第2章 专题2 匀变速直线运动的规律应用-（课件PPT）2023-2024学年高一新教材物理必修第一册【勤径学升·同步练测】（人教版）

第二章 匀变速直线运动的研究 专题二　匀变速直线运动的规律应用 第二章　匀变速直线运动的研究 学习目标 1．熟练掌握匀变速直线运动的基本公式及推导公式，并能解决相关问题。 2．理解追及相遇问题的特点和规律，并能处理实际问题。 3．知道竖直上抛运动的特点和规律、会分析求解竖直上抛运动。 第二章　匀变速直线运动的研究 一、匀变速直线运动基本公式的应用 1．匀变速直线运动基本公式的比较 互动探究解疑难 第二章　匀变速直线运动的研究 第二章　匀变速直线运动的研究 [例1]　一辆汽车以20 m/s的速度在平直公路上做匀速直线运动，由于在正前方出现了险情，司机采取紧急刹车，加速度的大小是4 m/s2，求：刹车后10 s内汽车前进的距离。 第二章　匀变速直线运动的研究 [答案]　50 m 第二章　匀变速直线运动的研究 运动学公式的应用步骤 (1)认真审题，画出物体的运动过程示意图。 (2)明确研究对象，明确已知量、待求量。 (3)规定正方向(一般取初速度v0的方向为正方向)，确定各矢量的正、负。 (4)选择适当的公式求解。 (5)判断所得结果是否合乎实际情况，并根据结果的正负说明所求物理量的方向。 第二章　匀变速直线运动的研究 二、追及相遇问题 两物体在同一直线上运动，它们之间的距离发生变化时，可能出现最大距离、最小距离或者是距离为零的情况，这类问题称为追及和相遇问题，讨论追及和相遇问题的实质是两物体能否在同一时刻到达同一位置。 1．要抓住一个条件、两个关系 (1)一个条件：速度相等。这是两物体是否追上(或相撞)、距离最大、距离最小的临界点，是解题的切入点。 (2)两个关系：时间关系和位移关系。通过画示意图找出两物体位移之间的数量关系，是解题的突破口。 第二章　匀变速直线运动的研究 2．常用方法 (1)物理分析法：抓住“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键，认真审题，挖掘题中的隐含条件，建立物体运动关系的图景，并画出运动情况示意图，找出位移关系。 (2)图像法：将两者的v-t图像在同一坐标系中画出，然后利用图像求解。 (3)数学极值法：设从开始到相遇时间为t，根据条件列方程，得到关于t的一元二次方程，用判别式进行讨论，若Δ＞0，即有两个解，说明可以相遇两次；若Δ＝0，说明刚好追上或相遇；若Δ＜0，说明追不上或不能相碰。 第二章　匀变速直线运动的研究 [例2]　一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以3 m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6 m/s的速度匀速驶来，从后面超过汽车。 (1)汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？此时距离是多少？ 第二章　匀变速直线运动的研究 第二章　匀变速直线运动的研究 解法三　(用图像法求解) 第二章　匀变速直线运动的研究 (2)什么时候汽车追上自行车？此时汽车的速度是多少？ [解析]　由图可以看出：在t0时刻以后，由汽车的v-t图线与自行车的v-t图线组成的三角形面积(竖线阴影部分面积)与横线阴影部分的面积相等时，两车的位移相等，所以由图线的数学关系可得相遇时t′＝2t0＝4 s，v′汽＝2v自＝12 m/s。 [答案]　 4 s　12 m/s 第二章　匀变速直线运动的研究 追及问题的分析方法和常用的临界条件 (1)追及问题的分析方法 ①根据追逐的两个物体的运动性质，选择同一参考系，列出两个物体的位移方程。 ②找出两个物体在运动时间上的关系。 ③找出两个物体在位移上的关系。 第二章　匀变速直线运动的研究 (2)追及问题中常用的临界条件 ①速度小者(但加速度大)追速度大者(但加速度小)，追上前两个物体速度相等时，有最大距离。 ②速度大者(但加速度小)追速度小者(但加速度大)，追上前两个物体速度相等时，有最小距离。即必须在此之前追上，否则就追不上。 第二章　匀变速直线运动的研究 三、竖直上抛运动 1．竖直上抛运动 将一个物体以某一初速度v0竖直向上抛出，抛出的物体只在重力作用下运动，这种运动就是竖直上抛运动。 2．竖直上抛运动的性质 (1)上升阶段：初速度v0向上，加速度为g，方向竖直向下，是匀减速运动。 (2)下降阶段：初速度为零、加速度为g，是自由落体运动。 (3)全过程可以看作是初速度为v0(竖直向上)、加速度为g(竖直向下)的匀变速直线运动。 第二章　匀变速直线运动的研究 第二章　匀变速直线运动的研究 4．竖直上抛运动的对称性 (1)时间对称 物体从某点上升到最高点和从最高点回到该点的时间相等，即t上＝t下。 (2)速率对称 物体上升和下降通过同一位置时速度的大小相等、方向相反。 第二章　匀变速直线运动的研究 [例3]　气球下挂一重物，以v0＝10 m/s匀速上升，当到达离地面高175 m处时，悬挂重物的绳子突然