第2章 第4节 匀变速直线运动规律的应用-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用课件(教科版)

第4节　匀变速直线运动规律的应用 1 1．掌握速度与位移的关系式的推导过程。 2．熟练应用速度与位移的关系式分析求解运动学问题。 返回导航 课前 知识梳理 1 课堂 深度探究 2 随堂 巩固落实 3 内容 索引 课前 知识梳理 PART 01 第一部分 4 2．推导 速度公式：vt＝________。 位移公式：x＝________。 由以上两个公式消去t，可得： 2ax　 v0＋at　 课前 知识梳理 返回导航 (1)条件：速度与位移的关系式v－v＝2ax表述的是匀变速直线运动的速度与位移的关系，仅适用于____________直线运动。 (2)意义：公式反映了初速度v0、末速度vt、____________、位移x之间的关系，当其中三个量已知时，可求另一个未知量。 匀变速　 加速度a　 课前 知识梳理 返回导航 (1)加速运动，a取__________值；减速运动，a取__________值。 (2)x＞0，位移的方向与初速度方向________，x＜0则为减速到0，又返回到计时起点另一侧的位移。 (3)vt＞0，速度的方向与初速度方向________，vt＜0则为减速到0，又返回的过程的速度。 正　 负　 相同　 相同　 课前 知识梳理 返回导航 课前 知识梳理 返回导航 ×　 ×　 ×　 √　 √　 课前 知识梳理 返回导航 课堂 深度探究 PART 02 第二部分 10 √ 课堂 深度探究 返回导航 课堂 深度探究 返回导航 　　　某飞机着陆时的速度是216 km/h，随后减速滑行，飞机的平均加速度大小是3 m/s2。 (1)为了使飞机能够安全地停下来，求滑道的最短长度。 [答案]　600 m　 课堂 深度探究 返回导航 (2)求飞机在第3 s内的位移大小。 [答案]　52.5 m　 课堂 深度探究 返回导航 (3)求飞机在最后1 s内的平均速度大小。 [答案]　1.5 m/s 课堂 深度探究 返回导航 　　　有些航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知某型号的战斗机在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5.0 m/s2，当飞机的速度达到 50 m/s 时才能离开航空母舰起飞。设航空母舰处于静止状态，问：  (1)若要求该飞机滑行160 m后起飞，则弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？ [答案]　30 m/s 课堂 深度探究 返回导航 (2)若某舰上不装弹射系统，要求该型号飞机仍能在此舰上正常起飞，则该舰身长至少应为多少？ [答案]　250 m 课堂 深度探究 返回导航 知识点二　初速度为0的匀变速直线运动推论的应用 1．1T末、2T末、3T末…nT末瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n。 2．1T内、2T内、3T内…nT内的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn＝12∶22∶32∶…∶n2。 3．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)。 课堂 深度探究 返回导航 课堂 深度探究 返回导航 　(1)以上比例成立的前提是物体做初速度为零的匀加速直线运动。 (2)对于末速度为零的匀减速直线运动，可把它看成反方向的初速度为零的匀加速直线运动，应用比例关系，可使问题简化。 课堂 深度探究 返回导航 　　　(2024·湖北荆州中学等四校模拟联考)做匀减速直线运动的物体经3 s停止，若在第1 s内的位移是15 m，则最后1 s内的位移是(　　) A．3 m　　　　　　　　 B．2 m C．1 m　　　 D．0.5 m [解析]　做匀减速直线运动直到停止，可以逆向思维看成初速度为零的匀加速直线运动，根据推论可知：相邻的相等的时间内的位移之比为1∶3∶5∶7…，做匀减速直线运动经3 s 停止，可知第1 s内和第3 s内的位移之比是5∶1，第1 s内的位移为15 m，则最后1 s内的位移为3 m。 √ 课堂 深度探究 返回导航 　　　(2024·山东临沂期末)如图所示，相同的木块A、B、C固定在水平地面上，一子弹(视为质点)以水平速度v0击中并恰好穿过木块A、B、C，子弹在木块中做匀减速直线运动，子弹射穿木块A所用的时间为t，则子弹射穿木块C所用的时间约为(　　)  A．t　　　 B．2t　　　 C．3t　　　 D．4t √ 课堂 深度探究 返回导航 　　 一滑块自静止开始从足够长的斜面顶端匀加速下滑，第5 s末的速度是6 m/s，试求： (1)第4 s末的速度大小； [答案]　4.8 m/s　 课堂 深度探究 返回导航 (2)运动后7 s内的位移大小； [答案]　29.4 m　 课堂 深度探究 返回导航 (3)第3 s内的位移大小。 [答案]　3 m 课堂 深度探究 返回导航 知识点三　匀变速直线运动公式的综合应用 1．关于基本公式的比较 课堂 深度探究 返回导航 课堂 深度探究 返回导航 √ √ 　　　(多选)汽车刹车过程可看作匀变速直线运动，一辆汽车刹车最初2 s的位移是12 m，最后2 s的位移是6 m。下列说法正确的是(　　) A．开始刹车时速度大小是9 m/s B．从开始刹车到车刚好停止的时间是5 s C．刹车过程加速度大小为3 m/s2 D．车从开始刹车到车刚好停止位移大小是10 m 课堂 深度探究 返回导航 课堂 深度探究 返回导航 √ √ 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　因为通过A点的速度不为零，所以l1∶l2≠1∶3，A错误； 课堂 深度探究 返回导航 　(2024·四川眉山联考期中)一辆汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动，途中经过A、B两根电杆用了6 s时间。已知A、B杆之间的距离为60 m，汽车经过B杆时的速度为15 m/s。求： (1)汽车经过A杆时的速度大小； [答案]　5 m/s　 课堂 深度探究 返回导航 (2)汽车从出发点到A杆的距离。 [答案]　7.5 m 课堂 深度探究 返回导航 随堂 巩固落实 PART 03 第三部分 34 √ 随堂 巩固落实 返回导航 √ 随堂 巩固落实 返回导航 √ 随堂 巩固落实 返回导航 4．(v0＝0的匀变速直线运动推论的应用)(多选)(2024·河南安阳期中)如图所示，小明骑自行车由静止沿直线运动，他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m，下列说法正确的是(　　) A．小明做匀加速直线运动 B．他4 s内的平均速度为2 m/s C．他4 s内的平均速度为2.5 m/s D．他第2 s内的平均速度为2 m/s √ √ 随堂 巩固落实 返回导航 解析：物体由静止开始做匀加速直线运动，经过相邻相同时间所经过的位移之比为1∶3∶5∶7，而小明骑自行车在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m，不满足上述位移之比关系，所以小明做的不是匀加速直线运动，故A错误； 随堂 巩固落实 返回导航 5．(v0＝0的匀变速直线运动推论的应用)冰壶又称掷冰壶，被大家喻为冰上的“国际象棋”。如图所示，一冰壶以速度v垂直于边线进入四个矩形区域沿虚线做匀减速直线运动，且刚要离开第四个矩形区域边缘的E点时速度恰好为零，求冰壶依次经过B、C、D时的瞬时速度之比和依次通过后三个矩形区域所用的时间之比。 随堂 巩固落实 返回导航 随堂 巩固落实 返回导航 一、速度与位移的关系式及推导 1．公式：v－v＝________。 项目 一般形式 v0＝0 涉及的物理量 不涉及 速度公式 vt＝v0＋at vt＝at vt、v0、a、t 位移x 位移公式 x＝v0t＋at2 x＝at2 x、v0、t、a 末速度vt 速度与 位移关系式 v－v＝2ax v＝2ax vt、v0、a、x 时间t平均速 度公式 x＝t x＝t x、v0、vt、t 加速度a [解析]　设A、B杆之间的距离为x，汽车经过A、B杆的速度分别为vA、vB，汽车经过A、B杆所用的时间为t，由公式x＝t得vA＝－vB＝5 m/s。　 [解析]　设汽车运动的加速度为a，出发点到A杆的距离为x′，由公式 vB＝vA＋at 得 a＝＝ m/s2 由公式v＝2ax′得x′＝＝7.5 m。 $