí)，車輛就會(huì)停止.解答此類問(wèn)題的思路是： (1)先求出它們從剎車到靜止的剎車時(shí)間t剎＝.(2)比較所給時(shí)間與剎車時(shí)間的關(guān)系確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間，最后再利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解.若t>t剎，不能盲目把時(shí)間代入，若t

10、逆向的加速度大小相等的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng). 例4　物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為10 m/s，加速度大小為1 m/s2，則物體在停止運(yùn)動(dòng)前1 s內(nèi)的平均速度為(　　) A.5.5 m/s B.5 m/s C.1 m/s D.0.5 m/s 答案　D 解析　該勻減速直線運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng)為：初速度為零、加速度為a′＝1 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則原運(yùn)動(dòng)物體停止運(yùn)動(dòng)前1 s內(nèi)的位移與逆運(yùn)動(dòng)第1 s內(nèi)的位移相等.由s＝a′t12＝×1×12 m＝0.5 m，故物體停止運(yùn)動(dòng)前1 s內(nèi)的平均速度＝＝＝0.5 m/s，選項(xiàng)D正確. 對(duì)于末速度為0的勻減速直線運(yùn)動(dòng).采用逆向思維法

11、后，速度公式和位移公式變?yōu)関t＝at，s＝at2，計(jì)算更為簡(jiǎn)潔. 1.(勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用)一輛沿直線勻加速行駛的汽車，經(jīng)過(guò)路旁兩根電線桿共用時(shí)5 s，汽車的加速度為2 m/s2，它經(jīng)過(guò)第2根電線桿時(shí)的速度為15 m/s，則汽車經(jīng)過(guò)第1根電線桿時(shí)的速度為(　　) A.2 m/s B.10 m/s C.2.5 m/s D.5 m/s 答案　D 解析　根據(jù)vt＝v0＋at，得v0＝vt－at＝15 m/s－2×5 m/s＝5 m/s，D正確. 【考點(diǎn)】速度與時(shí)間的關(guān)系 【題點(diǎn)】公式v＝v0＋at的有關(guān)計(jì)算 2.(勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用)飛機(jī)起飛的過(guò)程是由靜止開(kāi)始在平

12、直跑道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程.飛機(jī)在跑道上加速到某速度值時(shí)離地升空飛行.已知飛機(jī)在跑道上加速前進(jìn)的距離為1 600 m，所用時(shí)間為40 s，則飛機(jī)的加速度a和離地速度v分別為(　　) A.2 m/s2　80 m/s B.2 m/s2　40m/s C.1 m/s2　40 m/s D.1 m/s2　80 m/s 答案　A 解析　根據(jù)s＝at2得a＝＝ m/s2＝2 m/s2，飛機(jī)離地速度為v＝at＝2×40 m/s＝80 m/s. 3.(簡(jiǎn)單的剎車問(wèn)題)一輛卡車在緊急剎車過(guò)程中的加速度的大小是5 m/s2，如果在剛剎車時(shí)卡車的速度為10 m/s，求： (1)剎車開(kāi)始后1 s內(nèi)

13、的位移大?。? (2)剎車開(kāi)始后3 s內(nèi)的位移大小和3 s末的速度. 答案　(1)7.5 m　(2)10 m　0 解析　(1)v0＝10 m/s，a＝－5 m/s2，t1＝1 s，s1＝v0t1＋at12 解得s1＝7.5 m. (2)設(shè)卡車經(jīng)時(shí)間t0停下 t0＝＝ s＝2 s t2＝3 s時(shí)的位移大小等于前2 s內(nèi)的位移大小 s2＝v0t0＋at02＝10 m 3 s末的速度為0. 一、選擇題 考點(diǎn)一　勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 1.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式s＝v0t＋at2和s＝ t，關(guān)于做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體在t秒內(nèi)的位移，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.加速

14、度大的物體位移大 B.初速度大的物體位移大 C.末速度大的物體位移大 D.平均速度大的物體位移大 答案　D 解析　由s＝ t知，t一定時(shí)平均速度大的物體位移大，選項(xiàng)D正確. 2.一物體由靜止開(kāi)始做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的位移為s，則它從出發(fā)開(kāi)始經(jīng)過(guò)4s的位移所用的時(shí)間為(　　) A. B. C.2t D.4t 答案　C 解析　由s＝at2和4s＝at′2得：t′＝2t，故C對(duì). 3.(多選)一質(zhì)點(diǎn)以一定的初速度向東做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其位移與時(shí)間的關(guān)系為s＝(10t－t2) m，則(　　) A.質(zhì)點(diǎn)初速度為10 m/s B.質(zhì)點(diǎn)的加速度大小是1 m/s2

15、C.2 s末的速度為6 m/s D.在2 s末，質(zhì)點(diǎn)在出發(fā)點(diǎn)西邊，距出發(fā)點(diǎn)24 m 答案　AC 解析　由s＝v0t＋at2＝10t－t2知，v0＝10 m/s，a＝－2 m/s2，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；將t＝2 s代入v＝(10－2t) m/s和s＝(10t－t2) m得，2 s末速度v＝6 m/s,2 s內(nèi)位移s＝16 m，為正值，故質(zhì)點(diǎn)在出發(fā)點(diǎn)東邊，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤. 4.(多選)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的火車，在第10 s末的速度為2 m/s，下列敘述中正確的是(　　) A.前10 s內(nèi)通過(guò)的位移為10 m B.每秒速度變化0.2 m/s C.10 s內(nèi)的平均速度為1 m

16、/s D.第10 s內(nèi)的位移為2 m 答案　ABC 解析　由vt＝at，得a＝0.2 m/s2，故前10 s內(nèi)的位移s＝at2＝×0.2×102 m＝10 m，選項(xiàng)A、B正確.10 s內(nèi)的平均速度＝＝ m/s＝1 m/s，選項(xiàng)C正確.t＝10 s時(shí)，x10＝at2－a(t－1)2＝1.9 m，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 5.(多選)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知第1 s末的速度是6 m/s，第2 s末的速度是8 m/s，則下面的結(jié)論正確的是(　　) A.物體零時(shí)刻的速度是3 m/s B.物體的加速度是2 m/s2 C.任何1 s內(nèi)的速度變化量都是2 m/s D.第2 s初的瞬時(shí)速度是6 m/s

17、 答案　BCD 解析　物體的加速度a＝＝ m/s2＝2 m/s2，物體在零時(shí)刻的速度v0＝v1－at1＝(6－2×1) m/s＝4 m/s，故A錯(cuò)誤，B正確；物體在任何1 s內(nèi)速度的變化量Δv＝at＝2×1 m/s＝2 m/s，故C正確；第2 s初和第1 s末是同一時(shí)刻，可知第2 s初的瞬時(shí)速度是6 m/s，故D正確. 【考點(diǎn)】速度與時(shí)間的關(guān)系 【題點(diǎn)】公式v＝v0＋at的有關(guān)計(jì)算 考點(diǎn)二　勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象 6.質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖象如圖1所示，該質(zhì)點(diǎn)(　　) 圖1 A.在第1秒末速度方向發(fā)生了改變 B.在第2秒末加速度方向發(fā)生了改變 C.在第2秒內(nèi)發(fā)生

18、的位移為零 D.第3秒末和第5秒末的位置相同 答案　D 解析　在第1秒末質(zhì)點(diǎn)的加速度方向發(fā)生改變，速度方向未改變，A錯(cuò)誤.在第2秒末質(zhì)點(diǎn)的速度方向發(fā)生改變，加速度方向未改變，B錯(cuò)誤.在第2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)一直沿正方向運(yùn)動(dòng)，位移不為零，C錯(cuò)誤.從第3秒末到第5秒末質(zhì)點(diǎn)的位移為零，故兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置相同，D正確. 考點(diǎn)三　剎車類問(wèn)題 7.一輛汽車以20 m/s的速度沿平直公路勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)前方有障礙物，立即剎車，汽車以大小為5 m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，那么剎車后2 s內(nèi)與剎車后6 s內(nèi)汽車通過(guò)的位移大小之比為(　　) A.1∶1 B.3∶4 C.3∶1 D.4∶3 答案　

19、B 解析　汽車的剎車時(shí)間t0＝ s＝4 s，故剎車后2 s內(nèi)及6 s內(nèi)汽車的位移大小分別為 s1＝v0t1＋at12＝20×2 m＋×(－5)×22 m＝30 m， s2＝20×4 m＋×(－5)×42 m＝40 m， s1∶s2＝3∶4，B正確. 【考點(diǎn)】剎車問(wèn)題及逆向思維 【題點(diǎn)】剎車問(wèn)題中的位移計(jì)算 8.一輛汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻遇到緊急情況需剎車，剎車后的第1秒內(nèi)運(yùn)動(dòng)了8 m，第2秒內(nèi)運(yùn)動(dòng)了4 m，關(guān)于汽車的運(yùn)動(dòng)和剎車過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是8 m/s B.汽車剎車時(shí)的加速度大小是2 m/s2 C.汽車剎車后3秒末的加速度為0 D

20、.汽車剎車后運(yùn)動(dòng)的距離是16 m 答案　C 解析　由位移時(shí)間公式可知， v0×1＋a×12＝8 ① v0×2＋a×22－8＝4 ② 由①②聯(lián)立得v0＝10 m/s，a＝－4 m/s2，A、B錯(cuò)誤. 剎車減速到零所需時(shí)間t＝＝ s＝2.5 s，故剎車后3 s末的速度為零，故C正確.剎車后的運(yùn)動(dòng)距離為s＝v0t＋at2＝10×2.5 m－×4×2.52 m＝12.5 m，故D錯(cuò)誤. 【考點(diǎn)】剎車問(wèn)題及逆向思維 【題點(diǎn)】剎車問(wèn)題中的位移計(jì)算 二、非選擇題 9.(勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用)一滑塊自靜止開(kāi)始，從斜面頂端勻加速下滑(斜面足夠長(zhǎng))，

21、第5 s末的速度是6 m/s，試求： (1)第4 s末的速度大小； (2)運(yùn)動(dòng)后7 s內(nèi)的位移大小； (3)第3 s內(nèi)的位移大小. 答案　(1)4.8 m/s　(2)29.4 m　(3)3 m 解析　(1)v4∶v5＝at4∶at5＝4∶5 則第4 s末的速度為v4＝v5＝4.8 m/s. (2)a＝ m/s2＝1.2 m/s2 s7＝at72＝×1.2×72 m＝29.4 m. (3)第3 s內(nèi)的位移大小sⅢ＝s3－s2＝at32－at22＝(×1.2×32－×1.2×22) m＝3 m. 10.(勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象)物體由靜止開(kāi)始在水平面上行駛，0～6 s內(nèi)的加

22、速度隨時(shí)間變化的圖線如圖2甲所示. 圖2 (1)在圖乙中畫出物體在0～6 s內(nèi)的v－t圖線； (2)求在這6 s內(nèi)物體的位移. 答案　(1)見(jiàn)解析圖　(2)18 m 解析　(1)第1秒內(nèi)為初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，末速度v1＝at＝4 m/s，v－t圖象是傾斜的直線，1～4 s加速度為0，速度不變，為勻速直線運(yùn)動(dòng)，4～6 s初速度為第1秒的末速度v1＝4 m/s，加速度a′＝－2 m/s2，末速度v6＝v1＋a′t′＝0，圖象如圖所示： (2)速度－時(shí)間圖象所圍成的面積代表位移，即s＝ m＝18 m. 11.(剎車問(wèn)題及逆向思維)在高速公路上，有時(shí)會(huì)發(fā)生“追尾”事故——

23、后面的汽車撞上前面的汽車.某段平直高速公路的最高車速限制為108 km/h.設(shè)某人駕車正以最高時(shí)速沿該高速公路勻速行駛，該車剎車時(shí)產(chǎn)生的加速度大小為5 m/s2，該人的反應(yīng)時(shí)間(從意識(shí)到應(yīng)該停車到操作剎車的時(shí)間)為0.5 s.計(jì)算行駛時(shí)的安全車距至少為多少？ 答案　105 m 解析　汽車原來(lái)的速度v0＝108 km/h＝30 m/s 運(yùn)動(dòng)過(guò)程如圖所示 在反應(yīng)時(shí)間t1＝0.5 s內(nèi)，汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移為s1＝v0t1＝30×0.5 m＝15 m 剎車后，汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，滑行時(shí)間為 t2＝ s＝6 s 汽車剎車后滑行的位移為s2＝v0t2＋at22＝30×6 m＋×(－5)×62 m＝90 m 所以行駛時(shí)的安全車距至少應(yīng)為 s＝s1＋s2＝15 m＋90 m＝105 m. 【考點(diǎn)】剎車問(wèn)題及逆向思維 【題點(diǎn)】剎車問(wèn)題中位移的計(jì)算