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时间:2018-12-17
《高中物理匀变速直线运动的规律知识探讨 鲁科版 必修1》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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
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