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教师用书独具
专题1 匀变速直线运动问题的分析技巧
[专题解读] 匀变速直线运动是在高中阶段常见的运动形式,在历年的高考题中经常出现,掌握此类问题的分析方法和技巧,会起到事半功倍之效.常用方法总结如下:
常用方法
规律、方法特点
解析法
匀变速直线运动的常用公式有:
①速度公式:v=v0+at;②位移公式:x=v0t+at2;③速度—位移关系:v2-v=2ax;
④平均速度公式:=v=.以上四式均是矢量式,使用时一般取v0方向为正方向,与v0同向取正,反之取负;同时注意速度和位移公式是基本公式,可以求解所有问题,而使用推论可简化解题步骤[来源:Zxxk.Com]
图象法
应用v-t图象,可以把较复杂的问题转化为较为简单的数学问题解决,尤其是用图象定性分析,可避开繁琐的计算,快速找出答案
平均速
度法
平均速度的定义式=与=结合有助于简捷、快速地处理匀变速直线运动问题
巧用推
论法
在匀变速直线运动中,连续相等的时间T内的位移之差为一恒量,即xn+1-xn=aT2,对于一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔问题,可优先考虑用Δx=aT2求解
中间时刻
速度法
匀变速直线运动中,任一时间t内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,即v=,这一结论适用于任何匀变速直线运动.有些题目应用它可以避免常规解法中用位移公式列出的含有t2的复杂式子,从而简化了解题过程,提高了解题速度
比例法
对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动,可利用初速度为零的匀加速直线运动的推论,用比例法解题.此法特别适用于选择、填空类题目
逆向思
维法
把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法,一般用于末态已知的情况
极值法
临界、极值问题的考查往往伴随着恰好、刚刚、最大、最小等字眼,极值法在追及问题中有着广泛的应用
巧选参
考系法
物体的运动是相对一定的参考系而言的.研究地面上物体的运动常以地面为参考系,有时为了研究问题方便,也可巧妙地选用其他物体作参考系,甚至在分析某些较为复杂的问题时,为了求解简捷,还需灵活地转换参考系
[典例1] 物体以一定的初速度从斜面底A处冲上固定的光滑斜面,到达斜面最高点C时速度恰为零,如图所示,已知物体运动到斜面长度处的B点时,所用时间为t,求物体从B滑到C所用的时间.
[解] 解法1:逆向思维法.
物体向上匀减速冲上斜面,相当于向下匀加速滑下斜面.[来源:学科网]
故sBC=at①
sAC=②
又sBC=③
由①②③解得tBC=t.
解法2:比例法.
对于初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间里通过的位移之比为:s1∶s2∶s3∶…∶sn=1∶3∶5∶…∶(2n-1),
现有sBC∶sAB=∶=1∶3,
通过sAB的时间为t,故通过sBC的时间tBC=t.
解法3:中间时刻速度法.
利用推论:中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度.
AC===,
又v=2asAC,
v=2asBC,
sBC=,
由以上三式解得vB=.
可以看出vB正好等于AC段的平均速度,B点是这段位移的中间时刻,因此有tBC=t.
解法4:性质法.
对于初速度为零的匀加速直线运动,通过连续相等的各段位移所用的时间之比为:
t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-),
现将整个斜面分成相等的四段,如图所示,设通过BC段的时间为tx,那么通过BD,DE,EA的时间分别为:
tBD=(-1)tx,tDE=(-)tx,tEA=(-)tx,
又tBD+tDE+tEA=t,解得tx=t.
解法5:图象法.
根据匀变速直线运动的规律,作出vt图象,如图所示,利用相似三角形的规律,面积之比等于对应边平方比,得=,且=,OD=t,OC=t+tBC,CD=tBC.
所以=,解得tBC=t.
[答案] t
[解题策略] 通过对该题解法的挖掘,加深了灵活应用匀变速直线运动的各种规律进行推理的能力,训练了逆向思维的能力,还加强了我们灵活应用数学知识处理物理问题的能力.
专题2 分析纸带问题的常用方法[来源:学科网ZXXK]
[专题解读] 纸带的分析与计算是近几年高考的热点,因此应该掌握有关纸带问题的处理方法.
1.判断物体的运动性质.
(1)根据匀速直线运动特点,x=vt,若纸带上各相邻的点的间隔相等,则可判定物体做匀速直线运动.
(2)由匀变速直线运动的推论Δx=aT2,若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移之差相等,则说明物体做匀变速直线运动.
2.求加速度.
(1)公式法:利用Δx=aT2直接求a.
(2)逐差法:虽然用a=可以根据纸带求加速度,但只利用一个Δx时,偶然误差太大,为此应采取逐差法.
如图所示,纸带上