《2019-2020學(xué)年新教材高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 習(xí)題課1 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用學(xué)案 新人教版必修1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年新教材高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 習(xí)題課1 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用學(xué)案 新人教版必修1(6頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、習(xí)題課1 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用
[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)基本公式.2.掌握三個(gè)平均速度公式及其適用條件,會(huì)應(yīng)用平均速度公式求解相關(guān)問題.3.會(huì)推導(dǎo)Δx=aT2,并會(huì)用它解決相關(guān)問題.
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)基本公式
1.速度公式:v=v0+at.
2.位移公式:x=v0t+at2.
3.應(yīng)用時(shí)注意的問題
(1)基本公式中的v0、v、a、x都是矢量,在直線運(yùn)動(dòng)中,若規(guī)定了正方向,它們都可用帶正、負(fù)號(hào)的代數(shù)值表示,把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算.通常情況下取初速度方向?yàn)檎较?,凡是與初速度同向的物理量都取正值,凡是與初速度反向的物理量取負(fù)值.
(2)兩個(gè)基本公式
2、含有五個(gè)物理量,可“知三求二”.
(3)逆向思維法的應(yīng)用:末速度為0的勻減速直線運(yùn)動(dòng),可以倒過來看成是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng).
(4)解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的基本思路:審題→畫過程草圖→判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)→選取正方向(或選取坐標(biāo)軸)→選用公式列方程→求解方程,必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論.
【例1】 在一段限速為50 km/h的平直道路上,一輛汽車遇到緊急情況剎車,剎車后車輪在路面上滑行并留下9.0 m長(zhǎng)的筆直的剎車痕.從監(jiān)控錄像中得知該車從剎車到停止的時(shí)間為1.5 s.請(qǐng)你根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算該車剎車前的速度,并判斷該車有沒有超速行駛.
思路點(diǎn)撥:①若涉及速度、時(shí)間問題,應(yīng)用v=v0+at列式分析.
②
3、若涉及位移、時(shí)間問題,應(yīng)用x=v0t+at2列式分析.
[解析] 已知汽車剎車的位移為x=9 m,剎車后運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=1.5 s,剎車后的末速度為v=0
由于汽車剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系有:v=v0+at
根據(jù)勻減速直線運(yùn)動(dòng)位移—時(shí)間關(guān)系有:x=v0t+at2
聯(lián)立解得汽車剎車時(shí)的速度v0=12 m/s=43.2 km/h
因?yàn)?3.2 km/h<50 km/h,所以該汽車沒有超速行駛.
[答案] 12 m/s 沒有超速
1.(多選)一個(gè)物體以v0=8 m/s的初速度沿光滑斜面向上滑,加速度的大小為2 m/s2,沖上最高點(diǎn)之后,又以相同的加速度往回運(yùn)動(dòng).則(
4、)
A.第1 s末的速度大小為6 m/s
B.第3 s末的速度為零
C.2 s內(nèi)的位移大小是12 m
D.5 s內(nèi)的位移大小是15 m
ACD [由t=,物體沖上最高點(diǎn)的時(shí)間是4 s,又根據(jù)v=v0+at,物體1 s末的速度為6 m/s,A對(duì)、B錯(cuò).根據(jù)x=v0t+at2,物體2 s內(nèi)的位移是12 m,4 s內(nèi)的位移是16 m,第5 s內(nèi)的位移是沿斜面向下的1 m,所以5 s內(nèi)的位移是15 m,C、D對(duì).]
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式
1.=適用于所有運(yùn)動(dòng).
2.=適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng).
3.=v,即一段時(shí)間內(nèi)的平均速度,等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,適用于勻變速直
5、線運(yùn)動(dòng).
【例2】 一質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),初速度v0=2 m/s,4 s內(nèi)位移為20 m,求:
(1)質(zhì)點(diǎn)4 s內(nèi)的平均速度;
(2)質(zhì)點(diǎn)第4 s末的速度;
(3)質(zhì)點(diǎn)第2 s末的速度.
[解析] (1)利用平均速度公式:4 s內(nèi)的平均速度== m/s=5 m/s.
(2)因?yàn)椋?,代入?shù)據(jù)解得,第4 s末的速度
v4=8 m/s.
(3)第2 s末為這段時(shí)間的中間時(shí)刻,故v2==5 m/s.
[答案] (1)5 m/s (2)8 m/s (3)5 m/s
2.某戰(zhàn)機(jī)起飛前從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),達(dá)到起飛速度v所需時(shí)間為t,則起飛前的運(yùn)動(dòng)距離為( )
A.vt
6、 B.
C.2vt D.不能確定
B [因?yàn)閼?zhàn)機(jī)在起飛前做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則x= t=t=t.B正確.]
位移差公式Δx=aT2
1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,在連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移之差為一恒定值,即Δx=x2-x1=aT2.
2.應(yīng)用
(1)判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
如果Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2成立,
則a為一恒量,說明物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng).
(2)求加速度
利用Δx=aT2,可求得a=.
【例3】 從斜面上某一位置每隔0.1 s釋放一個(gè)相同的小球,釋放后小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在連續(xù)釋放幾個(gè)后,對(duì)在斜面上滾動(dòng)的小球拍
7、下如圖所示的照片,測(cè)得xAB=15 cm,xBC=20 cm.試問:
(1)小球的加速度是多少?
(2)拍攝時(shí)小球B的速度是多少?
(3)拍攝時(shí)xCD是多少?
思路點(diǎn)撥:①可認(rèn)為A、B、C、D各點(diǎn)是一個(gè)小球在不同時(shí)刻的位置.
②xAB和xBC為相鄰兩相等時(shí)間內(nèi)的位移.
[解析] (1)由推論Δx=aT2可知,小球的加速度為a=== m/s2=5 m/s2.
(2)由題意知B點(diǎn)對(duì)應(yīng)AC段的中間時(shí)刻,可知B點(diǎn)的速度等于AC段上的平均速度,即vB=AC=
= m/s=1.75 m/s.
(3)由于連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差恒定,所以xCD-xBC=xBC-xAB
所以xCD=2x
8、BC-xAB=2×20×10-2 m-15×10-2 m=0.25 m.
[答案] (1)5 m/s2 (2)1.75 m/s (3)0.25 m
3.如圖所示是每秒拍攝10次的小球沿斜面勻加速滾下的頻閃照片,照片中直尺的最小分度值為cm,開始兩次小球的照片A、B不清晰,此后C、D、E、F位置如圖所示.試由此確定小球運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?
[解析] 由題意可知,D是C、E中間時(shí)刻的照片,由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度可知
vD== m/s=1.50 m/s
同理可求E處的瞬時(shí)速度
vE== m/s=1.85 m/s
則a=== m/s2=3.5 m/s2.
[答
9、案] 3.5 m/s2
1.一顆子彈以大小為v的速度射進(jìn)一墻壁但未穿出,射入深度為x,如果子彈在墻內(nèi)穿行時(shí)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),則子彈在墻內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為( )
A. B. C. D.
B [由=和x=t得t=,B選項(xiàng)正確.]
2.一個(gè)向正東方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在第3 s內(nèi)發(fā)生的位移為8 m,在第5 s內(nèi)發(fā)生的位移為5 m,則關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)加速度的描述正確的是( )
A.大小為3 m/s2,方向?yàn)檎龞|方向
B.大小為3 m/s2,方向?yàn)檎鞣较?
C.大小為1.5 m/s2,方向?yàn)檎龞|方向
D.大小為1.5 m/s2,方向?yàn)檎鞣较?
D [設(shè)第3 s內(nèi)、第5
10、 s內(nèi)的位移分別為x3、x5,則x5-x3=2aT2,解得a=-1.5 m/s2,a的方向?yàn)檎鞣较?,D正確.]
3.一物體從斜面頂端由靜止開始勻加速滾下,到達(dá)斜面中點(diǎn)用時(shí)1 s,速度為2 m/s,則下列說法正確的是( )
A.斜面長(zhǎng)度為1 m
B.斜面長(zhǎng)度為2 m
C.物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為2 s
D.到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為4 m/s
B [物體從斜面頂端到斜面中點(diǎn)過程的平均速度==1 m/s,= t1=1 m,L=2 m,故A錯(cuò),B對(duì);設(shè)到達(dá)中點(diǎn)時(shí)用時(shí)為t1,到達(dá)底端時(shí)用時(shí)為t2,則t1∶t2=1∶得:t2= s,故C錯(cuò);由v=at知,v底=2 m/s,故D錯(cuò).]
4.(多選)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在時(shí)間T內(nèi)通過位移x1到達(dá)A點(diǎn),接著在時(shí)間T內(nèi)又通過位移x2到達(dá)B點(diǎn),則物體( )
A.在A點(diǎn)的速度大小為
B.在B點(diǎn)的速度大小為
C.運(yùn)動(dòng)的加速度為
D.運(yùn)動(dòng)的加速度為
AB [勻變速直線運(yùn)動(dòng)全程的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,則vA==,A正確.設(shè)物體的加速度為a,則x2-x1=aT2,所以a=,C、D均錯(cuò)誤.物體在B點(diǎn)的速度大小為vB=vA+aT,代入數(shù)據(jù)得vB=,B正確.]
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