2012【优化方案】精品课件：物理教科必修1第1章第八节

(共45张PPT)
第八节
匀变速直线运动规律的应用
课标定位：
应用：运用公式解决匀变速直线运动的有关问题．
理解：公式的推导过程和适用范围．
认识：匀变速直线运动的位移与速度的关系公式中各变量的含义．
第八节
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
课标定位
课前自主学案
一、匀变速直线运动的位移与速度的关系
1．位移与速度的关系式：___________，若v0＝0，则_____________.
二、匀变速直线运动的四个基本关系式
1．瞬时速度公式：vt＝__________.
2．位移公式： x＝__________ .
3．位移与速度关系式：____________.
4．平均速度公式： .
v0＋at
思考感悟
狙击步枪与冲锋枪的一个明显的不同是狙击步枪的枪筒比较长(如图1－8－1)，据你所学的物理知识，说明其中的道理．
图1－8－1
提示：狙击手很多时候是在非常远的地方向匪徒开枪，这就要求子弹在离开枪口时有较大的速度，据公式v2＝2ax知，在子弹的加速度相同的情况下，加速的距离x越大，即枪筒的长度越长，子弹飞离枪口的速度就越大，故狙击步枪的枪筒较长．
核心要点突破
(1)物体做加速运动时，a取正值，做减速运动时，a取负值．
(2)位移x>0，说明物体通过的位移方向与初速度方向相同；x<0，说明位移的方向与初速度的方向相反．
3．适用范围：匀变速直线运动．
答案：A
二、初速度为零的匀加速直线运动的几个比例
1．1T末、2T末、3T末、…、nT末瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n
2．1T内、2T内、3T内、…、nT内的位移之比为
x1∶x2∶x3∶…∶xn＝12∶22∶32∶…∶n2
3．第一个T内，第二个T内，第三个T内，…，第n个T内位移之比
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)
特别提醒：
(1)以上比例成立的前提是物体做初速度为零的匀加速直线运动．
(2)对于末速度为零的匀减速直线运动，可把它看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动，应用比例关系，可使问题简化．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
2.汽车刹车后做匀减速直线运动，经过3 s停止运动，那么汽车在先后连续相等的三个1 s内通过的位移之比x1∶x2∶x3为(　　)
A．1∶2∶3 B．5∶3∶1
C．1∶4∶9 D．3∶2∶1
解析：选B.刹车过程的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动．根据初速度为零的匀加速直线运动的特点，该逆过程在三个连续1 s内的位移之比为1∶3∶5.所以刹车过程在连续相等的三个1 s内的位移之比为5∶3∶1.
三、追及和相遇问题
1．追及问题
“追及”的主要条件是两个物体在追赶过程中处在同一位置，常见的情形有三种：
(1)初速度为零的匀加速直线运动的物体甲追赶同方向的匀速运动的物体乙时，一定能追上，在追上之前两者有最大距离的条件是两物体的速度相等，即v甲＝v乙．
(2)匀速运动的物体甲追赶同方向做匀加速运动的物体乙时，恰好追上或恰好追不上的临界条件是两物体速度相等，即v甲＝v乙．
判断此种追赶情形能否追上的方法是：假定在追赶过程中两者在同一位置，比较此时的速度大小，若v甲>v乙，则能追上；v甲(3)速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动)
①两者速度相等，追者位移仍小于被追者位移，则永远追不上，此时二者间有最小距离．
②若速度相等时，有相同位移，则刚好追上，也是二者相遇时避免碰撞的临界条件．
③若位移相同时追者速度仍大于被追者的速度，则被追者还能有一次追上追者，二者速度相等时，二者间距离有一个最大值．
2．追及问题的解题思路
(1)分清前后两物体的运动性质；
(2)找出两物体的位移、时间关系；
(3)列出位移的方程；
(4)当两物体速度相等时，两物体间距离出现极值．
3．相遇问题
(1)相遇的特点：在同一时刻两物体处于同一位置．
(2)相遇的条件：同向运动的物体追及即相遇；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运动物体处于相同的位置时，两者的相对速度为零．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
3.甲、乙两车从同一地点同向行驶，甲车做匀速直线运动．其速度为v＝20 m/s，乙车在甲车行驶至距离出发地200 m处时开始以初速度为零，加速度为a＝2 m/s2追甲．求乙车追上甲车前两车间的最大距离．
解析：法一：乙车追甲车，开始乙车初速度为零，做加速运动，甲车在前以恒定速度做匀速运动，在开始一段时间里，甲车速度较乙车速度大，同样的时间里甲车通过的位移大，两车间距离必随时间延长而增大．当乙车速度大于甲车速度时，则两车间距离将逐渐变小，所以当两车速度相同时距离最大．
答案：300 m
课堂互动讲练
位移与速度关系式的应用
有些航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，已知某型号的战斗机在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5.0 m/s2，当飞机的速度达到50 m/s时才能离开航空母舰起飞．设航空母舰处于静止状态．问：
例1
(1)若要求该飞机滑行160 m后起飞，弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？
(2)若某舰上不装弹射系统，要求该型号飞机仍能在此舰上正常起飞，问该舰身长至少应为多长？
【思路点拨】　本题没有涉及时间，也不需求时间，故可根据位移—速度关系式求解．
【答案】　(1)30 m/s　(2)250 m
【方法总结】　公式v－v＝2ax为矢量式，应用时要注意各量的符号．
变式训练1　物体做匀减速直线运动，初速度为10 m/s，末速度为6 m/s，加速度大小为2 m/s2，求物体在这段时间内的位移．
答案：16 m
匀变速直线运动规律的灵活应用
一辆正在匀加速行驶的汽车在5 s内先后经过路旁两个相距50 m的电线杆．它经过第2根电线杆的速度为15 m/s，求它经过第1根电线杆的速度及行驶的加速度．
【思路点拨】　解决运动学问题时，要认真分析物理过程，明确题目给出的条件，并且根据运动过程确定各矢量的正负，由运动学公式列出相应的方程．
例2
【答案】　5 m/s　2 m/s2
【方法总结】　同一问题虽可按不同方法求解，但根据已知条件与问题选择合适的公式，可使问题的解决快捷简便，同学们在解题中注意总结经验．
变式训练2　一物体从斜面上某点由静止开始做匀加速直线运动，经过了3 s后到达斜面底端，并在水平地面上做匀减速直线运动，又经9 s 停止，则物体在斜面上的位移与水平面上的位移之比是(　　)
A．1∶1　　　　　　　　
B．1∶2
C．1∶3
D．3∶1
追及、相遇问题的分析
一小汽车从静止开始以3 m/s2的加速度行驶，恰有一自行车以6 m/s的速度从车边匀速驶过．
(1)汽车从开动后在追上自行车之前，要经多长时间两者相距最远？最远距离是多少？
(2)什么时候追上自行车，此时汽车的速度是多少？
例3
【精讲精析】　法一：(1)汽车开动后速度由零逐渐增大，而自行车速度是定值，当汽车的速度还小于自行车的速度时，两者距离越来越大，当汽车的速度大于自行车的速度时，两者距离越来越小，所以当两车的速度相等时，两车之间距离最大．
法三：如图1－8－2所示，作出v－t图像．
图1－8－2
【答案】　(1)2 s　6 m　(2)4 s　12 m/s
【方法总结】　解决追及相遇问题时，主要从以下三个方面分析：(1)明确每个物体的运动性质，(2)确定两物体运动时间的关系，(3)确定两物体的位移关系．
变式训练3　汽车正以10 m/s 的速度在平直的公路上前进，突然发现正前方有一辆自行车以4 m/s的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度大小为6 m/s2的匀减速运动，汽车恰好不碰上自行车，求关闭油门时汽车离自行车多远？
解析：汽车和自行车运动草图如下：
答案：3 m
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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