第1部分 第2章 研究匀变速直线运动的规律 ppt课件

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名称 第1部分 第2章 研究匀变速直线运动的规律 ppt课件
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版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2012-12-13 08:40:54

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课件43张PPT。理解教材新知 第2章随堂基础巩固课时跟踪训练知识点一知识点二把握热点考向考向一考向二应用创新演练2.11.亚里士多德认为,重的物体比
轻的物体下落的快。
2.伽利略认为,在忽略空气阻力
影响时,轻重物体下落得同样
快。
3.伽利略通过把斜面实验的结果
合理外推,得到了落体运动的
规律。[自学教材]
1.亚里士多德的观点
公元前4世纪,古希腊的哲学家亚里士多德凭“直觉”和“观察”得出这样一个结论: 的物体比 的物体下落得快。
2.伽利略的观点
重物与轻物下落得 快。 重轻同样[重点诠释]
1.伽利略对亚里士多德观点的归谬 2.伽利略的结论
如果能排除空气阻力的影响,轻重不同的物体下落快慢完全一样,即物体下落速度的变化与物体质量的大小无关。1.一颗铁钉与一个小棉花团同时从同等高度处下落,总
是铁钉先落地,这是因为 (  )
A.铁钉比棉花团重
B.铁钉比棉花团密度大
C.棉花团受到的空气阻力影响大
D.小棉花团的体积大解析:在实际生活中,一个物体下落时,总要受到空气阻力的作用,与重力相比,阻力的影响越大,物体下落得越慢,因为铁钉受空气阻力的影响小,棉花团受空气阻力的影响大,因此,棉花团下落得慢。
答案:C[自学教材]
1.大胆猜想
下落物体的速度,随时间均匀 ,即 。
2. 困难之一
(1)困难: 。增加v∝t瞬时速度不易测量 (2)解决方法:把注意力放在易测量的 的关系上,通过数学推理得出,从静止开始做匀加速直线运动的物体,通过的位移一定与时间的平方成 ,即
。距离与时间正比s∝t2时间冲淡重力正比落体运动增大最大猜想数学推理实验验证合理外推[重点诠释]
1.对伽利略自由落体运动的研究思路和方法的理解
伽利略提出自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速运动,而在当时实验条件下测量短时间有困难,伽利略就采用了间接验证的方法。
(1)运用数学推导的方法得出对于初速度为零的匀变速运动应有s∝t2; ④伽利略将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90°时的情况——小球自由下落,认为小球仍会保持匀变速运动的性质。 2.“冲淡重力”斜面实验的再现
(1)实验步骤:
①将一条刻有光滑凹槽的长木板的一端垫起;
②在盛水的大桶下面装一根细管,让水均匀流出,用流出的水量表示时间;③将铜球从凹槽的某一特定位置由静止释放;
④记下流出一定水量时,铜球的位置;
⑤测量水的重量,换算成时间t1,测量出铜球的位移s1;
⑥重复上述实验步骤,测出t2和s2,t3和s3;
……2.1961年,美国《科学》杂志刊登了根据伽利略当年描
述的实验装置所进行的一项重复性斜面实验.该实验的倾角为3.73°,使用水钟测量时间,其结果见下表:根据上面的数据,你能验证伽利略当年的研究是否正确吗?可见,在误差允许的范围内,小球的位移与时间的平方成正比,小球的运动是一种匀变速直线运动,验证了伽利略当年研究的正确性。
答案:见解析 [例1] 下列说法正确的是 (  )
A.将一枚硬币和一张纸片从同一高度自由下落,纸片下落得慢是因为纸片太轻
B.将两张同样的纸,一张水平一张竖直同时下落,结果竖直的那张纸下落得快,说明物体下落快慢与物体重力无关 C.真空管中的羽毛和金属片会同时落下是因为金属片比较小,可能与羽毛的重力差不多
D.越重的物体下落得越快,说明物体下落的时间与重力成反比
[思路点拨] 由物体下落过程中受到的阻力大小与重力相比是否可以忽略判断物体下落得快慢。 [解析] 硬币和纸片从同一高度下落,纸片下落得慢是因为纸片受到的空气阻力与其自身重力相比较大的缘故,A错;两张同样的纸,重力相同,但竖直放置的纸下落得快,是阻力相对于重力较小的缘故,下落快慢与重力无关,B正确;真空中的羽毛和金属片会同时落下,说明没有阻力时轻、重物体下落的一样快,与重力大小无关,C错;越重的物体下落的越快,是因为空气阻力与其重力相比较小的原因,并不能说明物体的下落时间与重力成反比,D错。
[答案] B [借题发挥]
在空气中不同物体下落快慢不同是由于其所受空气阻力对其自身的影响不同,如果空气阻力可以忽略,则它们下落的快慢与质量无关。1.科学研究发现:在月球表面没有空气,重力加速度约
为地球表面处重力加速度的1/6,若宇航员登上月球后,在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球,忽略地球和其他星球对它们的影响,以下说法中正确的是 (  )
A.羽毛将加速上升,铅球将加速下落
B.羽毛和铅球都将下落,且同时落到月球表面
C.羽毛和铅球都将下落,但铅球先落到月球表面
D.羽毛和铅球都将下落,且落到月球表面的速度相同 解析:因为物体下落得太快,伽利略无法测量物体自由下落的时间,为了使物体运动速度放慢,伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题。甲、乙、丙三个图都是实验现象,采用斜面的目的是“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显。而之所以采用了不同倾角的斜面,则是观察其规律性,形成外推的实验基础,而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论。选项A、D正确。
答案:BD [例2] 伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,如图2-1-1所示,可大致表示其实验和思维的过程,对这一过程的分析,下列说法正确的是 (  )图2-1-1 A.其中的甲、乙、丙图是实验现象,丁图是经过合理的外推得到的结论
B.其中的丁图是实验现象,甲、乙、丙图是经过合理的外推得到的结论
C.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显
D.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显 [思路点拨] 伽利略把斜面实验的结果合理外推到竖直方向,得到了落体运动的规律。斜面实验冲淡了重力的作用,使得实验现象更加明显。 [解析] 因为物体下落得太快,伽利略无法测量物体自由下落的时间,为了使物体运动速度放慢,伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题。甲、乙、丙三个图都是实验现象,采用斜面的目的是“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显。而之所以采用了不同倾角的斜面,则是观察其规律性,形成外推的实验基础,而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论。选项A、D正确。
[答案] AD [借题发挥]
理解伽利略的理想斜面实验关键是对“实验现象”和“合理外推”的感悟,实验现象能够直接观察到,而“外推”的内容则是不能直接观测到的。2.伽利略在研究自由落体运动时,设计了如图2-1-2
所示的斜面实验,下列哪些方法是他在这个实验中采用过的 (  ) 图2-1-2 A.用水钟计时
B.用打点计时器打出纸带进行数据分析
C.改变斜面倾角,比较各种倾角得到的s/t2的比值的大小
D.将斜面实验的结果合理“外推”,说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动 解析:伽利略在研究自由落体运动时,采用水钟计时法,当时还没有打点计时器,A正确,B错误;因同一倾角s∝t2,说明小球做匀变速直线运动,而且改变斜面倾角,得出s/t2的比值不同,伽利略将实验的结果合理“外推”,如果斜面倾角为90°,小球将做自由落体运动,因此得出自由落体运动是特殊的匀变速直线运动,故C、D均正确。
答案:ACD点击此图片进入随堂基础巩固点击此图片进入课时跟踪训练课件55张PPT。理解教材新知 第2章随堂基础巩固课时跟踪训练知识点一知识点二把握热点考向考向一考向二应用创新演练2.2知识点三考向三1.物体做自由落体运动要同时满足初速
度为零和只受重力两个条件。
2.自由落体运动是初速度为零的匀加速
直线运动,其加速度恒定,叫重力加
速度。
3.在同一地点重力加速度相同,不同地
点重力加速度不同。[自学教材]
1.定义
物体只在 作用下从 开始下落的运动。
2.特点
(1)运动特点:初速度等于 的匀加速直线运动。
(2)受力特点:只受 作用。重力静止零重力3.重力加速度
(1)定义:自由落体的加速度也叫 ,用g表示。
(2)方向: 。
(3)大小:g=9.8 m/s2。重力加速度竖直向下[重点诠释]
1.物体做自由落体运动的条件
(1)初速度为零;
(2)除重力之外不受其他力的作用 2.自由落体运动是一种理想化模型
这种模型忽略了次要因素——空气阻力,突出了主要因素——重力。在实际中,物体下落时由于受空气阻力的作用,并不做自由落体运动,只有当空气阻力远小于重力时,物体由静止开始的下落才可看做自由落体运动,如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动,空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动。1.对于从苹果树上同一高度同时落下的苹果和树叶,下
列说法正确的是 (  )
A.苹果和树叶的运动都可以看成自由落体运动
B.苹果的运动可以近似地看成自由落体运动,树叶的
运动不能看成自由落体运动
C.苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动
D.假如地球上没有空气,则苹果和树叶将同时落地解析:从苹果树上落下的苹果所受阻力相对重力很小,其运动可看成自由落体运动,而从苹果树上落下的树叶所受阻力相对重力较大,其运动不能看成自由落体运动,A、C错误,B正确;假如地球上没有空气,则苹果和树叶将不受空气阻力,都做自由落体运动,下落快慢相同,且将同时落地,D正确。
答案:BD[自学教材] 0匀加速直线gt2gh图2-2-12.一个物体从80 m高的地方自由下落(忽略空气阻力),
求最后1 s内的位移和物体接触地面前一瞬间的速度。(取g=10 m/s2)答案:35 m 40 m/s[自学教材]
(1)用做自由落体运动的小球的频闪照片和自由落体的位移公式可以测算出 的大小。
(2)地球上,同一地点的重力加速度的值是 的,在不同的地点,g的大小是 的。重力加速度相等相等[重点诠释]
1.重力加速度的大小
(1)产生原因:由于处在地球上的物体受到重力作用而产生的,因此也称为重力加速度。
(2)大小:与所处地球上的位置及距地面的高度有关。
①在地球表面会随纬度的增加而增大,在赤道处最小,在两极最大,但差别很小。 ②在地面上的同一地点,随高度的增加而减小,但在一定的高度范围内,可认为重力加速度的大小不变。通常情况下取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2。
2.重力加速度的方向
(1)方向竖直向下,不是垂直向下,也不是指向地心。
(2)由于地球是球体,各处重力加速度的方向并不相同。 3.重力加速度的测量方法
(1)打点计时器法:
①利用如图2-2-2所示装置,让物体自由下落打出点迹清晰的纸带。图2-2-2图2-2-3 (3)滴水法:如图2-2-3所示,让
水滴自水龙头滴下,在水龙头正下方
放一个盘,调节水龙头,让水一滴
一滴的滴下,并调节到使第一滴水
碰到盘的瞬间,第二滴水正好从水龙头口开始下落,并且能依次持续下去。用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h,再测出每滴水下落的时间T,其方法是:当听到某一滴水3.下列关于重力加速度的说法中,不正确的是 (  )
A.重力加速度g只有大小没有方向,通常计算中取9.8 m/s2
B.在地球上不同的地方,g的大小不同,但它们相差不是
很大
C.在地球上同一地点,一切物体在自由落体运动中的加
速度都相同
D.在地球上的同一地方,离地面高度越大重力加速度g越
小.解析:重力加速度的方向竖直向下,与重力的方向相同。在地球表面不同的地方,g的大小略有不同,但都在9.8 m/s2左右,所以A项不正确,B项正确。在地球表面同一地点,g的值都相同,但随着高度的增大,g的值逐渐变小,所以C、D两项都正确。
答案:A [例1] 下列关于自由落体运动的说法正确的是(  )
A.物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动
B.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
C.从静止开始下落的小钢球,因受空气阻力作用,不能看成自由落体运动
D.从静止开始下落的小钢球,所受空气阻力对其运动的影响很小,可以忽略,可以看成自由落体运动[思路点拨] 根据自由落体运动的概念进行分析判断。
[解析] 物体做自由落体运动的条件是:(1)初速度为零;(2)除重力之外不受其他力的作用。所以A错误,B正确;在实际中,物体下落时,当空气阻力远小于重力时,物体的下落才能看做自由落体运动,所以C错误,D正确。
[答案] BD [借题发挥]
当空气阻力相对于重力可以忽略时,才可以把物体自由下落的运动看成自由落体运动,它是一种理想化模型。因此分析时准确把握自由落体运动的概念、条件和性质是解决这类问题的关键。1.关于自由落体运动,下列说法正确的是 (  )
A. 物体做自由落体运动时不受任何外力的作用
B.在空气中忽略空气阻力的运动就是自由落体运动
C.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D.不同物体做自由落体运动时其速度变化的快慢是不
相同的解析:由做自由落体运动的条件:在真空中物体只受重力,或者在空气中物体所受空气阻力很小,和物体重力相比可忽略,可知A、B项错误;一切物体做自由落体运动时的速度变化的快慢即为重力加速度,是一恒量,D项错误;根据自由落体运动的定义知C项正确。
答案:C [例2] 一根长为L的棒,上端悬
挂在天花板上O点,如图2-2-4所
示,棒的正下方距棒的下端也为L
处固定着一个高为H的中空圆筒,
棒被释放后自由落下。求:
(1)棒的下端到圆筒上端时的速度;
(2)棒通过圆筒所花的时间。(重力加速度取g)图2-2-4 [思路点拨] 分别找出棒的下端到圆筒上端时及棒从开始下落到全部穿过圆筒发生的位移,然后利用自由落体运动的规律进行求解。 [借题发挥]
解决自由落体运动问题要充分利用好自由落体运动初速度为零的运动特点,画出运动示意图,然后利用自由落体运动规律列方程求解。 [例3] 某同学利用如图2-2-5甲所示的实验装置测量重力加速度的大小。图2-2-5 (1)该同学开始实验时的情形如图所示,接通电源释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:
①_________________________________________;
②_________________________________________。 (2) 该同学经修改错误并正确操
作后得到如图2-2-5乙所示的纸带,
取连续六个点A、B、C、D、E、F
为计时点,测得A点到B、C、D、
E、F的距离分别为h1、h2、h3、
h4、h5。若打点的频率为f,则打E点时重物的速度表达式vE=________;该同学先分别计算出各计时点的速度值,并画出速度的二次方(v2)与对应重物下落的距离(h)的关系如图2-2-6所示,则重力加速度g=_______ m/s2。图2-2-6 [思路点拨] 从打点计时器的工作原理和实验原理上寻找操作错误或不当之处,应用图像与函数表达式的对应关系求解重力加速度。 [借题发挥] 
利用纸带计算重力加速度的三种方法
(1)计算出纸带上几个点的速度,然后根据加速度的定义式求加速度。
(2)计算出纸带上各点的速度,画出v-t图像,由图像的斜率可求得重物下落的加速度即重力加速度。
(3)根据Δh=gt2求加速度,注意要尽可能多地选用数据。 2.某同学用如图2-2-7甲所示装置测量重力加速度g,
所用交流电频率为50 Hz。在所选纸带上取某点为0计时起点,然后每3个点取一个计时点,所用测量数据及其标记符号如图2-2-7乙所示。
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计时点的时间间隔):图2-2-7从数据处理方法看,在s1、s2、s3、s4、s5、s6中,对实验结果起作用的,方法A中有________;方法B中有________。因此,选择方法________(填“A”或“B”)更合理,这样可以减少实验的________(填“系统”或“偶然”)误差。本实验误差的主要来源有________________________(试举出两条)。本实验的误差来源除了上述由测量和计算带来的误差外,其他的误差还有阻力(包括空气阻力、振针的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交流电频率变动、数据处理方法等。
答案:s6和s1 s1、s2、s3、s4、s5、s6 B 偶然 阻力、长度测量等点击此图片进入随堂基础巩固点击此图片进入课时跟踪训练课件64张PPT。理解教材新知 第2章随堂基础巩固课时跟踪训练知识点一知识点二把握热点考向考向一考向二应用创新演练2.3知识点三考向三1. 匀变速直线运动中,速度公
式为vt=v0+at。
2.匀变速直线运动的v-t图像
是一条倾斜的直线,图线与时间轴围成的面积表示位移。
[自学教材]vt=atvt=v0+at[重点诠释]
1.对速度与时间关系的理解
(1)公式vt=v0+at中各符号的含义:
①v0、vt分别表示物体的初、末速度。
②a为物体的加速度,且a为恒量。 (2)公式的矢量性:
①公式中的v0、vt、a都是矢量,应用公式解题时,一般取v0的方向为正方向,a、vt与v0的方向相同时取正值,与v0的方向相反时取负值。
②a与v0同向时物体做匀加速直线运动,a与v0方向相反时,物体做匀减速直线运动。1.一物体做匀加速直线运动,加速度为4 m/s2,某时刻
速度是8 m/s,经过一段时间和位移后,速度为20 m/s,则经过了多长时间?这段位移有多大?答案:3 s 42 m[自学教材]
(1) 初速度为零的匀变速直线运动
的v-t图像是一条过原点的 。
如图2-3-1所示,图像的斜率反映
了 的大小。图2-3-1倾斜直线加速度 (2)匀变速直线运动的v-t图像:
由速度公式可知,vt是t的一次函数,所以匀变速直线运动的速度图像是一条倾斜直线,如图2-3-2所示。由图像可求:图2-3-2时间位移图2-3-3[重点诠释]
1.匀变速直线运动的v-t图像
(1) 如图2-3-3所示,直线a反
映了速度随时间是均匀增加的,为
匀加速直线运动的图像;直线b反
映了速度随时间是均匀减小的,
为匀减速直线运动的图像。 (4)截距:纵轴上的截距表示初速度的大小,横轴上 的截距表示速度为零的时刻。
(5)面积:图线与坐标轴(时刻线)所围的面积(由坐标系中数据求得)等于物体的位移,位移有正、负,面积也有正、负,图线与t轴所围成的面积在t轴上方的为正,表示位移为正,在t轴下方的为负,表示位移为负。图2-3-4 (6)交点:图线的交点表示物体
具有相同的速度。
(7)图线折点:表示加速度方向
改变的时刻,如图2-3-4中的t1时刻。2. 竖直升空的火箭,其v-t图像如
图2-3-5所示,由图可知以下
说法中正确的是 (  )
A.火箭上升的最大高度为16 000 m
B.火箭上升的最大高度为48 000 m
C.火箭经过120 s落回地面
D.火箭上升过程中的加速度始终是20 m/s2图2-3-5解析:火箭上升的最大高度等于图线与t轴所围面积,为48 000 m,故B正确;t=120 s时,速度为零,火箭到达最高点,故C错;加速和减速阶段加速度大小不等,故D错。
答案:B[自学教材]2asv0+at at 3.有一个做匀变速直线运动的物体,它在两段连续相等
的时间内通过的位移分别是24 m和64 m,连续相等的时间为4 s,求质点的初速度和加速度大小。解析:(1)常规解法:如图所示,物体从A到B再到C各用时4 s,AB=24 m,BC=64 m,设物体的加速度为a,由位移公式得答案:1 m/s 2.5 m/s2 [例1] 一物体以10 m/s的初速度,以2 m/s2的加速度做匀减速直线运动,当速度大小变为16 m/s时所需时间是多少?位移是多少?物体经过的路程是多少?
[思路点拨] 由题知,该物体先做匀减速运动到速度为零,然后做反向匀加速直线运动,规定正方向后利用速度公式和位移公式求解时间和位移。求路程时要把运动过程分为两个阶段,分别求解出两阶段的位移大小。最后求出整个过程物体通过的路程。[答案] 13 s -39 m 89 m1.一辆沿公路行驶的汽车,经过路口后以36 km/h的初速
度开始做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动,求:
(1)3 s后汽车的速度和距离路口的位移;
(2)速度增加到72 km/h时距离路口的位移。答案:(1)16 m/s 39 m (2)75 m [例2] 如图2-3-6所示的
v-t图像中,图线A、B分别表
示A、B两质点的运动情况,
若两质点开始时处于同一位
置,则下述情况正确的是(  )图2-3-6 A.t=1 s时,B质点运动方向发生改变
B.t=2 s时,A、B两质点间距离一定等于2 m
C.A、B两质点同时由静止出发,向相反的方向运动,2 s后向相同的方向运动
D.在t=4 s时,A、B两质点相遇 [思路点拨] 从图线的斜率、截距、交点、拐点、面积等几方面入手,分析物体的运动情况及位置关系。[答案] BC [借题发挥]
(1)v的正负表示运动方向,不表示大小;
(2)图线的斜率表示加速度,折线表示加速度改变;
(3)图线与t轴所围面积表示位移大小;
(4)若有两个质点,由初位置及位移可确定任一时刻两质点间的位置关系。图2-3-7 2. 某一做直线运动的物体的图像
如图2-3-7所示,根据图像求:
(1)物体距出发点的最远距离;
(2)前4 s内物体的位移;
(3)前4 s内物体通过的路程。答案:(1)6 m (2)5 m (3)7 m [例3] 一小球沿斜面由静止开始匀加速滚下(斜面足够长),已知小球在第4 s末的速度为4 m/s。求:
(1)第6 s末的速度;
(2)前6 s内的位移;
(3)第6 s内的位移。 [思路点拨] 把运动过程划分为连续的1 s时间,利用初速度为零的匀加速直线运动的推论求解问题。(2)第1 s内与前6 s内的位移之比s1:s6=12∶62
故前6 s内小球的位移s6=36 s1=18 m
(3)第1 s内与第6 s内的位移之比
sⅠ:sⅥ=1∶(2×6-1)=1∶11
故第6 s内的位移sⅥ=11sⅠ=5.5 m。
[答案] (1)6 m/s (2)18 m (3)5.5 m(1)利用平均速度的观点求解例题中的各问题。
(2)求解例题中的小球在前进9 m时的速度。点击此图片进入随堂基础巩固点击此图片进入课时跟踪训练课件41张PPT。理解教材新知 第2章随堂基础巩固课时跟踪训练知识点一知识点二把握热点考向考向一考向二应用创新演练2.41.匀变速直线运动是一种理想化的运动
模型,但生活中的许多运动可近似为
匀变速直线运动。
2.汽车的停车距离包括反应距离和刹车
距离两部分。
3.追及和相遇问题的特征是两物体同一
时刻到达同一位置。[自学教材]
1.反应距离
司机从发现情况到操纵机械使汽车开始制动这段时间,汽车前进的距离。这段时间称为司机的 ,这段时间内汽车做 直线运动。反应时间匀速 2.刹车距离
从开始减速到停止行驶汽车前进的距离。这段时间内汽车做 直线运动。
3.安全距离
同车道同向行驶的机动车之间的安全距离应为
距离和 距离之和。匀减速刹车反应[重点诠释]
反应时间、反应距离和刹车距离的决定因素
(1)在通常情况下,驾驶员的反应时间与其注意力集中程度、驾驶经验和体力状态有关,平均约为0.5~1.5 s,而驾驶员酒后的反应时间至少会延长2~3倍。
(2)反应距离的长短取决于反应时间的长短和汽车运动速度的大小。
(3)刹车距离的长短取决于路面情况和汽车的运动速度。1.为了安全,在行驶途中,车与车之间必须保持一定的
距离。因为,从驾驶员看见某一情况到采取制动的时间
里,汽车仍然要通过一段距离(称为反应距离);而从采取制动到车完全停止的时间里,汽车又要通过一段距离(称为制动距离)。下表给出了汽车在不同速度下的反应距离和制动距离等部分数据。请分析这些数据,完成表格。答案:18 55 53(按列的顺序)[自学教材]
(1)认真分析运动过程,明确哪些是 ,哪些是 ,并养成 的习惯。
(2)匀变速直线运动的两个基本公式( 公式和
公式)中包括五个物理量(v0、vt、a、s、t),只要知道其中的 量,就可以求出另外 量。已知量待求量画出示意图速度位移三个两个 2.规律的应用
(1)上述五个公式共涉及匀变速直线运动的初速度v0,末速度vt,加速度a,时间t和位移s五个物理量,每个式子涉及其中的四个物理量。五个公式中只有两个是独立的即由任意两式可推出另外三个公式,五个量中只要知道其中三个量就一定可以求出另外两个量。 (2)明确研究过程的已知量和待求量,恰当地选择公式求解。一般题目中不需要求(或不涉及)哪个物理量,就选用不含有这个物理量的公式来求解。
(3)注意挖掘题目中的隐含条件。如由静止开始运动的物体v0=0,刹车类问题的末速度为零,分段运动问题前一段的末速度是下一段的初速度(速度不能突变)等。 (4)上述5个式子都是矢量表达式,因此应用时应先规定正方向(一般规定初速度方向为正方向),确定各物理量的正负,从而把矢量运算转化为代数运算。2.汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动产生
明显的滑动痕迹,即常说的刹车线。由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小,因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。若某汽车刹车后至停止的加速度大小为7 m/s2,刹车线长为14 m,求:(1)该汽车刹车前的初始速度v0的大小;
(2)该汽车刹车至停下来所用的时间t0;
(3)在此过程中汽车的平均速度。答案:(1)14 m/s (2)2 s (3)7 m/s [例1] 从驾驶手册确定:具有良好刹车性能的汽车在以80 km/h的速率行驶时,可以在56 m的距离内刹住;在以48 km/h的速度行驶时,可以在24 m的距离内刹住。假设对这两种速率,驾驶员的反应时间(在反应时间内驾驶员来不及刹车,车速不变)与刹车产生的加速度都相同,则驾驶员的反应时间为多少? [思路点拨] 汽车先做匀速直线运动,后做匀减速直线运动直到速度为零,由题中数据分别列出制动距离的表达式,联立可求得驾驶员的反应时间。[答案] 0.72 s [借题发挥]
解决停车距离问题时:
(1)搞清汽车的运动过程,即在反应时间内做匀速运动,刹车后做匀减速运动;
(2)通常以行车方向为正方向,刹车过程中的加速度为负值;
(3)停车距离为反应距离和刹车距离之和。 若驾驶员是酒后驾驶,反应时间是0.8 s,当汽车以80 km/h的速率行驶时,仍要求在56 m的距离内刹住,则汽车刹车时的加速度,有何要求?答案:a≥6.5m/s2 [例2] A火车以v1=20 m/s速度匀速行驶,司机发现前方同轨道上相距100 m处有另一列火车B正以v2=10 m/s速度匀速行驶,A车立即做加速度大小为a的匀减速直线运动。要使两车不相撞,a应满足什么条件?
[思路点拨] A火车以大于B的速度做匀减速直线运动,两者之间的距离逐渐减小,当两者速度相等时相遇是两车恰不相撞的条件。[答案] a>0.5 m/s2 [借题发挥]
(1)追及问题:
①追及的特点:两个物体在同一时刻到达同一位置。
②追及问题满足的两个关系:时间关系:从后面的物体追赶开始,到追上前面的物体时,两物体经历的时间相等。位移关系:s2=s0+s1,其中s0为开始追赶时两物体之间的距离,s1表示前面被追赶物体的位移,s2表示后面追赶物体的位移。 ③临界条件:当两个物体的速度相等时,可能出现恰好追上、恰好避免相撞,相距最远、相距最近等情况,即出现上述四种情况的临界条件为v1=v2。
(2)相遇问题:
①特点:在同一时刻两物体处于同一位置。 ②条件:同向运动的物体追上即相遇;相向运动的物体,各自发生的位移的绝对值之和等于开始时两物体之间的距离时即相遇。
③临界状态:避免相碰撞的临界状态是两个物体处于相同的位置时,两者的相对速度为零,即两者速度相等。 (3)解决追及、相遇问题的方法
大致分为两种方法:一是物理分析法,即通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件,然后列方程求解;二是数学方法,因为在匀变速直线运动的位移表达式中有时间的二次方,我们可列出位移方程,利用二次函数求极值的方法求解,有时也可借助v-t图像进行分析。 汽车以1 m/s2的加速度启动,同时车后60 m远处有一人以一定的速度v0匀速追赶要车停下,已知人在离车距离小于20 m持续时间为2 s喊停车,才能把信息传给司机,问:
(1)v0至少要多大?
(2)如果以v0=10 m/s的速度追车,人车距离最小为多少?答案:(1)9 m/s (2)10 m点击此图片进入随堂基础巩固点击此图片进入课时跟踪训练课件13张PPT。章末小结专题归纳例析专题冲关专题阶段质量检测专题 竖直上抛运动的理解和应用
1.竖直上抛运动
只在重力作用下,给物体一个竖直向上的初速度v0,物体所做的运动称为竖直上抛运动。
2.运动性质
物体的初速度v0竖直向上,加速度为g竖直向下,所以竖直上抛运动是匀变速直线运动。 5.竖直上抛运动的处理方法
(1)分段法:上升过程是加速度a=-g、末速度v=0的匀减速直线运动,下落过程是自由落体运动。
(2)整体法:将全过程看做是初速度为v0、加速度为-g的匀变速直线运动,其运动过程符合匀变速直线运动规律,即匀变速直线运动的几个关系式可以直接应用。 [例证] 小球从空中h=20 m处自由下落,与水平地面碰撞后以碰前速度的60%竖直反弹到某一高度。取g=10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)反弹的高度是多少?
(2)从开始下落到第二次落地,经过多长时间?[答案] (1)7.2 m (2)4.4 s点击此图片进入
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