2019届二轮复习匀变速直线运动的规律及应用课件（共43张） 43页

第 1 讲　匀变速直线运动的规律及 应用 [ 考试要求和考情分析 ] 考试内容 选考要求 历次选考统计 命题角度   2016/04 2016/10 2017/04 2017/11 2018/04 2018/11 参考系的选择、判断；加速度的求解；巧用平均速度   质点、参考系和坐标系 b 3         时间和位移 b 1 1   1 、 4 2 速度 c   1   4   加速度 c           速度与时间、位移与时间的关系 d 6 、 19 19 6 、 19 9 10 、 19 4 运动学图象、物理学史 自由落体运动 c 6 6   9   伽利略对自由落体运动的研究 a     4     运动学物理量辨析 [ 要点总结 ] 1 ． 平均速度和瞬时速度 ( 1) 区别和联系 ① 区别：平均速度是过程量，表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；瞬时速度是状态量，表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度。 ② 联系：瞬时速度是运动时间 Δ t → 0 时的平均速度 。 ( 2) 方法和技巧 ① 判断是否为瞬时速度，关键是看该速度是否对应 “ 位置 ” 或 “ 时刻 ” 。 ② 求平均速度要找准 “ 位移 ” 和发生这段位移所需的 “ 时间 ” 。 2 ． 位移和路程 一般 情况下，位移的大小不等于路程，只有质点做单方向直线运动时，位移的大小才等于路程 。 3. 速度与加速度 ( 1) 速度的大小与加速度的大小没有必然联系。 ( 2) 速度变化量与加速度没有必然的联系，速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定。 ( 3) 速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系决定的 。 [ 精典题组 ] 1. (2018· 嘉兴 3 月一模 ) 北京已成功申办 2022 年冬奥会。如图所示为部分冬奥会项目。下列关于这些冬奥会项目的研究中，可以将运动员看作质点的是 ( 　　 ) 解析 　研究速度滑冰运动员滑冰的快慢时，人的形状对研究的过程来说可以忽略不计，所以能看成质点，选项 A 正确；研究自由滑雪运动员的空中姿态时，人的形状不能忽略，不可以将运动员看作质点，选项 B 错误；研究单板滑雪运动员的空中转体时，要研究运动员的动作，不可以将运动员看作质点，选项 C 错误；研究花样滑冰运动员的花样动作时，要观看运动员的动作，不可以将运动员看作质点，选项 D 错误。 答案 　 A 2. (2018· 台州六校联考 ) 如图 1 所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的两幅照片，该两幅照片拍摄的时间间隔为 4 × 10 － 4 s ，由此判断子弹的飞行速度约为 ( 　　 ) 图 1 A.5 × 10 m/s B.5 × 10 2 m/s C.5 × 10 3 m/s D.5 × 10 4 m/s 答案　 B 3. (2018· 浙大附中高三选考模拟 ) 2017 年 11 月 24 日，某中学举行运动会，高一新生在各个比赛项目中展现了较高的竞技水平。下列有关校运会的各种说法中正确的是 ( 　　 ) A . 跳远冠军张小杰的成绩是 5.30 m ，这是他跳跃过程中的路程 B . 在 200 m 决赛中，李凯同学在第一道，他跑完全程的位移为零 C . 研究俞小辉同学跳过 1.55 m 横杆的跨越式动作时，能把他看作质点 D . 在 100 m 决赛中，小史同学获得冠军，决赛选手中他的平均速度 最大 解析 　跳远冠军张小杰的成绩是 5.30 m ，这是他跳跃过程中的位移，选项 A 错误；在 200 m 决赛中，李凯同学在第一道，他跑完全程的位移不为零，选项 B 错误；研究俞小辉同学跳过 1.55 m 横杆的跨越式动作时，不能把他看作质点，否则就没有动作而言，选项 C 错误；在 100 m 比赛中，运动员的轨迹是直线，位移的大小就是 100 m ，所有运动员的位移大小相等，时间越短平均速度越大；小史同学获得冠军，则他使用的时间最短，决赛选手中他的平均速度最大，选项 D 正确。 答案 　 D 匀变速直线运动的规律 [ 要点总结 ] 1. 刹车类问题的处理方法 当 车速度为零时，停止运动，应先判断车停下实际所用时间，再选择合适公式求解。 2. 多过程问题的分析注意点 多 过程问题一般是两段或多段匀变速直线运动的组合。各阶段运动之间的 “ 转折点 ” 的速度是关键物理量，它是前一段的末速度，又是后一段的初速度 。 [ 典例分析 ] 【例 1 】 一辆汽车从 O 点由静止开始做匀加速直线运动，已知在 2 s 内经过相距 27 m 的 A 、 B 两点，汽车经过 B 点时的速度大小为 15 m/s 。如图 2 所示，求 ： 图 2 (1) 汽车经过 A 点的速度大小； (2) A 点与出发点间的距离； (3) 汽车从 O 点到 B 点的平均速度大小 。 答案　 (1)12 m/s 　 (2)48 m 　 (3)7.5 m/s [ 精典题组 ] 4. (2018· 浙江温州选考摸底 ) 以 36 km/h 的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为 a ＝ 4 m/s 2 的加速度，刹车后第 3 s 内，汽车走过的路程为 ( 　　 ) A.12.5 m B.2 m C.10 m D.0.5 m 答案　 D 解析 　作出甲、乙两车的速度 — 时间图象，如图所示。 答案 　 B 6. 一辆汽车停在十字路口处等信号灯，绿灯亮起，司机立即启动汽车，汽车以 a 1 ＝ 2 m/s 2 的加速度开始做匀加速直线运动，直至达到最高限速 v ＝ 72 km/h 后匀速运动了一段时间。求： ( 1) 本次汽车从静止开始加速到最高限速所需要的时间 t 1 ； ( 2) 本次汽车在启动后 8 s 内通过的位移大小 x 1 ； ( 3) 汽车以 v ＝ 72 km/h 匀速运动过程中，前方突然跳出一只小猫，司机马上以 a 2 ＝－ 5 m/s 2 的加速度刹车，则开始刹车后 3 s 内汽车通过的位移 x 2 为多大 ？ 解析 　 (1)72 km/h ＝ 20 m/s 答案 　 (1)10 s 　 (2)64 m 　 (3)37.5 m 运动图象 [ 要点总结 ] x － t 图象与 v － t 图象的区别 [ 典例分析 ] 【例 2 】 如图 3 所示，甲是某质点的位移 — 时间图象，乙是另一质点的速度 — 时间图象，关于这两个图象，下列说法中正确的是 ( 　　 ) 图 3 A. 由图甲可知，质点做曲线运动，且速度逐渐增大 B. 由图甲可知，质点在前 10 s 内的平均速度的大小为 4 m/s C. 由图乙可知，质点在第 4 s 内加速度的方向与物体运动的方向相同 D. 由图乙可知，质点在运动过程中，加速度的最大值为 7.5 m/s 2 答案 　 C [ 精典题组 ] 7. 物体运动的 v － t 图象如图 4 所示，设向右为正，关于前 4 s 内物体运动情况的判断，下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 4 A. 物体始终向右运动 B. 物体先向右运动，第 2 s 末开始向左运动 C. 第 3 s 末物体在出发点的左侧 D. 第 4 s 末物体距出发点最 远 解析　 速度的正、负表示物体运动方向，故前 2 s 物体向右运动，后 2 s 向左运动，选项 A 错误， B 正确；由于前 2 s 物体一直向右运动，离出发点越来越远，第 2 s 末开始又向左运动，逐渐靠近出发点，因此第 2 s 末物体离出发点最远，选项 D 错误；物体在 4 s 末回到出发点，故 3 s 末物体在出发点右侧，选项 C 错误。 答案　 B 8. (2018· 浙江嘉兴一中选考模拟 ) 光滑的水平面上有一物体在外力作用下做直线运动，物体的加速度随时间变化的关系如图 5 所示。已知 t ＝ 0 时物体的速度为 1 m/s ，以此时的速度方向为正方向。下列说法中正确的是 ( 　　 ) 图 5 A.0 ～ 1 s 内物体做匀加速直线运动 B. t ＝ 1 s 时物体的速度为 3 m/s C. t ＝ 1 s 时物体开始反向运动 D. t ＝ 3 s 时物体离出发点最 远 答案 　 D 自由落体运动 [ 要点总结 ] 1. 自由落体运动的 规律 2. 自由落体运动的处理技巧 自由落体运动 是匀变速直线运动的特例，分析匀变速直线运动的各种方法对于自由落体运动仍然适用 。 [ 典例分析 ] 【例 3 】 科技馆中的一个展品如图 6 所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头，在一种特殊的间歇闪光灯的照射下，若调节间歇闪光间隔时间正好与水滴从 A 下落到 B 的时间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的 A 、 B 、 C 、 D 四个位置不动，对出现的这种现象，下列描述正确的是 ( 取 g ＝ 10 m/s 2 )( 　　 ) 图 6 答案 　 B [ 精典题组 ] 9. 如图 7 所示，水龙头开口处 A 的直径 d 1 ＝ 2 cm ， A 离地面 B 的高度 h ＝ 80 cm ，当水龙头打开时，从 A 处流出的水流速度 v 1 ＝ 1 m/s ，在空中形成一完整的水流束。则该水流束在地面 B 处的截面直径 d 2 约为 ( g 取 10 m/s 2 )( 　　 ) 图 7 A.2 cm B.0.98 cm C.4 cm D. 应大于 2 cm ，但无法 计算 答案 　 B 10. (2018· 浙江湖州期末 ) 跳伞运动员做低空跳伞表演，当飞机离地面 224 m 水平飞行时，运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动。运动一段时间后，立即打开降落伞，展伞后运动员以 12.5 m/s 2 的加速度匀减速下降，为了运动员的安全，要求运动员落地速度最大不得超过 5 m/s( 取 g ＝ 10 m/s 2 ) 。求： (1) 运动员展伞时，离地面的高度至少为多少？ (2) 运动员在空中的最短时间为多少？ (3) 若伞和运动员总质量为 100 kg ，展伞后，伞和运动员所受阻力为多少？ 解析　 (1) 、 (2) 设运动员未开伞自由下落的时间为 t 1 ，开伞后做匀减速运动的时间为 t 2 以向下为正方向，则匀减速时的加速度为 a ＝－ 12.5 m/s 2 在临界情况下，运动员将以 5 m/s 的速度落地。 所以有速度关系 v ＝ gt 1 ＋ at 2 ＝ 10 t 1 － 12.5 t 2 ＝ 5 m/s ① 位移关系 h 1 ＋ h 2 ＝ 224 ④ 联合 ①②③④ 式可解得 t 1 ＝ 5 s ， t 2 ＝ 3.6 s ， h 1 ＝ 125 m ， h 2 ＝ 99 m 。 所以运动员展开伞时离地高度至少应为 99 m 运动员在空中的最短时间是 t ＝ t 1 ＋ t 2 ＝ 8.6 s 。 (3) 对伞和运动员由牛顿第二定律 F － mg ＝ ma 得 F ＝ 2 250 N 。 答案　 (1)99 m 　 (2)8.6 s 　 (3)2 250 N 汽车刹车问题易错分析 【例】 一辆汽车以 72 km/h 的速度正在平直公路上匀速行驶，突然发现前方 40 m 处有需要紧急停车的危险信号，司机立即采取刹车措施。已知该车在刹车过程中加速度的大小为 5 m/s 2 ，求： ( 1) 从刹车开始经过 5 s 时汽车前进的距离； ( 2) 此时是否已经到达危险区域； ( 3) 若汽车质量为 2.0 × 10 3 kg ，求刹车过程受到的阻力 大小。 答案　 (1)40 m 　 (2) 刚好到达　 (3)1.0 × 10 4 N 汽车刹车问题的运动性质的分析和判断