《2019-2020学年高中物理 第2章 探究匀变速直线运动规律 第3节 从自由落体到匀变速直线运动学案（含解析）粤教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理 第2章 探究匀变速直线运动规律 第3节 从自由落体到匀变速直线运动学案（含解析）粤教版必修1（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节从自由落体到匀变速直线运动学 习 目 标知 识 脉 络1.了解匀变速直线运动的概念、运动规律及特点2.理解匀变速直线运动的速度公式和位移公式并会应用(重点)3.理解并会推导匀变速直线运动的两个推论，并会应用解题(重点)4.知道vt图象的意义，会根据图象分析解决问题(难点) 一、匀变速直线运动规律1速度公式：从加速度公式可以得到vtv0at2位移公式：由平均速度公式和st可得：sv0tat2.3用vt图象求位移：匀变速直线运动的vt图线和坐标轴所围的面积在数值上等于物体运动的位移二、两个有用的推论1推论一：从匀变速直线运动的速度公式vtv0at和位移公式sv0tat2消去时间t，可以推出：
2、vv2as.2推论二：因为匀变速直线运动的平均速度，又因为初、末速度与平均速度的关系式可以推出：st1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)速度公式vtv0at适用于任何做匀变速直线运动的物体()(2)做匀加速直线运动的物体，初速度越大，运动时间越长，则物体的末速度一定越大()(3)位移公式sv0tat2仅适用于匀加速直线运动()(4)vv2as此公式只适用于匀加速直线运动()(5)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()2(多选)在公式vv0at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
3、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还是在匀减速直线运动中，加速度a均取正值BC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，故B、C正确3(多选)某质点的位移随时间变化的关系是s4t4t2，s与t的单位分别为m和s，下列说法正确的是()Av04 m/s，a4 m/s2Bv04 m/s，a8
4、m/s2C2 s内的位移为24 mD2 s末的速度为24 m/sBC质点的位移随时间变化的关系式s4t4t2与匀变速直线运动的位移时间关系公式sv0tat2相对比可得v04 m/s，a8 m/s2，故A错误，B正确；2 s内质点的位移s42422 (m)24 m，选项C正确；由vtv0at48t，可得2 s末质点的速度为vt(482) m/s20 m/s，选项D错误匀变速直线运动的规律1.两个公式的使用(1)vtv0at和sv0tat2既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动式中s、v0、vt、a都是矢量通常情况下取初速度方向为正方向对于匀加速直线运动，a取正值；对于匀减速直线运动，a取
5、负值计算结果若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)特殊情况当v00时，vtat，sat2(由静止开始的匀加速直线运动)当a0时，vtv0，sv0t(匀速直线运动)2用速度时间图象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】一质点做匀变速直线运动，第3 s内的位移为12 m，第5 s内的位移为20 m，则该质点运动过程中()A初速度大小为零B加速度大小为4 m/s2C第4 s内的平均速度为8 m/sD5 s内的位移为50 mB根据题意，
6、v2.512 m/s，v4.520 m/s，故a m/s24 m/s2，选项B正确；初速度大小v0v2.5at2.512 m/s4 m/s2.5 s2 m/s，选项A错误；第4 s内的平均速度等于3.5 s时刻的瞬时速度，即为v3.5v2.5at112 m/s4 m/s21 s16 m/s，选项C错误；5 s内的位移为sv0t5at60 m，选项D错误选用匀变速直线运动公式解题的策略(1)理解各个匀变速直线运动公式的特点和应用情景(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，然后选择用之(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
7、的组合，选择最佳的组合进行解题1.2016年11月，歼20飞机在第11届中国国际航空航天博览会上进行飞行展示，这是中国自主研制的新一代隐身战斗机首次公开亮相在某次短距离起飞过程中，战机只用了10秒钟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，则它的加速度大小为()A28.8 m/s2B10 m/s2C8 m/s2 D2 m/s2C由题v00，v288 km/h80 m/s，t10 s，由公式vv0at得a8 m/s2，故C正确匀变速直线运动的推论1.公式vv2as的意义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
8、需要求时间时，用这个公式求解通常比较简便2.平均速度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的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推导：由sv0tat2平均速度v0at由速度公式vtv0at，当t时vv0a由得v又vtva由解得v所以v，同时stvtt.3中间位置的速度做匀变速直线运动的物体，在中间位置的速度等于这段位移中初、末速度的方均根如图所示，一物体做匀变速直线运动由A到B，C是其中间位置，设位移为s，加速度为a，则v2v2avv22a由解得v .4逐差相等在任意两个连续相等的时间间隔T内，位移之差是一个常量，即sssaT2推导：时间T内的位移s1v
9、0TaT2在时间2T内的位移s2v02Ta(2T)2则ss1，ss2s1由得sssaT2此推论经常在根据纸带求物体的加速度和判断是否是匀变速运动时使用【例2】物体先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a12 m/s2，加速一段时间t1，然后接着做匀减速直线运动，加速度大小为a24 m/s2，直到速度减为零，已知整个运动过程所用时间t15 s，总位移为150 m，则物体运动的最大速度为()A15 m/s B20 m/sC7.5 m/s D无法求解思路点拨：物体先做初速度为零的匀加速直线运动，再做末速度为零的匀减速直线运动物体匀加速过程的平均速度等于匀减速过程的平均速度B设最大速度为vm，匀加速直
10、线运动过程：(0vm)vm，匀减速直线运动过程：(vm0)vm，所以整个运动过程的平均速度为，解得vm20 m/s.匀变速直线运动的推论的选用(1)不涉及时间的时候，用v2v2as较为简单(2)知道初速度、末速度和位移，一般采用平均速度公式较为简单些2如图所示，物体A在斜面上由静止匀加速滑下s1后，又匀减速地在平面上滑过s2后停下，测得s22s1，则物体在斜面上的加速度a1与平面上加速度a2的大小关系为(物体A滑入水平面时速度大小不变)()Aa1a2Ba12a2Ca1a2 Da14a2B设物体运动到斜面末端时速度为v则有v202a1s1同理在水平面上有0v22a2s2解得a12a2.考虑到只比
11、较a1和a2的大小，所以选项B正确1在匀变速直线运动中，下列说法中正确的是()A相同时间内位移的变化相同B相同时间内速度的变化相同C相同时间内速率的变化相同D相同路程内速度的变化相同B匀变速直线运动中加速度是恒定的，即相同时间内速度的变化相同，B正确2一辆匀加速行驶的汽车，经过路旁两根电线杆共用5 s时间，汽车的加速度为2 m/s2，它经过第2根电线杆时的速度为15 m/s，则汽车经过第1根电线杆的速度为()A2 m/sB10 m/sC2.5 m/s D5 m/sD根据vv0at，得v0vat15 m/s25 m/s5 m/s，D正确3如图所示，一辆正以8 m/s的速度沿直线行驶的汽车，突然以
12、1 m/s2的加速度加速行驶，则汽车行驶了18 m时的速度为()A8 m/s B12 m/sC10 m/s D14 m/sC由v2v2as，得v m/s10 m/s，故选C.4一物体由静止开始做匀变速直线运动，在时间t内通过的位移为s，则它从出发开始经过的位移所用的时间为()A. B.C. D.tB由位移公式得sat2，at2，所以4，故t，B正确5一火车以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末的速度是多少？(2)在前4 s的平均速度是多少？(3)在第5 s内的位移是多少？解析：选取初速度方向为正方向，则v02 m/s，a0.5 m/s2.(1)由vtv0at知，vt2 m/s0.53 m/s3.5 m/s.(2)前4 s内位移s1v0tat224 m0.542 m12 m.由知 m/s3 m/s.(3)第5 s内的位移等于前5 s内位移减去前4 s内位移s2v0tat2s125 m0.552m12 m4.25 m.答案：(1)3.5 m/s(2)3 m/s(3)4.25 m- 7 -
