高二运动学复习导学案

黄冈中奥教育-专业的数理化辅导中心1高二物理导学案一、直线运动1、直线运动的条件：①F合=0或②F合≠0且F合与v共线，a与v共线。（回忆曲线运动的条件）2、基本概念（1）路程位移（2）平均速度瞬时速度（简称速度）（3）增加的速度加速度速度（4）时间路程平均速率时间位移大小平均速度大小3、分类）（变化）但为変力，变加速直线运动（恒定且为恒力，匀变速直线运动变速直线运动匀速直线运动：直线运动合合合合00)0(0,0FaFaFaF4、匀变速直线运动（1）深刻理解：要是直线均可。运动还是往返运动，只轨迹为直线，无论单向指大小方向都不变加速度是矢量，不变是加速度不变的直线运动（2）公式（会“串”起来）22212202202200tsttvvvasvvtattvsatvv得消去基本公式授课教师姚智鑫授课对象许奥冕授课时间2013.01.30授课题目运动学课型复习使用课时2课时教学目标掌握直线运动曲线运动的重要性质。教学重点和难点匀速直线运动，匀加速直线运动，曲线运动的重要性质。参考教材高中物理黄冈中奥教育-专业的数理化辅导中心2①根据平均速度定义V=st=200000202122)(2121ttvtavvvatvvatvtattv∴Vt/2=V=VVt02=st②根据基本公式得s=aT23NS一NS=3aT2Sm一Sn=(m-n)aT2推导：第一个T内2021aTTvs第二个T内2121aTTvs又aTvv01∴s=SⅡ-SⅠ=aT2以上公式或推论，适用于一切匀变速直线运动，记住一定要规定正方向！选定参照物！同学要求必须会推导，只有亲自推导过，印象才会深刻！(3)初速为零的匀加速直线运动规律①在1T末、2T末、3T末……ns末的速度比为1：2：3……n；②在1T、2T、3T……nT内的位移之比为12：22：32……n2；③在第1T内、第2T内、第3T内……第nT内的位移之比为1：3：5……(2n-1);(各个相同时间间隔均为T)④从静止开始通过连续相等位移所用时间之比为1：()21：32)……(nn1)⑤通过连续相等位移末速度比为1：2：3……n(4)匀减速直线运动至停可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动.(由竖直上抛运动的对称性得到的启发)。(先考虑减速至停的时间).（5）竖直上抛运动：(速度和时间的对称)分过程：上升过程匀减速直线运动,下落过程初速为0的匀加速直线运动.全过程：是初速度为V0加速度为g的匀减速直线运动。适用全过程S=Vot－12gt2;Vt=Vo－gt;Vt2－Vo2=－2gS(S、Vt的正、负号的理解)上升最大高度:H=Vgo22上升的时间:t=Vgo对称性：①上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向②上升、下落经过同一段位移的时间相等gvtt0下上。黄冈中奥教育-专业的数理化辅导中心3从抛出到落回原位置的时间:t=2gVo（6）图像问题识图方法:一轴物理量、二单位、三物理意义（斜率、面积、截距、交点等）图像法是物理学研究常用的数学方法。用它可直观表达物理规律，可帮助人们发现物理规律。借用此法还能帮助人们解决许许多多物理问题。对于诸多运动学、动力学问题特别是用物理分析法（公式法）难以解决的问题，若能恰当地运用运动图像处理，则常常可使运动过程、状态更加清晰、求解过程大为简化。请叙述下列图象的意义.①、位移—时间图象（s-t图像）：横轴表示时间，纵轴表示位移；静止的s-t图像在一条与横轴平行或重合的直线上；匀速直线运动的s-t图像在一条倾斜直线上，所在直线的斜率表示运动速度的大小及符号；②、速度—时间图像（v-t图像）：横轴表示时，纵轴表示速度；请叙述下列图象的意义.静止的v-t图像在一条与横轴重合的直线上；匀速直线运动的v-t图像在一条与横轴平行的直线上；匀变速直线运的v-t图像在一条倾斜直线上，所在直线的斜率表示加速度大小及符号；当直线斜率（加速度）与运动速度同号时，物体做匀加速直线运动；当直线余率（加速度）与运动速度异号时，物体做匀减速直线运动。匀变速直线运的v-t图像在一条倾斜直线上，面积表示位移（7）追及和相遇或避免碰撞的问题的求解方法：关键：在于掌握两个物体的位置坐标及相对速度的特殊关系。基本思路：分别对两个物体研究，画出运动过程示意图，列出方程，找出时间、速度、位移的关系。解出结果，必要时进行讨论。追及条件：追者和被追者v相等是能否追上、两者间的距离有极值、能否避免碰撞的临界条件。讨论：1.匀减速运动物体追匀速直线运动物体。①两者v相等时，S追S被追永远追不上，但此时两者的距离有最小值②若S追S被追、V追=V被追恰好追上，也是恰好避免碰撞的临界条件。追被追黄冈中奥教育-专业的数理化辅导中心4③若位移相等时，V追V被追则还有一次被追上的机会，其间速度相等时，两者距离有一个极大值2.初速为零匀加速直线运动物体追同向匀速直线运动物体①两者速度相等时有最大的间距②位移相等时即被追上二、思维方法篇1．平均速度的求解及其方法应用①用定义式：ts一v普遍适用于各种运动；②v=VVt02只适用于加速度恒定的匀变速直线运动2．巧选参考系求解运动学问题3．利用运动的对称性解题4．逆向思维法解题5．应用运动学图象解题6．用比例法解题7．巧用匀变速直线运动的推论解题①某段时间内的平均速度=这段时间中时刻的即时速度②连续相等时间间隔内的位移差为一个恒量③位移=平均速度时间三、【实例解析】1.（2007高考全国理综Ⅰ）甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9ms的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中，甲在接力区前013.5Sm处作了标记，并以9ms的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒。已知接力区的长度为20Lm。求：⑴此次练习中乙在接棒前的加速度a。⑵在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。【解析】该题实质上是追及、相遇问题，其物理情景同学们比较熟悉，对参加过接力赛的同学来说，大多都能正确画出如下过程示意图。依据甲、乙两运动员的运动过程所作速度图像如图所示。⑴由于追上时乙甲，由图知三角形A的“面积”即为甲“发口令”时二者间距0s（012sss），三角形B的“面积”为甲、乙相遇时乙的位移且'2012sst，'ta,所以202as。相遇点2S1S0SL乙甲BAO'ttt乙甲黄冈中奥教育-专业的数理化辅导中心5CBAabcO0t02tt⑵在完成交接棒时乙离接力区末端的距离'02013.56.5()LLsm。【答案】202s；6.5m。2.一物体做加速直线运动，依次通过A、B、C三点，AB=BC。物体在AB段加速度为a1，在BC段加速度为a2，且物体在B点的速度为2ACB，则A．a1a2B．a1=a2C．a1a2D．不能确定【解析】依题意作出物体的速度图像如图所示。图线下方所围成的面积在数值上等于物体的位移，由几何知识知：图线b、c不满足AB=BC，图线a可满足之。又斜率表示加速度，所以a1a2。3.汽车由甲地从静止出发沿平直公路驶向乙地停下。在这段时间内，汽车可做匀速运动，也可做加速度为a匀变速运动。已知甲、乙两地相距S,那么要使汽车从甲地到乙地所用时间最短，汽车应如何运动？最短时间为多少？【解析】该题属于运动学极值问题，可用公式法建立方程，然后利用二次函数求极值。下面用速度图像求解：依据汽车运动特征(匀加速、匀速、匀减速）可作如下速度图像。因位移S恒定且等于梯形的“面积”，要使时间最短，汽车应无匀速运动过程，即汽车先做匀加速运动再做匀减速运动。设最短时间为mt，最大速度为m，则据12mmSt，2mmta，得2mSta一、曲线运动的基本概念中几个关键问题①曲线运动的速度方向：曲线切线的方向。②曲线运动的性质：曲线运动一定是变速运动，即曲线运动的加速度a≠0。③物体做曲线运动的条件：物体所受合外力方向与它的速度方向不在同一直线上。④做曲线运动的物体所受合外力的方向指向曲线弯曲的一侧。二、运动的合成与分解①合成和分解的基本概念。(1)合运动与分运动的关系：①分运动具有独立性。②分运动与合运动具有等时性。③分运动与合运动具有等效性。④合运动运动通常就是我们所观察到的实际运动。(2)运动的合成与分解包括位移、速度、加速度的合成与分解，遵循平行四边形定则。(3)几个结论：①两个匀速直线运动的合运动仍是匀速直线运动。②两个直线运动的合运动，不一定是直线运动(如平抛运动)。③两个匀变速直线运动的合运动，一定是匀变速运动，但不一定是直线运动。②船过河模型(1)处理方法：小船在有一定流速的水中过河时，实m1t2ttO黄冈中奥教育-专业的数理化辅导中心6际上参与了两个方向的分运动，即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动，即在静水中的船的运动（就是船头指向的方向），船的实际运动是合运动。(2)若小船要垂直于河岸过河，过河路径最短，应将船头偏向上游，如图甲所示，此时过河时间：sin1vdvdt合(3)若使小船过河的时间最短，应使船头正对河岸行驶，如图乙所示，此时过河时间1vdt(d为河宽)。因为在垂直于河岸方向上，位移是一定的，船头按这样的方向，在垂直于河岸方向上的速度最大。③绳端问题绳子末端运动速度的分解，按运动的实际效果进行可以方便我们的研究。例如在右图中，用绳子通过定滑轮拉物体船，当以速度v匀速拉绳子时，求船的速度。船的运动(即绳的末端的运动)可看作两个分运动的合成：a)沿绳的方向被牵引，绳长缩短，绳长缩短的速度等于左端绳子伸长的速度。即为v；b)垂直于绳以定滑轮为圆心的摆动，它不改变绳长。这样就可以求得船的速度为cosv,当船向左移动，α将逐渐变大，船速逐渐变大。虽然匀速拉绳子，但物体A却在做变速运动。④平抛运动1．运动性质a)水平方向：以初速度v0做匀速直线运动．b)竖直方向：以加速度a=g做初速度为零的匀变速直线运动，即自由落体运动．c)在水平方向和竖直方向的两个分运动同时存在，互不影响，具有独立性．d)合运动是匀变速曲线运动．2．平抛运动的规律以抛出点为坐标原点，以初速度v0方向为x正方向，竖直向下为y正方向，如右图所示，则有：分速度gtvvvyx,0合速度0222tan,vgttgvvo分位移221,gtyvtx合位移22yxs★注意：合位移方向与合速度方向不一致。3．平抛运动的特点a)平抛运动是匀变速曲线运动，故相等的时间内速度的变化量相等．由△v=gt，速度的变化必沿竖直方向，如下图所示．黄冈中奥教育-专业的数理化辅导中心7任意两时刻的速度，画到一点上时，其末端连线必沿竖直方向，且都与v构成直角三角形．b)物体由一定高度做平抛运动，其运动时间由下落高度决定，与初速度无关．由公式221gth。可得ght2,落地点距抛出点的水平距离tvx0由水平速度和下落时间共同决定。4．平抛运动中几个有用的结论①平抛运动中以抛出点0为坐标原点的坐标系中任一点P(x、y)的速度方向与竖直方向的夹角为α，则yx2tan；其速度的反向延长线交于x轴的2x处。②斜面上的平抛问题：从斜面水平抛出，又落回斜面经历的时间为：taggvt02三、圆周运动1．基本公式及概念1）向心力：定义：做圆周运动的物体所受的指向圆心的力，是效果力。方向：向心力总是沿半径指向圆心，大小保持不变，是变力。★匀速圆周运动的向心力，就是物体所受的合外力。★向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力★匀速圆周运动：物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力，向心力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心，这是物体做匀速圆周运