2018_2019高中物理第2章研究匀变速直线运动的规律24匀变速直线运动规律的应用学案沪

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1、2.4匀变速直线运动规律的应用［目标定位］1.会分析汽车行驶的安全问题，知道与行驶吋安全车距有关的因素.2.能正确分析“刹车”问题.3.会分析简单的追及和相遇问题.知识探究新知探究点点落实一、汽车行驶安全问题和卩一才图像的应用1.汽车行驶安全问题'启动过程：匀加速直线运动(1)汽车运动模型行驶过程：匀速直线运动、刹车过程：匀减速直线运动(2)反应时间：从发现情况到采取相应行动经过的时间.(3)反应距离反应距离$=车速％X反应时间t.在车速一定的情况下，反应越快即反应吋间越短越安全.2(4)刹车距离：刹车过程做匀减速运动，其刹车距

2、离S2=—分(白＜0),大小取决于初速度和刹车的加速度.(5)安全距离3=反应距离s+刹车距离S22.利用y—方图像求位移v~t图像上，某段时间内图线与时间轴I韦I成的图形的面积表示该段时间内物体通过的位移大小.【例1】汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h,若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，马上紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过4s才停下来，假设驾驶员看到交通事故时的反应吋I'可是0.5s,则(1)在反应时间内汽车的位移是多少？(2)紧急刹车后，汽车的位移是多少？(3)该汽车行驶过程屮是否会岀现安全问题？解析解法一设汽

3、车的初速度为r,且卩=108km/h=30m/s.(1)汽车在反应时间内的位移为S］vti=30X0.5m=15m.(2)汽车在刹车过程中的位移为(1)汽车停下来的实际位移为s=s+s2=(15+60)m=75m.由于前方80m处出现了事故，所以不会出现安全问题.解法二汽车的位移可以通过y—广图像求解，作出汽车这个过程的『一广图像(如图)，由图像可知(2)刹车位移32=进竺m=60m.⑶总位移s=（°・1）X30=75m.由于前方80m处出现了事故，所以不会出现安全问(1)反应吋间内的位移si=30X0.5题.答案(1)15m(

4、2)60m(3)不会二、刹车类问题和逆向思维法1.特点：对于汽车刹车，飞机降落后在跑道上滑行等这类交通工具的匀减速直线运动，当速度减到零后，加速度也为零，物体不可能倒过来做反向的运动，所以其运动的最长时间I在这种题目中往往会存在“时间陷阱”.2.处理方法：首先计算速度减到零所需时间，然后再与题中所给的时间进行比较，确定物体在所给的时间内是否己停止运动，如果是，则不能用题目所给的时间计算.注意虽然汽车刹车后不会以原來的加速度反向做加速运动，但我们在处理这类末速度为零的匀减速直线运动时，可采用逆向思维法，即把运动倒过来看成是初速度为

5、零的匀加速直线-*1-坯动.【例21一辆汽车正在平直的公路上以72km/h的速度行驶，司机看见红色信号灯便立即踩下制动器，此后，汽车开始做匀减速直线运动.设汽车减速过程的加速度大小为5m/s2,求:(1)开始制动后，前2s内汽车行驶的距离.(2)开始制动后，前5s内汽车行驶的距离.解析汽车的初速度旳=72km/h=20m/s,末速度r,=0,加速度臼=一5m/s2；汽车运动的总时间t=匕―旳0—20m/sa—5m/s2(1)因为ty=2s〈九所以汽车2S末没有停止运动故Si=vatx+^atx~=(20X2—

6、x5X22)m=3

7、0m(2)因为Z》=5s>Z,所以汽车5s时已停止运动S2=vat+^a/=(20X4—~X5X42)in=40in(注意：也可以用逆向思维法，即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.此题可以用如下解法：s2=pr=

8、x5X42m=40m)・答案(1)30m(2)40m三、追及相遇问题1.追及相遇问题是一类常见的运动学问题，分析时，一定要抓住：(1)位移关系：S2=So+s.英屮So为开始追赶时两物体之I'可的距离，S表示前面被追赶物体的位移，S2表示后面物体的位移.(2)临界状态：v=v

9、-i.当两个物体的速度相等时，可能出现恰好追上、恰好避免相撞、相距最远、相距最近等临界、最值问题.2.处理追及相遇问题的三种方法(1)物理方法：通过对物理情景和物理过程的分析，找到临界状态和临界条件，然后列岀方程求解.(2)数学方法：由于匀变速直线运动的位移表达式是时间£的一元二次方程，我们可利用判别式进行讨论：在追及问题的位移关系式中，若A>0,即有两个解，并且两个解都符合题意，说明相遇两次；人=0,有一个解，说明刚好追上或相遇；A<0,无解，说明不能够追上或相遇.(3)图像法：对于定性分析的问题，可利用图像法分析，避开繁杂的

10、计算，快速求解.【例3】物体〃、〃同时从同一地点沿同一方向运动，以10m/s的速度做匀速直线运动，B以2m/f的加速度从静止开始做匀加速直线运动，求：(1)2经多长时间追上力？追上力时距出发点多远？(2)A〃再次相遇前两物体间的最大距离.解析(1)设经过时间/'