2020屆高考物理一輪 專題02 勻變速直線運動的規(guī)律學案 新課標

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1、2020屆高三新課標物理一輪原創(chuàng)精品學案 專題02 勻變速直線運動的規(guī)律 教學目標：1．掌握勻變速直線運動的基本規(guī)律和一些重要推論； 2．應用勻變速直線運動的基本規(guī)律和重要推論解決實際問題。 本講重點：1．勻變速直線運動的基本規(guī)律 2．勻變速直線運動的基本規(guī)律在實際問題中的應用 本講難點：勻變速直線運動的基本規(guī)律在實際問題中的應用 考點點撥：1．勻變速直線運動規(guī)律的基本應用 2．常用的重要推論及其應用 3．追及和相遇問題 第一課時 2、勻變速直線運動中幾個常用的結(jié)論 ①Δs=aT 2，即任意相鄰相等時間內(nèi)的位移之差相等。可以推廣到sm-sn=（m-n）aT 2 ②

2、，某段時間的中間時刻的即時速度等于該段時間內(nèi)的平均速度。 ，某段位移的中間位置的即時速度公式（不等于該段位移內(nèi)的平均速度）。 可以證明，無論勻加速還是勻減速，都有。 說明：運用勻變速直線運動的平均速度公式解題，往往會使求解過程變得非常簡捷，因此，要對該公式給與高度的關(guān)注。 3．初速度為零（或末速度為零）的勻變速直線運動 做勻變速直線運動的物體，如果初速度為零，或者末速度為零，那么公式都可簡化為： ， ， ， 以上各式都是單項式，因此可以方便地找到各物理量間的比例關(guān)系。 （二）勻變速直線運動的特例 二、高考要點精析 （一）勻變速直線運動規(guī)律的基本應用 ☆考點

3、點撥 （1）s、a、v0、vt，均為矢量，在應用公式時，一般以初速度方向為正，凡是與v0方向相同的s、a、vt均為正值，反之為負值，當v0=0時，一般以a的方向為正。 （2）應注意聯(lián)系實際，切忌硬套公式。例如剎車問題應首先判斷車是否已停止運動等。 （3）運動學問題的求解一般有多種方法，可從多種解法的對比中進一步明確解題的基本思路和方法，從而提高解題能力。 【例1】一輛汽車沿平直公路從甲站開往乙站，起動加速度為2m/s2，加速行駛5秒，后勻速行駛2分鐘，然后剎車，滑行50m，正好到達乙站，求汽車從甲站到乙站的平均速度？ 解析：起動階段行駛位移為： 勻加速 勻速 勻減速 甲

4、 t1 t2 t3 乙 s1 s2 s3 s1= ……（1） 勻速行駛的速度為： v= at1 ……（2） 勻速行駛的位移為： s2 =vt2 ……（3） 剎車段的時間為： s3 = ……（4） 汽車從甲站到乙站的平均速度為： = ☆考點精煉 1．一物體由斜面頂端由靜止開始勻加速下滑，最初的3秒內(nèi)的位移為s1，最后3秒內(nèi)的位移為s2，若s2-s1=6米，s1∶s2=3∶7，求斜面的長度為多少？ （二）常用的重要推論及其應用 ☆考點點撥 D C

5、【例3】如圖所示，物塊以v0=4m/s的速度滑上光滑的斜面，途經(jīng)A、B兩點，已知在A點時的速度是B點時的速度的2倍，由B點再經(jīng)0.5 s物塊滑到斜面頂點C速度變?yōu)榱?，A、B相距0.75 m，求： （1）斜面的長度 （2）物體由D運動到B的時間？ 解析：（1）物塊作勻減速直線運動。設A點速度為vA、B點速度vB，加速度為a，斜面長為s。 A到B： vB2 - vA2 =2asAB ① 【例4】兩木塊自左向右運動，現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光，記錄下木塊每次曝光時的位置，如圖所示，連續(xù)兩次曝光的時間間隔是相等的，由圖可知 t1 t2 t3 t4

6、t5 t6 t7 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 A．在時刻t2以及時刻t5兩木塊速度相同 B．在時刻t1兩木塊速度相同 C．在時刻t3和時刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同 D．在時刻t4和時刻t5之間某瞬時兩木塊速度相同 答案：C 解析：首先由圖看出：上邊那個物體相鄰相等時間內(nèi)的位移之差為恒量，可以判定其做勻變速直線運動；下邊那個物體明顯地是做勻速運動。由于t2及t5時刻兩物體位置相同，說明這段時間內(nèi)它們的位移相等，因此其中間時刻的順勢速度相等，這個中間時刻顯然在t3、t4之間，因此本題

7、選C。 2、常見的情況有： （1）物體A追上物體B：開始時，兩個物體相距s0，則A追上B時，必有sA-sB=s0，且vA≥vB。 （2）物體A追趕物體B：開始時，兩個物體相距s0，要使兩物體恰好不相撞，必有sA-sB=s0，且vA≤vB。 3、解題思路和方法 vA vB A B s 分析兩物體運動過程，畫運動示意圖 由示意圖找兩物體位移關(guān)系 據(jù)物體運動性質(zhì)列（含有時間）的位移方程 【例5】如圖所示，A、B兩物體相距s=7m，物體A以vA=4m/s的速度向右勻速運動。而物體B此時的速度vB=10m/s，向右做勻減速運動，加速度a =－2m/s2。那么物體A追上物

8、體B所用的時間為 （ ） A．7s B．8s C．9s D．10s ☆考點精煉 3．一只氣球以10m/s的速度勻速上升，某時刻在氣球正下方距氣球s0=6m處有一小石子以20m/s的初速度豎直上拋，則下述正確的是（g取10m/s2，不計空氣阻力） （ ） A．石子能追上氣球 B．石子追不上氣球 C．若氣球上升速度為9m/s，其余條件不變，則石子在拋出后1s末追上氣球 D．若氣球上升速度為7m/s，其余條件不變，則石子到達最高點時，恰追上氣球 【例6】原地起跳時，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。從開始蹬地到離地是加速過程（視為勻加速），加速過程中重心上升的距離稱為

9、“加速距離”。離地后重心繼續(xù)上升，在此過程中重心上升的最大距離稱為“豎直高度”?，F(xiàn)有下列數(shù)據(jù)：人原地上跳的“加速距離”，“豎直高度”；跳蚤原地上跳的“加速距離”，“豎直高度”。假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距離”仍為，則人上跳的“豎直高度”是多少？ ☆考點精煉 5．一跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起，舉雙臂直體離開臺面，此時其重心位于從手到腳全長的中點，躍起后重心升高0.45m達到最高點，落水時身體豎直，手先入水（在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計）從離開跳臺到手觸水面，他可用于完成空中動作的時間是______s。（計算時，可以把運動員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個

10、質(zhì)點，g取10m/s2，結(jié)果保留二位數(shù)） ☆ 解題方法提煉： 解題步驟： （1）根據(jù)題意，確定研究對象。 （2）明確物體作什么運動，并且畫出運動示意圖。 （3）分析研究對象的運動過程及特點，合理選擇公式，注意多個運動過程的聯(lián)系。 （4）確定正方向，列方程求解。 （5）對結(jié)果進行討論、驗算。 解題方法： （1）公式解析法：假設未知數(shù)，建立方程組。本章公式多，且相互聯(lián)系，一題常有多種解法。要熟記每個公式的特點及相關(guān)物理量。如例1、例2、例3等。 （2）圖象法：如用v-t圖可以求出某段時間的位移大小、可以比較vt/2與vS/2，以及追及問題。用s-t圖可求出任意時間內(nèi)的

11、平均速度。詳見第三講。 （3）比例法：用已知的討論，用比例的性質(zhì)求解。如例6。 （4）極值法：用二次函數(shù)配方求極值，追趕問題用得多。如考點精煉第4題。 （5）逆向思維法：如勻減速直線運動可視為反方向的勻加速直線運動來求解。 3．有一個物體開始時靜止在O點，先使它向東做勻加速直線運動，經(jīng)過5 s，使它的加速度方向立即改為向西，加速度的大小不改變，再經(jīng)過5 s，又使它的加速度方向改為向東，但加速度大小不改變，如此重復共歷時20 s，則這段時間內(nèi) A．物體運動方向時而向東時而向西 B．物體最后靜止在O點 C．物體運動時快時慢，一直向東運動 D．物體速度一直在增大 6．做勻加速直

12、線運動的物體，先后經(jīng)過A、B兩點時的速度分別為v和7v，經(jīng)歷的時間為t，則 A．前半程速度增加3.5 v B．前時間內(nèi)通過的位移為11 v t/4 C．后時間內(nèi)通過的位移為11v t/4 D．后半程速度增加3v 9．做勻加速直線運動的火車，車頭通過路基旁某電線桿時的速度是v1，車尾通過該電線桿時的速度是v2，那么，火車中心位置經(jīng)過此電線桿時的速度是_______. 10．一物體由靜止開始做勻加速直線運動，在第49 s內(nèi)位移是48.5 m,則它在第60 s內(nèi)位移是_______ m. 11．一物體初速度為零，先以大小為a1的加速度做勻加速運動，后以大小為a2的加速度做勻減速運動直到

13、靜止.整個過程中物體的位移大小為s，則此物體在該直線運動過程中的最大速度為_______. 12．如圖所示為用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度的實驗時記錄下的一條紙帶.紙帶上選取1、2、3、4、5各點為記數(shù)點，將直尺靠在紙帶邊，零刻度與紙帶上某一點0對齊.由0到1、2、3…點的距離分別用d1、d2、d3…表示，測量出d1、d2、d3…的值，填入表中.已知打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz，由測量數(shù)據(jù)計算出小車的加速度a和紙帶上打下點3時小車的速度v3，并說明加速度的方向. 距離 d1 d2 d3 d4 d5 測量值（cm） 加速度大小a=_

14、______m/s2，方向_______，小車在點3時的速度大小v3=_______m/s. 13．一物體做勻加速直線運動，初速度為0.5 m/s，第7 s內(nèi)的位移比第5 s內(nèi)的位移多4 m，求： （1）物體的加速度. （2）物體在5 s內(nèi)的位移. 15．跳傘運動員做低空跳傘表演，他在離地面224 m高處，由靜止開始在豎直方向做自由落體運動.一段時間后，立即打開降落傘，以12.5 m/s2的平均加速度勻減速下降，為了運動員的安全，要求運動員落地速度最大不得超過5 m/s（g取10 m/s2）. （1）求運動員展開傘時，離地面高度至少為多少?著地時相當于從多高處自由落下?

15、 （2）求運動員在空中的最短時間是多少? 3．BC 解：一只氣球以10m/s的速度勻速上升，某時刻在氣球正下方有一小石子以20m/s的初速度豎直上拋，以氣球為參考系，小石子做初速度為10m/s的豎直上拋運動，上升的最大高度H=5m＜s0=6m，所以石子追不上氣球。 若氣球上升速度為9m/s，其余條件不變，則石子在拋出后1s，因9×1＋s0=20×1－=15(m)，則石子在拋出后1s末追上氣球。 若氣球上升速度為7m/s，其余條件不變。石子到達最高點用時t0=2s。設石子拋出后經(jīng)時間t追上氣球，則有：7t＋s0=20t－，代入數(shù)據(jù)解得：t1=0.6s，t2=2s。但t2=2s時石

16、子到達最高點，此時石子的速度小于氣球的速度，所以石子在到達最高點前t1=0.6s時能追上氣球，石子到達最高點時不可能再追上氣球。 6．解：（1）普通列車的制動過程是一個勻減速直線運動，利用運動學公式 代入數(shù)據(jù)解得：a=－0.309m/s2。 （2）列車提速后的制動加速度還是原來的數(shù)值，利用運動學公式 代入數(shù)據(jù)解得：s=1250m。 （3）本問中隱含的內(nèi)容是：在安全柵欄放下的瞬時，若道口處有險情，列車同時剎車，將最終停止在道口處。根據(jù)運動學公式 代入數(shù)據(jù)解得：t=126s。 14．解：（1）設兩人奔跑的最大速度為v，乙在接力區(qū)奔出的距離為x＇時速度達到最大速度的80%，根據(jù)運動學公式有： v2=2ax ① 即（0.8v）2=2ax＇ ② 解得x＇=0.82 x=16 m ③ （2）設乙在距甲x0 處開始起跑，到乙接棒時乙跑過的距離為x＇，根據(jù)運動學公式有： vt= x0＋x＇ ④ x＇=×0.8 vt ⑤ 解得：x0=24 m ⑥ （2）他在空中自由下落的時間為t1= s=5 s 他減速運動的時間為t2= ｍ／s=3.6 s 他在空中的最短時間為t=t1＋t2=8.6 s