内容正文:
微专题2 初速度为零的匀加速直线运动的比例关系
[定位·学习目标]
1.通过初速度为零的匀变速直线运动规律的学习,掌握其物理观念。
2.通过公式变式及比例关系的灵活应用,体会物理知识的实际应用价值,掌握科学思维的方法,培养科学态度与责任。
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检测·学习效果
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物理
要点 初速度为零的匀加速直线运动的比例关系
初速度为零的匀加速直线运动的推论
1.按时间等分
图示
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结论 1T末、2T末、3T末……nT末瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n
前1T内、前2T内、前3T内……前nT内位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2
第一个T内、第二个T内、第三个T内……第n个T内的位移之比为xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN=
1∶3∶5∶…∶(2n-1)
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2.按位移等分
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3.初速度为零的匀加速直线运动的比例关系推导思路及应用
(2)应用:按题目要求选择对应比例分析、解答问题;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,再应用比例式可快速解题——逆向思维法。
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[例题] (多选)如图所示,在水平面上固定着三个完全相同的木块,一枚子弹以水平速度v射入。若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则子弹依次穿入每个木块时的速度之比和穿过每个木块所用时间之比分别为( )
√
√
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[即时训练] (多选) 一物体由静止开始做匀加速直线运动,第4 s内的位移是14 m,下列说法正确的是( )
A.第5 s内的位移为18 m
B.前4 s内的位移为32 m
C.物体的加速度为4 m/s2
D.物体前2 s内的平均速度为2 m/s
√
√
√
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物理
1
2
3
√
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1
2
3
解析:运动员入水后做匀减速直线运动,下降到最深处速度减为零,把该过程看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动,可得x2∶x1=1∶3,故选项D正确。
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√
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3.一辆货车在正常行驶时,因意外事故司机采取紧急刹车。货车紧急刹车后经 7 s 停止,设货车做匀减速直线运动,它在最后1 s内的位移是2 m,则:
(1)货车在刹车过程中通过的位移是多大?
1
2
3
答案:(1)98 m
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1
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(2)开始刹车时的速度是多大?
1
2
3
答案:(2)28 m/s
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物理
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图示
结论
x0末、2x0末、3x0末……nx0末的瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶∶∶…∶
通过x0、2x0、3x0、…、nx0所用时间之比为t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶∶∶…∶
通过第一个x0、第二个x0、第三个x0……第n个x0所用时间之比为tⅠ∶tⅡ∶tⅢ∶…∶tN=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-)
(1)推导思路:利用公式v=at,x=at2和v2=2ax及变形或差值推导比值。
A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1
B.v1∶v2∶v3=∶∶1
C.t1∶t2∶t3=1∶∶
D.t1∶t2∶t3=(-)∶(-1)∶1
解析:运用逆向思维可知子弹由右向左依次“穿出”3个木块的速度之比为1∶∶,时间之比为1∶(-1)∶(-),则子弹实际运动依次穿入每个木块时的速度之比v1∶v2∶v3=∶∶1,时间之比t1∶t2∶t3=(-)∶(-1)∶1,故B、D正确。
解析:物体做初速度为零的匀加速直线运动,则x1∶x2∶x3∶x4∶x5=1∶3∶5∶7∶9,x5=x4=18 m,x1=x4=2 m,由于x1=a,得a=
4 m/s2;同理,x2=6 m,x3=10 m,前4 s内的位移x=x1+x2+x3+x4=32 m,A、B、C正确;物体前2 s内的平均速度===4 m/s,D错误。
1.将跳水运动员进入水中后向下的运动视为匀减速直线运动,该运动过程的总时间为t。运动员入水后前时间内的位移为x1,后时间内的位移为x2,则x2∶x1为( )
A.1∶16 B.1∶7
C.1∶5 D.1∶3
2.(多选)如图所示,光滑斜面AE被分成四个长度相等的部分,即AB=BC=CD=DE,一物体从A点由静止释放,