高中物理匀变速直线运动的规律知识探讨 鲁科版 必修1

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1、匀变速直线运动的规律-知识探讨合作与讨论　　（一）“神舟”五号载人飞船是用我国拥有完全自主知识产权的长征二号F火箭发射成功的．火箭的起飞质量高达479.8吨，其最大推力可达6×106N，可在不到10min内将飞船送到200km高的预定轨道．火箭起飞的前12s内（约12s后开始转弯）可以看作匀加速直线运动，现观测到2s时火箭上升的高度为5m，请预测转弯时火箭所在的高度．　　　　图3—2　　我的思路：火箭起飞的前2s内的速度信息、时间信息、位移信息均已知，可用位移公式变形为a＝2s／t2求出其加速度．加速度为：a

2、＝2s／t2＝（2×5／22）m／s2＝2.5m／s2．　　可预测12s时火箭所在的高度为：．　　（二）A、B两同学在直跑道上练习4×100m接力，他们在奔跑时有相同的最大速度．B从静止开始全力奔跑需25m才能达到最大速度，这一过程可看作匀变速运动．现在A持棒以最大速度向B奔来，B在接力区伺机全力奔出．若要求B接棒时奔跑达到最大速度的80％，则　　（1）B在接力区须奔出多少距离?　　（2）B应在距离A多远时起跑?　　我的思路：情景图在运动学中的必要性是毋庸置疑的，尝试在每次练习时画出简洁清晰的情景图是解决运动

3、学问题的第一步．图3—3即为本题的情景图，在使用本图时，还应将其中的人、位移、速度、加速度等信息反映出来，在脑中要形成完整的运动过程．　　　　图3—3　　设A到达O点时，B从p点开始起跑，接棒地点在q点，他们的最大速度为v．结合速度—时间图象分析．图3—4　　（1）对B，他由p到q达到其最大速度的80％即0.8v，根据位移—速度公式vt2－v02＝2as，可分别列出对应于最大速度和所需位移的方程及对应于0.8v和所需位移的方程，即v2－02＝2a×25和（0.8v）2—02＝2a′s1，联立后可解得B在接力区

4、须奔出：s1＝16m．　　或解：利用初速度为零的匀变速直线运动的位移与速度平方成正比．　　（2）设A到达O点时，B开始起跑，结合速度—时间图象，可得接棒时，两人的位移分别为vt和0.8vt／2，同时0.8vt／2＝s1＝16m，可得vt＝40m，vt即为s1＋s2，B应在距离A：s2＝vt—s1＝（40—16）m＝24m时起跑．例题思考　　运动问题中物理量多、公式也多，对于选择哪个公式有时不易确定．不能一味的将学过的公式挨个试来试去，而要首先对整个运动情况做到心中有数，对已知信息、待求信息了如指掌，通过分析已

5、知信息和未知信息之间的关系，选择合适的（可能有多个）公式来解决问题．对复杂的问题，应学会分步解决，画出简单的一目了然的情景图．要学会用不同的方法来解题，并通过对比，选择出简便的方法．　　对匀变速直线运动，有四个基本关系：　　（1）平均速度公式：　　（2）速度公式：vt＝v0＋at　　（3）位移公式：　　（4）位移一速度公式：vt2－v02＝2as　　通过分析、理解、掌握每个公式的特点，在最短的时间内选取合适的公式．应在解题时先设定正方向，尤其对速度方向与加速度方向相反的运动，必须设定正方向，通常以初速度方向为

6、正．对于往返运动，可分段考虑，或来回的加速度不变，即仍为匀变速直线运动，可全程考虑，此时各量的正负显得尤为重要．　　【例题】在一段平滑的斜冰坡的中部将冰块以8m／s的初速度沿斜坡向上打出，设冰块与冰面间的摩擦不计，冰块在斜坡上的运动加速度恒为2m／s2．　　求：（设斜坡足够长）　　（1）冰块在5s时的速度．　　（2）冰块在10s时的位移．　　思路：冰块先向上做匀减速直线运动，到速度减为零后又立即向下做匀加速运动，可以分段思考，由于上下的加速度大小、方向均不变，因此也可以全程考虑，这样处理更简便，也更能反映物体

7、的运动本质，位移、速度、加速度的矢量性体现的更充分．　　解析：（1）画出简单的情景图，设出发点为O，上升到的最高点为A，设沿斜坡向上为运动量的正方向，由题意可知v0＝8m／s，a＝－2m／s2，t1＝5s，t2＝10s　　根据公式vt＝v0＋at　　可得第5s时冰块的速度为　　v1＝[8＋（－2）×5]m／s＝－2m／s　　负号表示冰块已从其最高点返回，5s时速度大小为2m／s．　　　　图3—5　　（2）再根据公式　　可得第10s时的位移s＝[8×10＋×（－2）×102]m＝－20m　　负号表示冰块已越过其

8、出发点，继续向下方运动，10s时已在出发点下方20m处．思路分析　　匀变速直线运动的规律是高中阶段运动学的重点，它本身是一维的，但为今后处理二维、三维运动奠定了基础．　　这部分教材的安排是：　　（1）通过分析一辆小车的加速度在启动过程中的加速度恒定，给出匀加速、匀减速直线运动的概念，明确加速度与速度方向的关系是定义加速、减速的关键．　　（2）通过公式变形及速度图象达到对速度公式的理解，本节特别突出了