2019-2020学年高中物理 第2章 习题课1 匀变速直线运动规律的应用课件 新人教版必修1

第二章匀变速直线运动的研究习题课1匀变速直线运动规律的应用[学习目标]1.掌握匀变速直线运动的两个基本公式.2.掌握三个平均速度公式及其适用条件，会应用平均速度公式求解相关问题.3.会推导Δx＝aT2，并会用它解决相关问题．合作攻重难探究匀变速直线运动的两个基本公式1.速度公式：v＝v0＋at.2．位移公式：x＝v0t＋12at2.3．应用时注意的问题(1)基本公式中的v0、v、a、x都是矢量，在直线运动中，若规定了正方向，它们都可用带正、负号的代数值表示，把矢量运算转化为代数运算．通常情况下取初速度方向为正方向，凡是与初速度同向的物理量都取正值，凡是与初速度反向的物理量取负值．(2)两个基本公式含有五个物理量，可“知三求二”．(3)逆向思维法的应用：末速度为0的匀减速直线运动，可以倒过来看成是初速度为0的匀加速直线运动．(4)解决运动学问题的基本思路：审题→画过程草图→判断运动性质→选取正方向(或选取坐标轴)→选用公式列方程→求解方程，必要时对结果进行讨论．【例1】在一段限速为50km/h的平直道路上，一辆汽车遇到紧急情况刹车，刹车后车轮在路面上滑行并留下9.0m长的笔直的刹车痕．从监控录像中得知该车从刹车到停止的时间为1.5s．请你根据上述数据计算该车刹车前的速度，并判断该车有没有超速行驶．思路点拨：①若涉及速度、时间问题，应用v＝v0＋at列式分析．②若涉及位移、时间问题，应用x＝v0t＋12at2列式分析．[解析]已知汽车刹车的位移为x＝9m，刹车后运动时间t＝1.5s，刹车后的末速度为v＝0由于汽车刹车后做匀减速直线运动，根据速度时间关系有：v＝v0＋at根据匀减速直线运动位移—时间关系有：x＝v0t＋12at2联立解得汽车刹车时的速度v0＝12m/s＝43.2km/h因为43.2km/h50km/h，所以该汽车没有超速行驶．[答案]12m/s没有超速1．(多选)一个物体以v0＝8m/s的初速度沿光滑斜面向上滑，加速度的大小为2m/s2，冲上最高点之后，又以相同的加速度往回运动．则()A．第1s末的速度大小为6m/sB．第3s末的速度为零C．2s内的位移大小是12mD．5s内的位移大小是15mACD[由t＝v－v0a，物体冲上最高点的时间是4s，又根据v＝v0＋at，物体1s末的速度为6m/s，A对、B错．根据x＝v0t＋12at2，物体2s内的位移是12m,4s内的位移是16m，第5s内的位移是沿斜面向下的1m，所以5s内的位移是15m，C、D对．]匀变速直线运动的平均速度公式1.v＝xt适用于所有运动．2.v＝v0＋v2适用于匀变速直线运动．3.v＝vt2，即一段时间内的平均速度，等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，适用于匀变速直线运动．【例2】一质点做匀变速直线运动，初速度v0＝2m/s,4s内位移为20m，求：(1)质点4s内的平均速度；(2)质点第4s末的速度；(3)质点第2s末的速度．[解析](1)利用平均速度公式：4s内的平均速度v＝xt＝204m/s＝5m/s.(2)因为v＝v0＋v2，代入数据解得，第4s末的速度v4＝8m/s.(3)第2s末为这段时间的中间时刻，故v2＝v＝5m/s.[答案](1)5m/s(2)8m/s(3)5m/s2．某战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动，达到起飞速度v所需时间为t，则起飞前的运动距离为()A．vtB．vt2C．2vtD．不能确定B[因为战机在起飞前做匀加速直线运动，则x＝vt＝0＋v2t＝v2t.B正确．]位移差公式Δx＝aT21.匀变速直线运动中，在连续相等的时间T内的位移之差为一恒定值，即Δx＝x2－x1＝aT2.2．应用(1)判断物体是否做匀变速直线运动如果Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝aT2成立，则a为一恒量，说明物体做匀变速直线运动．(2)求加速度利用Δx＝aT2，可求得a＝ΔxT2.【例3】从斜面上某一位置每隔0.1s释放一个相同的小球，释放后小球做匀加速直线运动，在连续释放几个后，对在斜面上滚动的小球拍下如图所示的照片，测得xAB＝15cm，xBC＝20cm.试问：(1)小球的加速度是多少？(2)拍摄时小球B的速度是多少？(3)拍摄时xCD是多少？思路点拨：①可认为A、B、C、D各点是一个小球在不同时刻的位置．②xAB和xBC为相邻两相等时间内的位移．[解析](1)由推论Δx＝aT2可知，小球的加速度为a＝ΔxT2＝xBC－xABT2＝20×10－2－15×10－20.12m/s2＝5m/s2.(2)由题意知B点对应AC段的中间时刻，可知B点的速度等于AC段上的平均速度，即vB＝vAC＝xAC2T＝20×10－2＋15×10－22×0.1m/s＝1.75m/s.(3)由于连续相等时间内的位移差恒定，所以xCD－xBC＝xBC－xAB所以xCD＝2xBC－xAB＝2×20×10－2m－15×10－2m＝0.25m.[答案](1)5m/s2(2)1.75m/s(3)0.25m3．如图所示是每秒拍摄10次的小球沿斜面匀加速滚下的频闪照片，照片中直尺的最小分度值为cm，开始两次小球的照片A、B不清晰，此后C、D、E、F位置如图所示．试由此确定小球运动的加速度大小．[解析]由题意可知，D是C、E中间时刻的照片，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知vD＝xE－xC2T＝47.0－17.0×10－20.2m/s＝1.50m/s同理可求E处的瞬时速度vE＝xF－xD2T＝67.0－30.0×10－20.2m/s＝1.85m/s则a＝ΔvΔt＝vE－vDT＝1.85－1.500.1m/s2＝3.5m/s2.[答案]3.5m/s2当堂固双基达标1．一颗子弹以大小为v的速度射进一墙壁但未穿出，射入深度为x，如果子弹在墙内穿行时做匀变速直线运动，则子弹在墙内运动的时间为()A.xvB．2xvC.2xvD．x2vB[由v＝v2和x＝vt得t＝2xv，B选项正确．]2．一个向正东方向做匀变速直线运动的物体，在第3s内发生的位移为8m，在第5s内发生的位移为5m，则关于物体运动加速度的描述正确的是()A．大小为3m/s2，方向为正东方向B．大小为3m/s2，方向为正西方向C．大小为1.5m/s2，方向为正东方向D．大小为1.5m/s2，方向为正西方向D[设第3s内、第5s内的位移分别为x3、x5，则x5－x3＝2aT2，解得a＝－1.5m/s2，a的方向为正西方向，D正确．]3．一物体从斜面顶端由静止开始匀加速滚下，到达斜面中点用时1s，速度为2m/s，则下列说法正确的是()A．斜面长度为1mB．斜面长度为2mC．物体在斜面上运动的总时间为2sD．到达斜面底端时的速度为4m/sB[物体从斜面顶端到斜面中点过程的平均速度v＝v中2＝1m/s，L2＝vt1＝1m，L＝2m，由12a×(1s)2＝1m，得a＝2m/s2，故A错，B对；设到达中点时用时为t1，到达底端时用时为t2，则t1∶t2＝1∶2得：t2＝2s，故C错；由v＝at知，v底＝22m/s，故D错．]4．(多选)物体做匀加速直线运动，在时间T内通过位移x1到达A点，接着在时间T内又通过位移x2到达B点，则物体()A．在A点的速度大小为x1＋x22TB．在B点的速度大小为3x2－x12TC．运动的加速度为2x1T2D．运动的加速度为x1＋x2T2AB[匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则vA＝v＝x1＋x22T，A正确．设物体的加速度为a，则x2－x1＝aT2，所以a＝x2－x1T2，C、D均错误．物体在B点的速度大小为vB＝vA＋aT，代入数据得vB＝3x2－x12T，B正确．]