1、章 末 整 合,網(wǎng)絡(luò)建構(gòu),勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究,實(shí)驗(yàn)探究 圖象：勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖線(xiàn)是一條傾斜直線(xiàn) 規(guī)律 分類(lèi) 特例：自由落體運(yùn)動(dòng) 圖象 科學(xué)方法,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,實(shí)驗(yàn)探究,閃光照片,原理、實(shí)驗(yàn)、操作 數(shù)據(jù)處理,原理,照片分析,xaT2、,規(guī)律,基本規(guī)律 推論,vv0at xv0t at2,v2v022ax,普適 v00,x1x2x3122232 xxx135 t1t2t3,勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：初速度與加速度方向相同 勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：初速度與加速度方向相反,分類(lèi),特例：自由落體運(yùn)動(dòng),勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 勻變速直線(xiàn) 運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,圖象,x-t圖象 v-t圖象,表示位移隨時(shí)間的變化 是一條傾斜的直線(xiàn),

2、表示速度隨時(shí)間的變化 是一條平行于時(shí)間軸的直線(xiàn),表示速度隨時(shí)間的變化是一條傾斜的直線(xiàn) 應(yīng)用,(1)確定某時(shí)刻的速度 (2)求位移(面積) (3)判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(靜止、勻速、勻變速、非勻變速) (4)判斷運(yùn)動(dòng)方向(正方向、負(fù)方向) (5)比較加速度大小,伽俐略的科學(xué)研究過(guò)程：對(duì)現(xiàn)象的觀(guān)察提出 假設(shè)運(yùn)用邏輯得出 結(jié)論通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)推 論進(jìn)行檢驗(yàn)對(duì)假說(shuō), 進(jìn)行修正和推廣等 伽俐略科學(xué)思想方法的核心：把實(shí)驗(yàn)和邏輯推 理(包括數(shù)學(xué)推演) 和諧地結(jié)合起來(lái),科學(xué)方法,專(zhuān)題講座,1解析法：根據(jù)題目中已知量和未知量的特點(diǎn)，從三個(gè)基本公式中選擇關(guān)系式建立方程求解應(yīng)用公式時(shí)需注意其矢量性，一般取v0的方向?yàn)檎较?，與v0

3、同向的取正、反之，取負(fù),勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求解方法,3比例法：對(duì)于初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與末速度為零的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可利用比例法解題 4逆向思維法：把運(yùn)動(dòng)過(guò)程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”反向研究問(wèn)題的方法，一般用于末態(tài)已知的情況 5圖象法：應(yīng)用v-t圖象可把較復(fù)雜的物理問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)檩^簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問(wèn)題尤其利用圖象定性分析，可避開(kāi)繁雜的計(jì)算，快速找出答案 6巧用推論：xaT2：題目中若出現(xiàn)相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移，應(yīng)優(yōu)先考慮用xaT2求解該推論也常用于實(shí)驗(yàn)中紙帶的數(shù)據(jù)處理,解析：本題可應(yīng)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及v-t圖象等多種方法求解 方法一基本公式法 由題意得，v0. 設(shè)火車(chē)剎車(chē)時(shí)的速度為v0，加速度

4、為a， 則由vv0at得v07a,【例1】 火車(chē)剎車(chē)后7 s停下來(lái)，設(shè)火車(chē)做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，最后1 s內(nèi)的位移是2 m，求剎車(chē)過(guò)程中的位移是多少米？,方法二平均速度法 如右圖所示 由vv0at得：v07a， 第6 s末的速度v67a6aa，,方法三逆向思維法(時(shí)空反演法) 質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的末速度為零時(shí)，可以看做是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的反演(即逆運(yùn)動(dòng)) 汽車(chē)減速最后1 s內(nèi)的位移就等價(jià)于汽車(chē)反向初速度為零的加速運(yùn)動(dòng)的第1 s內(nèi)的位移：,答案：98 m,反思領(lǐng)悟：解題的方法技巧 (1)要養(yǎng)成畫(huà)物體運(yùn)動(dòng)示意圖或v-t圖象的習(xí)慣，特別是較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，畫(huà)出示意圖或v-t圖象可使運(yùn)動(dòng)過(guò)程直觀(guān)，

5、物理過(guò)程清晰，便于分析研究 (2)要注意分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，搞清楚整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)換可以分為哪幾個(gè)階段，各個(gè)階段遵循什么規(guī)律，各個(gè)階段又存在什么聯(lián)系 (3)由于運(yùn)動(dòng)學(xué)部分的公式較多，并且各公式之間又相互聯(lián)系，所以本章中的一些題目?？捎枚喾N方法求解因此在解題時(shí)要思路開(kāi)闊，聯(lián)想比較，篩選出最為便捷的解題方案,1直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可用代數(shù)式進(jìn)行描述，也可以用圖象的形式來(lái)描述研究運(yùn)動(dòng)圖象要從以下幾點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)它的物理意義 (1)從圖象識(shí)別物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) (2)能認(rèn)識(shí)圖象的截距(即圖象與縱軸或橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo))的意義 (3)能認(rèn)識(shí)圖象的斜率的意義 (4)能認(rèn)識(shí)圖象與坐標(biāo)軸所圍面積的物理意義 (5)能

6、說(shuō)明圖象上任一點(diǎn)的物理意義,勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的圖像意義及應(yīng)用,2x-t圖象與v-t圖象的比較 形狀一樣的圖線(xiàn)，在不同圖象中所表示的物理規(guī)律不同，因此在應(yīng)用時(shí)要特別注意看清楚圖象的縱、橫軸所描述的是什么物理量圖2-1是形狀一樣的圖線(xiàn)在x-t圖象及v-t圖象中的比較,圖2-1,【例2】 t0時(shí)，甲乙兩汽車(chē)從相距70 km的兩地開(kāi)始相向行駛，它們的v-t圖象如圖22所示忽略汽車(chē)掉頭所需時(shí)間下列對(duì)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)狀況的描述正確的是 (),圖2-2,A在第1小時(shí)末，乙車(chē)改變運(yùn)動(dòng)方向 B在第2小時(shí)末，甲、乙兩車(chē)相距10 km C在前4小時(shí)內(nèi)，乙車(chē)運(yùn)動(dòng)加速度的大小總比甲車(chē)的大 D在第4小時(shí)末，甲、乙兩車(chē)相遇,答案：B

7、C,反思領(lǐng)悟：在v-t圖象中，速度v的正負(fù)表示運(yùn)動(dòng)方向，斜率的正負(fù)表示加速度的方向，圖線(xiàn)包圍面積的正負(fù)表示位移的方向,分析紙帶的常用方法,紙帶的分析與計(jì)算是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的常用方法，也是高考的熱點(diǎn)，因此應(yīng)該掌握有關(guān)紙帶問(wèn)題的處理方法 1判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì) (1)根據(jù)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：xvt，若紙帶上各相鄰點(diǎn)的間隔相等，則可判定物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) (2)由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論：xaT2，若所打的紙帶上在任意兩個(gè)相鄰且相等的時(shí)間內(nèi)物體的位移差相等，則說(shuō)明物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),如果紙帶上測(cè)得連續(xù)6個(gè)相同時(shí)間T內(nèi)的位移x1、x2、x3、x4、x5、x6，如圖23所示 圖23 則：x4x1(x4x3)

8、(x3x2)(x2x1)3a1T2 x5x2(x5x4)(x4x3)(x3x2)3a2T2 x6x3(x6x5)(x5x4)(x4x3)3a3T2,由此可以看出，各段位移都用上了，有效地減小了偶然誤差，這種方法被稱(chēng)為逐差法所以利用紙帶計(jì)算加速度時(shí)，應(yīng)使用逐差法,(2)v-t圖象法 利用上述2的方法，求出紙帶上各點(diǎn)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3、v4、v5、v6，建立平面直角坐標(biāo)系，以v為縱軸，t為橫軸，描點(diǎn)、畫(huà)直線(xiàn)，利用直線(xiàn)的斜率大小求加速度,【例3】 在做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，取一段如圖24所示的紙帶研究其運(yùn)動(dòng)情況設(shè)O點(diǎn)為計(jì)數(shù)的起始點(diǎn)，在四個(gè)連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)中，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間

9、間隔為0.1 s，若物體做理想的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)“A”與起始點(diǎn)O之間的距離x1為_(kāi)cm，打計(jì)數(shù)點(diǎn)“A”時(shí)物體的瞬時(shí)速度為_(kāi)m/s，物體的加速度為_(kāi)m/s2. 圖24,答案：4.000.502.00,對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的求解，應(yīng)仔細(xì)審題，挖掘題文中隱含著的重要條件，并盡可能地畫(huà)出草圖以幫助分析，確認(rèn)兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系、時(shí)間關(guān)系和速度關(guān)系，在頭腦中建立起一幅物體運(yùn)動(dòng)關(guān)系的圖景 (1)“速度相等”是兩物體間距離最大或最小，恰好追上或恰好追不上，不相遇、相遇一次或相遇兩次的臨界條件,關(guān)于機(jī)車(chē)的追及和相遇問(wèn)題,(2)位移關(guān)系：若兩物體從同一地點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后相遇，則兩物體的位移相等；若兩物體從

10、不同地點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后相遇，則兩者的位移差為出發(fā)時(shí)兩者間的距離 (3)仔細(xì)審題，注意抓住題目中的關(guān)鍵字眼，充分挖掘題目中的隱含條件，如“剛好”、“恰好”、“最多”、“至少”等往往對(duì)應(yīng)一個(gè)臨界狀態(tài)，要滿(mǎn)足相應(yīng)的臨界條件,【例4】 一輛值勤的警車(chē)停在公路邊，當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以v8 m/s的速度勻速行駛的貨車(chē)有違章行為時(shí)，決定前去追趕經(jīng)2.5 s，警車(chē)發(fā)動(dòng)起來(lái)，以加速度a2 m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)試問(wèn)： (1)警車(chē)從發(fā)現(xiàn)違章車(chē)要多長(zhǎng)時(shí)間才能追上違章的貨車(chē)？ (2)在警車(chē)追上貨車(chē)之前，兩車(chē)間的最大距離是多大？ 解析：方法一利用速度相等這一臨界條件求解，警車(chē)和貨車(chē)速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn) v警at1，v

11、貨v0，由v警v貨得at1v0,方法二利用二次函數(shù)的知識(shí)求解 貨車(chē)和警車(chē)的位移分別為x警at2，x貨v0(tt0) 兩車(chē)的位移之差為 當(dāng)t4 s時(shí)，x有最大值36 m，即追上之前相距最大為36 m當(dāng)t10 s時(shí)，x0，即相遇 答案：(1)10 s(2)36 m,易錯(cuò)分析,【典例1】 物體從A到B做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在中間位置時(shí)速度為v1，在中間時(shí)刻時(shí)速度為v2，那么物體 () A在做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，v1v2 B在做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，v1v2 D在做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，v1v2，故選項(xiàng)A正確 在勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，情況正好相反，故選項(xiàng)D正確,不仔細(xì)分析問(wèn)題，思維定勢(shì)而出錯(cuò),正解：若為勻加速運(yùn)動(dòng)，v-t圖象如左下圖所

12、示，圖線(xiàn)所圍面積表示物體位移，故中間時(shí)刻的速度v2與中間位置時(shí)的速度v1如左下圖所示，顯然v1v2.,若為勻減速運(yùn)動(dòng)，v-t圖象如右上圖所示，中間時(shí)刻的速度v2與中間位置時(shí)的速度v1如圖所示，顯然v1v2仍成立所以選項(xiàng)A、C正確 答案：AC 錯(cuò)因分析：產(chǎn)生錯(cuò)解的原因在于想當(dāng)然地認(rèn)為勻加速情況下的結(jié)論，在勻減速時(shí)一定恰好相反這是一種毫無(wú)根據(jù)的主觀(guān)臆斷，也是一種錯(cuò)誤的思維定勢(shì)事實(shí)上，在勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，由于前半段時(shí)間內(nèi)物體平均速度較大，故前半段時(shí)間內(nèi)的位移已過(guò)半，中間時(shí)刻的速度仍小于中間位置時(shí)的速度，故選項(xiàng)D的結(jié)論是錯(cuò)的,【典例2】 航空母艦(Aircraft Carrier)簡(jiǎn)稱(chēng)“航母”、“空母

13、”，是一種可以供軍用飛機(jī)起飛和降落的軍艦蒸汽彈射起飛，就是使用一個(gè)長(zhǎng)平的甲板作為飛機(jī)跑道，起飛時(shí)一個(gè)蒸汽驅(qū)動(dòng)的彈射裝置帶動(dòng)飛機(jī)在兩秒鐘內(nèi)達(dá)到起飛速度，目前只有美國(guó)掌握生產(chǎn)蒸汽彈射器的成熟技術(shù)某航空母艦上的戰(zhàn)斗機(jī)，起飛過(guò)程中最大加速度是a4.5 m/s2，飛機(jī)要達(dá)到速度v060 m/s才能起飛，航空母艦甲板長(zhǎng)為L(zhǎng)289 m為使飛機(jī)安全起飛，航空母艦應(yīng)以一定速度航行才能保證飛機(jī)起飛安全，求航空母艦的最小航行速度v是多少？(設(shè)飛機(jī)起飛對(duì)航空母艦的狀態(tài)沒(méi)有影響，飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)可以看做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)),參考系的選取不當(dāng),解析：方法一若航空母艦勻速運(yùn)動(dòng)，以地面為參考系，設(shè)在時(shí)間t內(nèi)航空母艦和飛機(jī)的位移分別為s

14、1和s2，航空母艦的最小速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)得 聯(lián)立解得v9 m/s.,方法二若航空母艦勻速運(yùn)動(dòng)，以航空母艦為參考系，則飛機(jī)的加速度即為飛機(jī)相對(duì)航空母艦的加速度，當(dāng)飛機(jī)起飛時(shí)甲板的長(zhǎng)度L即為相對(duì)位移，飛機(jī)相對(duì)航空母艦的初速度為零，設(shè)航空母艦的最小速度為v，則飛機(jī)起飛時(shí)相對(duì)航空母艦的速度為(v0v) 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得(v0v)202aL， 解得v9 m/s. 答案：9 m/s,糾錯(cuò)心得：本題在解題的過(guò)程中如果以地面為參考系，飛機(jī)起飛的距離并不是航空母艦甲板長(zhǎng)度L，甲板的長(zhǎng)度應(yīng)該是飛機(jī)與航空母艦的相對(duì)位移錯(cuò)解中的速度是以地面為參考系，位移以航空母艦為參考系，同一個(gè)過(guò)程中物理量采用不同的參考系顯然是不正確的分析問(wèn)題的同一個(gè)公式中，必須選用統(tǒng)一的參考系,【典例3】 經(jīng)檢測(cè)汽車(chē)A的制動(dòng)性能：以標(biāo)準(zhǔn)速度20 m/s在平直公路上行駛時(shí)，制動(dòng)后40 s停下來(lái)現(xiàn)A在平直公路上以20 m/s的速度行駛發(fā)現(xiàn)前方180 m處有一貨車(chē)B以6 m/s的速度同向勻速行駛，司機(jī)立即制動(dòng)，能否發(fā)生撞車(chē)事故？,錯(cuò)誤理解追碰問(wèn)題的臨界條件,錯(cuò)因分析：弄不清碰撞的條件使解題陷入困境