高一直线运动规律及其应用
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高一物理《匀变速直线运动规律的应用》教案一、教学目标1.了解匀变速直线运动的规律和公式;2.掌握匀变速直线运动的计算方法;3.能够应用匀变速直线运动的规律解决相关问题。
二、教学内容1.匀变速直线运动的基本概念;2.匀变速直线运动的规律和公式;3.匀变速直线运动的计算方法;4.匀变速直线运动的应用。
三、教学步骤步骤一:导入新知1.引入匀变速直线运动的概念,与学生一起回顾匀速直线运动的规律和公式,并对比二者的区别;2.引导学生思考匀变速直线运动的特点和规律。
步骤二:讲解匀变速直线运动的规律和公式1.教师通过示意图和实例,讲解匀变速直线运动的规律和公式;2.引导学生理解速度和时间的关系,加速度和时间的关系,以及位移和时间的关系。
步骤三:计算匀变速直线运动问题1.引导学生根据所给条件,利用匀变速直线运动的规律和公式,计算相关问题;2.教师和学生一起解答示例题,确保学生掌握计算方法。
步骤四:讨论匀变速直线运动的应用1.引导学生思考匀变速直线运动在现实生活中的应用,并列举相关例子;2.讨论匀变速直线运动的应用对日常生活和工程实践的影响。
步骤五:总结与拓展1.学生观看一段匀变速直线运动的视频,并进行讨论;2.教师对本节课的内容进行总结,并与学生一起拓展匀变速直线运动的相关知识。
四、教学手段1.多媒体教学工具:使用投影仪展示示意图和实例;2.实物演示:使用小车和直线轨道进行匀变速直线运动的模拟。
五、教学评估1.课堂练习:教师布置练习题,检验学生对匀变速直线运动规律和计算方法的掌握程度;2.教学反馈:教师与学生进行互动交流,了解学生对本节课内容的理解情况。
六、板书设计高一物理《匀变速直线运动规律的应用》教案一、教学目标1. 了解匀变速直线运动的规律和公式2. 掌握匀变速直线运动的计算方法3. 能够应用匀变速直线运动的规律解决相关问题二、教学内容1. 匀变速直线运动的基本概念2. 匀变速直线运动的规律和公式3. 匀变速直线运动的计算方法4. 匀变速直线运动的应用三、教学步骤1. 导入新知2. 讲解匀变速直线运动的规律和公式3. 计算匀变速直线运动问题4. 讨论匀变速直线运动的应用5. 总结与拓展四、教学手段- 多媒体教学工具- 实物演示五、教学评估- 课堂练习- 教学反馈七、教学延伸1.学生可以自主选择一个匀变速直线运动的实例,进行详细研究,并撰写实验报告;2.学生可以利用计算机编写一个匀变速直线运动的模拟程序,通过调整参数观察运动的变化。
高一物理~必修一匀变速直线运动知识点归纳一、【概念及公式】沿着一条直线,且加速度方向与速度方向平行的运动,叫做匀变速直线运动。
如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。
如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动。
若速度方向与加速度方向同向(即同号),则是加速运动;若速度方向与加速度方向相反(即异号),则是减速运动。
速度无变化(a=0时),若初速度等于瞬时速度,且速度不改变,不增加也不减少,则运动状态为,匀速直线运动;若速度为0,则运动状态为静止。
基本公式:匀速直线运动的速度和时间公式为:v(t)=v(0)+at匀速直线运动的位移和时间公式为:s=v(0)t+1/2at^2匀速直线运动的位移和速度公式为:v(t)^2-v(0)^2=2as其中a为加速度,v(0)为初速度,v(t)为t秒时的速度s(t)为t秒时的位移条件:物体作匀变速直线运动须同时符合下述两条:1、受恒外力作用2、合外力与初速度在同一直线上。
二、【规律】位移公式推导:由于匀变速直线运动的速度是均匀变化的,故平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度。
匀变速直线运动的路程s=平均速度*时间,故s=[(v0+v)/2]*t利用速度公式v=v0+at,得s=[(v0+v0+at)/2]*t=[v0+at/2]*t=v0*t+1/2at^2平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度△X=aT^2(△X代表相邻相等时间段内位移差,T代表相邻相等时间段的时间长度)X为位移V为末速度Vo为初速度三、【初速度为零的匀变速直线运动的比例关系】基本比例关系①第1秒末、第2秒末、……、第n秒末的速度之比V1:V2:V3……:Vn=1:2:3:……:n。
②前1秒内、前2秒内、……、前n秒内的位移之比s1:s2:s3:……sn=1:4:9……:n^2。
③第1个t内、第2个t内、……、第n个t内(相同时间内)的位移之比xⅠ:xⅡ:xⅢ……:xn=1:3:5:……:(2n-1)。
1、定义:在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动2、匀变速直线运动的基本规律(1)任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量(2)某段时间内时间中点瞬时速度等于这段时间内的平均速度4、初速度为零的匀加速直线运动的比例式(2)初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论①1T末,2T末,3T末……瞬时速度之比为:v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n②1T内,2T内,3T内……位移之比为:x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)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∶4∶9∶……∶n2④通过连续相等的位移所用时间之比为:易错现象:1、在一系列的公式中,不注意的v、a正、负。
2、纸带的处理,是这部分的重点和难点,也是易错问题。
3、滥用初速度为零的匀加速直线运动的特殊公式。
高一物理必修一知识点总结:自由落体运动,竖直上抛运动1、自由落体运动:只在重力作用下由静止开始的下落运动,因为忽略了空气的阻力,所以是一种理想的运动,是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
2、自由落体运动规律3、竖直上抛运动:可以看作是初速度为v0,加速度方向与v0方向相反,大小等于的g 的匀减速直线运动,可以把它分为向上和向下两个过程来处理。
(2)竖直上抛运动的对称性物体以初速度v0竖直上抛,A、B为途中的任意两点,C为点,则:(1)时间对称性物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等,同理tAB=tBA.(2)速度对称性物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等.[关键一点]在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解.易错现象1、忽略自由落体运动必须同时具备仅受重力和初速度为零2、忽略竖直上抛运动中的多解3、小球或杆过某一位置或圆筒的问题。
高一物理直线运动规律及追及问题专题知识要点1. 直线运动规律:(1)速度公式: ①(2)位移公式: ②(3)不含时间的位移和速度关系: ③(4)平均速度公式:(5)连续相等时间内位移之差:2. 追及问题:思路一:利用速度相等时相距最近或最远求解。
思路二:建立位移关系表达式求解。
(1) 有解可解出时间,注意符合实际情况。
(2) 无解说明追不上或不相撞,可根据数学知识求最近或最远距离。
巩固练习1. 下列关于所描述的运动中,可能的是( )A .速度变化很大,加速度很小B .速度变化的方向为正,加速度方向为负C .速度变化越来越快,加速度越来越小D .速度越来越大,加速度越来越小2. 一个物体在做初速度为零的匀加速直线运动,已知它在第一个△t 时间内的位移为s ,若 △t 未知,则可求出( ) A . 第一个△t 时间内的平均速度 B . 第n 个△t 时间内的位移C . n △t 时间的位移D . 物体的加速度 3. 一物体在A 、B 两点的正中间由静止开始运动(不会超越A 、B ),其加速度随时间变化如图所示。
设向A 的加速度为为正方向,若从出发开始计时,则物体的运动情况是( )A. 先向A ,后向B ,再向A ,又向B ,4秒末静止在原处B. 先向A ,后向B ,再向A ,又向B ,4秒末静止在偏向A 的某点C. 先向A ,后向B ,再向A ,又向B ,4秒末静止在偏向B 的某点D. 一直向A 运动,4秒末静止在偏向A 的某点4. 汽车原来以速度v 匀速行驶,刹车后加速度大小为a,做匀减速运动,则t秒后其位-0移为( )A .221at vt -B .av 22C .221at vt +-D .无法确定 5. 汽车甲沿着平直的公路以速度v 0做匀速直线运动,当它路过某处的同时,该处有一辆汽车乙开始做初速度为零的匀加速运动去追赶甲车,根据上述的已知条件( )A. 可求出乙车追上甲车时乙车的速度B. 可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程C. 可求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间D. 不能求出上述三者中任何一个6. 在轻绳的两端各栓一个小球,一人用手拿者上端的小球站在3层楼阳台上,放手后让小球自由下落,两小球相继落地的时间差为T ,如果站在4层楼的阳台上,同样放手让小球自由下落,则两小球相继落地时间差将( )A .不变B .变大C .变小D .无法判断7. 摩托车在平直公路上从静止开始起动,a 1=1.6m/s2,稍后匀速运动,然后减速,a 2=6.4m/s2,直到停止,共历时130s ,行程1600m 。
学科物理年级高一上课日期学案主题直线运动规律及其应用授课时段教学目标教法复习课:讲解法、练习法个性化学习问题解决复习、巩固基础知识、讲授重难点知识、拓展拔高重点难点1、重点:2、难点:教学过程一、匀变速直线运动的基本公式匀变速直线运动的加速度a是恒定的. 反之也成立. 加速度方向与初速度方向相同的匀变速直线运运称为匀加速直线运动; 加速度的方向与初速度方向相反叫匀减速直线运动.如果以初速度v0的方向为正方向,则在匀减速直线运动中,加速度应加一负号表示。
2. 基本规律: (公式)(1)速度公式: v t= v0 + a t 或:a =tvvt0-. (图象为一直线,纵轴截距等于初速度大小)(2)位移公式: s = v0t +21at2注:在v-t图象中,由v-t 直线与两坐标轴所围的面积等于质点在时间t内运动的位移(3). 推论: asvvt222=-(3)平均速度:2vvv t+== S / t (前一式子只适用于匀变速直线运动,它是指平均速度,不是速度的平均值;后一式子对任何变速运动均适用。
说明: 以上各矢量均自带符号,与正方向相同时取正,相反取负.在牵涉各量有不同方向时,一定要先规定正方向. 如果物体做匀加速直线运动时加速度取正值的话,则匀减速直线运动时加速度就取负值代入公式运算. 对做匀减速直线运动的情况,一般要先判断物体经历多少时间停止下来,然后才能进行有关计算.否则可能解出的结果不符合题意.例如,一个质点先以加速度a1从静止开始做匀加速直线运动,经时间t ,突然加速度变为反方向,且大小也发生改变,再经相同时间,质点恰好回到原出发点。
试分析两段时间内的加速度大小关系,以及两段时间的末速度大小关系。
例1.一颗子弹水平射入静止在光滑水平面上的木块中. 已知子弹的初速度为v0 , 射入木块深度为L后与木块相对静止,以共同速度v 运动,求子弹从进入木块到与木块相对静止的过程中,木块滑行的距离.例2. 一列火车从静止开始做匀加速直线运动, 一个人站在第1节车厢的前头观察,第1节车厢通过他用了1s ,全部列车通过他用了6s钟, 则这列火车共有多少节车厢?例3. 两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度为v0 .若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住后,后车以前车刹车时的加速度开始刹车. 已知前车在刹车过程中行驶的距离为s ,若要保证两车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少为:A. s ;B. 2s ;C. 3s ; D 4s .例4. 羚羊从静止开始奔跑,经过50m距离加速到最大速度25m/s,并能维持一段较长时间;猎豹从静止开始奔跑经过60m的距离能加速到最大速度30m/s,以后只能维持这个速度4.0s.设猎豹距离羚羊x m时开始攻击,羚羊在猎豹开始攻击后1.0s才开始奔跑,假定羚羊和猎豹加速阶段分别做匀加速运动,且均沿同一直线索奔跑.求:⑴猎豹要在其最大速度减速前追到羚羊,x值应在什么范围? ⑵猎豹要在其加速阶段追上羚羊, x值应在什么范围?例5 天文观察表明: 几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动,离我们越远的星体,背离我们的速度(称为退行速度)越大; 也就是说,宇宙在膨胀,不同的星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比,即: v = H r.式中的H为常数,称为哈勃常数, 已由天文观测测定. 为解释上述现象,有人提出一种理论认为宇宙是从一个爆炸的火球开始形成的. 假设爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位其中心. 则速度越大的星体现在离我们越远.这一结果与上述天文观测一致.由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄T , 其计算式为T = _________. 根据近期观测,哈勃常数H =3×10-2米/秒•光年.其中光年是光在一年中进行的距离,由此估算宇宙年龄为_______年.例6.(追击问题中的极值问题)一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶,恰在这时一辆自行车以6m/s的速匀速驶来,从后边赶过汽车.试求:(1)汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车最远? 最远距离是多少? 此时汽车的速度是多大?(2)什么时候汽车追上自行车, 此时汽车的速度是多少例7.(临界法)火车以速度v1在轨道上向前匀速行驶,司机突然发现前方同轨道上相距s处另一列火车正以较小的速度v2匀速行驶且并未发现自已的火车.司机即以某一加速度紧急刹车.为使两车避免相撞, 加速度a应满足什么条件?二、匀变速直线运动的三个推论(普适性)1.任意两个连续相等时间间隔(T)内的位移之差为一恒量.即:S2-S1 = S3-S2 = S4-S3 = ……= S N-S N-1 = aT22.在一段时间的中间时刻的瞬时速度v t/2 = ( v0 + v t )/ 2 = s/ t3. 做匀变速直线运动的质点经时间通过位移为s, 则中间时刻的瞬时速度总小于位移中点的瞬时速度.不论是匀加速还是匀减速直线运动. 即v t /2 < v s/2三、 初速度为零的匀加速直线运动的特点1. 1T 末, 2T 末, 3T 末, … n T 末瞬时速度之比为:v 1 ∶v 2∶ v 3 ∶…:∶v n = 1∶2 ∶3 ∶… ∶n .(2) 1T 内, 2T 内, 3T 内, … n T 内位移之比为:s 1 ∶s 2 ∶ s 3 ∶… ∶s n = 12 ∶ 22 ∶32∶…∶n 2 .(3). 第一个T 内, 第二个T 内, 第三个T 内, …, 第n 个T 内位移之比为.S 1 ∶s 2∶s 3∶… = 1∶3∶5 ∶… ∶(2n -1).(4). 通过连续相等的位移所用的时间之比为:t 1 ∶t 2 ∶t 3 ∶ … ∶ t n = 1∶:)23(:)12--… ∶ (1--n n ).例8. 一物体从斜面上某点由静止开始做匀加速直线运动,经过3秒后到达斜面底端,并开始在水平地面上做匀减速直线运动,又经9秒停止. 则物体在斜面上的位移与在水平地面上的位移之比是: A. 1∶1; B. 1∶2 ; C. 1 ∶3 ; D. 3∶1 .例9. 三块完全相同的木块固定在地板上. 一初速度为v 0的子弹水平射穿第三块木板后速度恰好为零. 设子弹在三块木板中的加速度相同,求子弹分别通过三块木板的时间之比.例10. 一质点由A 点出发沿直线AB 运动,行程的第一部分是加速度为a 1的匀加速运动,接着做加速度为a 2的匀减速运动,到达B 点时恰好速度减为零. 若AB 间总长度为S ,试求质点从A 到B 所用的时间 t.例11. 某人骑自行车以.4m/s 的速度匀速前进, 某时刻在他前面7m 处以10m/s 的速度同向行驶的汽车开始关闭发动机,而以2m/s 2的加速度匀减速前进,此人需多长时间才能追上汽车?例12. 摩托车从静止开始以a 1 =1.6m/s 2的加速度沿直线匀加速行驶,中途做了一段匀速运动,后以a 2 = 6.4m/s 2的加速度做匀减速运动,直到停止,一共经历了130s ,总位移是1.6 ×103m. 求:(1) 摩托车的最大速度? (2) 在起动和减速的加速度跟(1)相同的条件下, 摩托车在这段位移中如何运动所需时间最短,且此种情况的最大速度?四、 自由落体运动和竖直上抛运动1、自由落体运动的条件: ① 初速度为零; ② 只受重力作用.( 平时物体在空中向下运动,如果空气阻力跟物体所受的重力相比可忽略时,可视为自由落体运动.)自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动.在地面附近取 g =9.8 m/s 2.自由落体运动公式: v t = gt , h =g 21t 2 , 2t v = 2 gh . 例1. 物体自某高度自由下落,最后1s 内下落的高度是总高度的7/16, 取重力加速度 g =9.8m/s 2, 求物体下落的总高度和总时间,例2. 物体自A 点自由下落,经过B 点到达C 点,已知物体经过B 点时的速度是到达C 点时速度的3/5, BC 间距离为8m ,求AB 间距离和到达C 点时的速度.2. 竖直上抛运动.(1).物体做竖直上抛运动的条件: ①物体具有竖直向上的初速度; ② 物体只受重力作用.(2) 竖直上抛运动规律:① 上升过程: 物体做匀减速直线运动, 当末速度v =0时,物体到达最高点.以向上为正方向,则v t = v 0-gt h = v 0t - g t 2 /2 ; v t 2-v 02 = -2gh ( h 为以抛出点为起点的位移.)② 下降过程: 物体做自由落体运动.③. 几个重要的物理量: 最大高度 H = v 02 /2g 总时间 t =2v 0/ g. ④ 两个重要关系: t 上 = t 下= v 0/g .(时间的对称性).在抛出点上方任一位置A: 上升速度与下落速度等值反向 v A = -v A ˊ⑤ 表达式 h = v 0 t -221gt 中h 的符号规定: 在抛出点上方时h 取正, 在抛出点下方取负.在抛出点上方时, 同一个h 对应两个t 的值.在抛出点下方. 则只有一个t 的值.五、本章常用的解题方法有:逐差法、图象法、极限分析法,对称原理、相对运动观点、相似大角形性质、自由弦的等时性、整体法、逆向思维法。
例3.(整体法) 气球上系一重物,以4m/s 的速度匀速上升,当离地面高9m 时绳子断了,求: ①重物经过多长间落回地面? ②重物落地时的速度多大? 取g =10m/s 2例4.(相对运动观点) 如图所示. A, B 两棒长度均为1m, A 悬挂于高处. B竖直立于A 下面的地面上,A 的下端和B 的上端相距20m , A 做自由落体运动, B同时以初速度40m/s , 竖直上抛,在运动过程中两棒都保持竖直,问: ① 两棒何时开始相遇(不相碰); ② 从相遇到分离历时多少? 取 g=10m/s 2.练习:(相对运动) 1. 有一台电梯的天花板与底板间的距离为2.5m ,它从静止开始以加速度a =10 m/s 2竖直向上加速度运动, 同时天花板上有一颗螺丝钉从脱落到底板上共需多长时间? ( g =10m/s 2 )2.从离地H 高处自由下落一个小球, 同时在地面上正对着这个小球以初速度v 0竖直上抛出另一个小球, 要使两球在离地2H/ 3 处相遇, 第二个小球的初速度v 0应为多大? .3. (1999年全国高考题) (理想模型)一跳水运动员从离地面10m 高的平台上向上跳起,举双臂直体离开台面,此时重心位于从手到脚全长的中心,跃起后重心升高0.45m 达到最高点, 落水时身体竖直, 手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),从离开跳台到手触水面, 他可用于完成空中动作的时间是______s ,(计算时, 可以把运动员看作全部质点集中在重心的一个质点, g取10m/s2 ,结果只保留两位有效数字.4. 有若干相同的小钢球,从斜面上的某一位置每隔0.1s无初速地释放一颗, 在连续释放若干颗钢球后,对准斜面上正在滚动的若干小球拍摄到如右图所示的照片,测得AB =15cm , BC =20cm. 求: (逐差法)①拍摄照片时B球的速度; ②A球上面还有几颗正在滚动的小钢球.5. 某种类型的飞机起飞时,从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为4m/s2, 飞机速度达到80m/s时离开地面升空.如果在飞机达到起飞速度时,突然接到命令停止起飞,飞行员立即使飞机紧急制动,飞机做匀减速运动, 加速度的大小为5. 0m/s2 , 请你为该类型飞机设计一条跑道,使在这种特殊的情况下飞机停止起飞而不滑出跑道, 你设计的跑道长度至少多长?(临界法)6. 做匀变速直线运动的物体,在第1s内的平均速度比在第2s内的平均速度大2 m/s, 而位移小4m ,求物体运动的初速度和加速度各是多大?7. 石块A自塔顶落下L (m)时, 石块B自塔顶下方n(m)处自由落下, 两石块同时落地, 则塔高为A. L + n ; B .(L+n)2/4L ; C. L2/ 4(L+n); D. (L+n)2 / (L-n).(分层表达,综合处理)8.某人在高层楼房的阳台外侧上方以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块, 石块运动到离抛出点15m处所经历的时间可以是: (分类讨论与整体法)A. 1 s ;B. 2s ;C. 3s ;D. (7+2)s .9.在正常情况下, 火车以54km/h 的速度匀速开过一个小站。