内容正文:
专题1直线运动
②若△=0,有一个解,说明二者可以相遇一次,也是刚好不相撞的临界条件。
③若△<0,无解,说明二者不能相遇。
④在a4+6十c=0中,当=一易时,函数有极值,表示此时二者之间的距离最大或最小。
(3)图像分析法:在同一坐标系中画出两物体的运动图像。位移一时间图线的交点表示相遇,
分析速度一时间图像时,应抓住速度相同时的“面积”关系确定位移关系。
(4)相对运动分析法:以其中一个物体为参考系,确定另一个物体的相对初速度和相对加速度,
从而把研究两个物体的运动问题,转化为研究一个物体的运动问题。
⊙
题型各个击破
题型一匀变速直线运动的规律及其应用
度各是多少?
题型解读
解析:方法一:基本公式法
1.匀变速直线运动的公式及常用解题方法
物体在前4s内的位移a=w叶4,在第2
V-V.+at
基本公式
x-Ut+jat
个4s内的位移=w·(2)+7a·(22
纸带法求瞬时速度
速度位
移公式
v2-v-2ax
交+
27;板块或
(od+7a),解得a=2.25m/g,w
传送带问题中求位
工-票任意运动
平均速
移+v
=1.5m/s。
2
t;带电
+v
度公式
2
门匀变速
粒子偏转中的应用
方法二:平均速度法
=
」直线运动
a6g受
物体在8s内的平均速度等于中间时刻(第4s
逐差法求加速度
位移差
△x=x2-x1=aT2
末)的瞬时速度,则4=24士60m/s=10.5m/s,
公式
(4+x)-(c2+x)
8
Im-x=(m-n)aT2
47T2
且u4=十4s·a,物体在前4s内的平均速
初速度为零的匀加速直线
比例法
运动(或末速度为零的匀减
速直线运动)
度等于第2s末的醉时连度,=24m/
6m/s,而v2=十2s·a,联立解得a=
逆向思
末速度为零的匀减速直线
维法
运动可视为初速度为零的
2.25m/s2,=1.5m/s。
匀加速直线运动
方法三:逐差法
图像法
利用斜率或面积直观反映
运动过程
由公式△x=aTP得a=g=60-24
T2
42
m/s2=
2.应用匀变速直线运动规律解题的基本思路
2.25m/s2,由于u4=
24+60
8
m/s=10.5m/s,
画过
判断
选取
选用公式
解方程并
且w4=十4s·a,解得b=1.5m/s。
程示
运动
正方向
列方程
加以讨论
意图
性质
)答案2.25m/s21.5m/s
典例一个做匀加速直线运动的物体,在前
解题技巧选择公式时一定要注意分析已知
4s内经过的位移为24m,在第2个4s内经过
量和待求量,根据所涉及的物理量选择合适的
的位移是60m,求这个物体的加速度和初速
公式求解,会使问题简化。
261
讲解册
实战高考·物理】
题型日解决竖直上抛问题的两种方法
方法三:对称法
题型解读
由对称性可知,返回抛出点时速度为20m/s,
上升阶段:a=一g的匀减速直线运动。
方向向下,由☑=6一gt,解得t=一二=
g
分段法
下降阶段:自由落体运动
4s。
初速度向上、加速度g向下的匀变速直
(4)方法一:分段法
线运动,0=wg,A=wt司gr。(向上
由(1)(2)知上升时间ti=2s,Hmx=45m,
全程法
为正方向)
由Hx=7g6得,=3s,
若>0,物体上升,若v<0,物体下落;若
故t总=i十t3=5s。
h>0,物体在抛出点上方,若h<0,物体在
方法二:全程法
抛出点下方
由一h。=烤一g%,(注意此时位移正负)
典例2为测试一个物体的耐摔性,在距离地面
解得t总=5s,t总=-1s(舍去)。
高25m处,将其以20m/s的速度竖直向上抛
(5)当物体在抛出,点上方时,h'=15m,
出。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,
南K=04一专8吸,
1
求:
(1)经过多长时间物体到达最高点?
解得t4=1s,t4'=3s;
(2)物体抛出后距离地面的最大高度是多少?
当物体在抛出点下方时,h"=一15m,
(3)经过多长时间物体落回到抛出点?
由-w6贴,
(4)经过多长时间,物体落回地面?
解得t5=(2十√7)s,t'=(2一√7)s(舍去)。
(5)经过多长时间物体距离抛出点15m?
)答案(1)2s(2)45m(3)4s(4)5s
解析:(1)物体运动到最高点时速度为0,由v
(5)1s3s(2+√7)s
=w一g得1=一”-=2s。
gg
解题技巧竖直上抛运动问题的特性
(2)由6=2ghs得hms三6=20m,所2
(1)对称性:时间对称性和速率对称性。
(2)多解性:当物体经过抛出点上方某一位置
Hmax=hmax十ho=45m。
时,可能处于上升阶段,也可能处于下落阶段,
(3)方法一:分段法
会造成时间多解、速度多解,或路程多解。
由(1)(2)知,上升时间t1=2s,hmax=20m,
(3)矢量性:对于竖直上抛这类双向可逆类问
下落时有hmx=2g吃,解得4=2s,
题,加速度大小、方向均不变,列式求解时,必
须注意x、v、a等矢量的正负号及物理意义。
故t=ti十t2=4s。
题型目运动学图像分析
方法二:全程法
题型解读
由h=6t-28t,此时h=0,
1.与图像相关的常见题型
解得t=4s,t=0(舍去)。
(1)题型一:通过图像分析物体的运动规律。
262
0专题1直线运动
解决这类问题的关键是通过分析图像,判断
小,所以0~时间内汽车的速度逐渐增加,
物体的速度、位移和加速度等如何变化,以
t2时间内汽车的速度保持不变,t2~3时
此构建出物体运动的情景。
间内汽车的速度逐渐减小,且速度一直为正
(2)题型二:根据题目情景选择运动学图像。
值,故A正确。
解决这类问题时,首先要将题目给出的情景
)答案A
分析透彻,然后根据情景分析图像中物理量
题型四“追及”“相遇”问题
之间的关系,或者直接将图像与题目所描述
题型解读
的情景对照,看是否吻合,进行判断。
1.分析“追及”“相遇”问题时,一定要抓住“一
(3)题型三:图像间的转换问题。
个条件,两个关系”
2.图像问题的一般解题思路
(1)“一个条件”:两物体距离最大、最小、恰
呈现图
①横轴、纵轴对应的物理量
好追上或恰好追不上等的临界条件是两物
读图
像信息
②斜率、截距、面积的意义
体的速度相等。
③交点、转折点的意义
(2)“两个关系”:时间关系和位移关系,通过
数形
根据运动性质和物理量的组合选
结合
择物理规律建立函数关系式
画草图找到两物体位移之间的关系是解题
的突破口。
根据建立的数形关系展开分
分析
再读图
求解
析、推理,再读图拓展解题
2.若被追赶的物体做匀减速直线运动,则一定
思路
要注意该物体被追上前是否已停止运动。
典例3某驾校学员在教练的指导下沿直线路
典例4一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯
段练习驾驶技术,汽车的位置x与时间t的关
亮时,汽车以3m/s2的加速度开始加速行驶,
系如图所示,则汽车行驶速度与时间t的关
恰在这时,一辆自行车以6m/s的速度匀速驶
系图像可能正确的是(
来,从后边超过汽车。则汽车从路口启动后,
在追上自行车之前经过多长时间两车相距最
远?此时两车之间的距离是多少?
解析:方法一:情境分析法
从十字路口开始,汽车做匀加速直线运动,自
行车做匀速直线运动,当两车速度相等时相距
最远。画出运动示意图,如图所示。
匀加速
v=6 m/s
匀速
则有A=vh=at,解得t仁鱼=2s;
D
解析:x-t图像的斜率表示速度,其中斜率的
此时x%=2at2=6m,x台=v自t=12m,
正负表示速度方向,斜率的绝对值表示速度大
则两车相距△x=x自一x汽=6m。
263
讲解
实战高考·物理
方法二:二次函数法(极值类)
6m.
由题意可知,两车相距△x=x自
一x汽=U自t
方法四:相对运动分析法
ar=61-昌,由一元二次画数的极值条件
选两车运动方向为正方向,以汽车为参考系,
则v角'=6m/s,a自'=0-3m/s2=-3m/s2,
可知,当1=一=2S时,△x最大,可得
2a
由运动学公式可得t=09=25,x台'
a自
△xmax=6m。
0-℃角'2
方法三:图像法
2a自
=6m。
2自
作出汽车和自行车的
汽车
)答案2s6m
t图像,如图所示,可以
自行车
解题关键仔细审题,注意抓住题目中的关键
看出两车速度相等时,
字眼,充分挖掘题目中的隐含条件。如“刚好”
阴影部分面积(表示两车间距)最大,此时两车
“恰好”“最多”“至少”等,往往对应临界状态,
相距最远。可得1=自=2s,△x=
a
2自t
要满足相应的临界条件。
⊙
怎么学
实验
重点攻克
实验1
探究小车速度随时间变化的规律
(2)电火花计时器,如图乙所示,用220V的
一、实验器材及装置图
交变电源。
1.实验器材:打点计时器、一端附有滑轮的长
2.实验装置图
木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、复写
小车
纸、导线、交变电源。
注意)打点计时器是计时仪器,当所用交变
槽码
电源的频率f=50Hz时,每隔0.02s打一
二、实验过程
次点。
1.按照实验装置图,把打点计时器固定在长木
(1)电磁打点计时器,如图甲所示,用约为
板无滑轮的一端,接好电源。
8V的交变电源
2.把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端
线圈
振
挂合适的槽码,纸带穿过打点计时器,固定
振针
永
在小车后面。
磁体
纸带
3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源
复写纸
限位孔
后放开小车。
甲
4.小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带。
墨粉
纸
纸盘
盘
5.更换纸带重复实验三次,选择一条比较理想
的纸带进行测量、分析。
三、数据处理
纸带
264
专题1直线运动
1.求小车的速度与加速度
四、注意事项
(1)利用平均速度求瞬时速度:4,
1.平行:纸带、细绳要与长木板平行。
xn十x+1=dn+1一dn-1
2.两先两后:实验中应先接通电源,后让小车
2T
2T
运动;实验完毕应先断开电源,后取下纸带。
(2)利用逐差法求平均加速度:a1=4
3T2,
3.防止碰撞:在小车到达长木板末端前应让其
停止运动,防止槽码落地及小车与滑轮
a2=25二2
3示a=3,则a=
相撞。
a1十a2十a3=(x4十x5十x6)-(1十x2十x3)
4.减小误差:小车的加速度应适当大些,可以
3
9T2
减小长度测量的相对误差,以能在约50cm
(3)利用速度一时间图像求加速度
的纸带上清楚地取出6、7个计数点为宜。
①作出速度一时间图像,通过图像的斜率求
5.小车从靠近打点计时器位置释放。
解小车的加速度。
五、误差分析
②剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解
1.纸带运动时摩擦力不均匀,打点不稳定引起
加速度。
误差。
注意)利用)-t图像的斜率求加速度a,只
2.计数点间距离的测量有偶然误差。
能利用a-会是,不能利月a一tam0.
3.作图有误差。
六、改进方案
(4)利用已经求解出来的瞬时速度,使用速
1.利用光电门测速度。如图甲所示,已知物体
度一时间公式在不同的时间段多次计算小
挡光宽度为d,物体经过光电门用时△t,当
车的加速度,然后取平均值。
挡光时间△t较小时,可以近似认为物体通
注意)做法最合理、误差最小的方法是利用
过光电门的瞬时速度为。一是。
图像求斜率计算加速度。
2.根据纸带判断小车是否做匀变速直线运动
刻度尺
光电门
(1)x1、x2、x、…、x是相邻两计数点间的
数字计时器
距离,△x是两个连续相等时间内的位移差,
若△x等于恒量(aT2),则说明小车做匀变
@U
速直线运动。
甲
乙
(2)△x=aT2,只要小车做匀变速直线运动,
2.利用频闪照片测速度。如图乙所示,每间隔
它在任意两个连续相等的时间间隔内的位
定时间曝光一次,从而形成间隔相同时间
移之差就一定相等。
的影像。
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