(2021新人教版)高中物理必修第一册第二章 《匀变速直线运动的研究》课后习题讲解ppt课件.ppt
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1、2.2匀变速直线运动的速度匀变速直线运动的速度 与时间的关系与时间的关系 课后习题讲解 1、列车原来的速度是、列车原来的速度是 36 km/h,在一段下坡路上加速度为,在一段下坡路上加速度为 0.2 m/s2。 列车行驶到列车行驶到 下坡路末端时,速度增加到下坡路末端时,速度增加到54 km/h。求列车通过这段下坡路所用的时间。求列车通过这段下坡路所用的时间。 列车速度由列车速度由 36 km/h增加到增加到 54 km/h说明在做匀加速度运动,说明在做匀加速度运动, 图像大致如图所示:图像大致如图所示: 解:解: 由已知得初速度由已知得初速度 末速度末速度 加速度加速度a=0.2 m/s2恒
2、定不变,且为正值。恒定不变,且为正值。 由公式由公式v=v0+at 代入数据得:代入数据得:15m/s=10m/s+0.2m/s2t 算得算得t=25s sm s m hkmv/10 6060 100036 /36 0 sm s m hkmv/15 6060 100054 /54 解:解: 2、以、以 72 km/h的速度行驶的列车在驶近一座石拱桥时做匀减速直线运动,加的速度行驶的列车在驶近一座石拱桥时做匀减速直线运动,加 速度的大小是速度的大小是 0.1 m/s2,列车减速行驶,列车减速行驶2 min后的速度是多少?后的速度是多少? 列车列车做匀减速度运动,图像大致如图做匀减速度运动,图像大
3、致如图 所示:所示: 由已知得初速度由已知得初速度 sm s m hkmv/20 6060 100072 /72 0 由公式由公式v=v0+at,当末速度当末速度a=0时刹时刹 车停止,此时的加速度为负值。车停止,此时的加速度为负值。 代入得:代入得:0=20m/s+( 0.1 m/s2)t 算得算得t=200s,大于大于2 min。 故故2 min后的速度为:后的速度为: v=v0+at=20m/s+( 0.1 m/s2)120s=8m/s。 解:解: 3、2015年年12月月14日,嫦娥三号登月探测器平稳落月,中国首次地外天体软日,嫦娥三号登月探测器平稳落月,中国首次地外天体软 着陆成功。
4、当它靠近月球后,先悬停在月面上方一定高度,之后关闭发动机,着陆成功。当它靠近月球后,先悬停在月面上方一定高度,之后关闭发动机, 以以 1.6 m/s的加速度下落,经过的加速度下落,经过2.25s到达月面,此时探测器的速度是多少?到达月面,此时探测器的速度是多少? 软着陆软着陆 指的是到达月面的时候速度刚指的是到达月面的时候速度刚 好为好为0,所以飞船实际上做减速运动,末,所以飞船实际上做减速运动,末 速度为速度为0,加速度为负值:,加速度为负值: 由公式由公式v=v0+at 代入数据得:代入数据得:0=v0+( 1.6)m/s22.25s 算得:算得:v0=3.6m/s 4、一个物体沿着直线运
5、动,其一个物体沿着直线运动,其v-t图像如图所示。图像如图所示。 (1)它在)它在1s末、末、4s末、末、7s末三个时刻的速度,哪个最大?哪个最小?末三个时刻的速度,哪个最大?哪个最小? (2)它在)它在1s末、末、4s末、末、7s末三个时刻的速度方向是否相同末三个时刻的速度方向是否相同? (3)它在)它在1s末、末、4s末、末、7s末三个时刻的加速度,哪个最大?哪个最小?末三个时刻的加速度,哪个最大?哪个最小? (4)它在)它在1s末和末和7s末的加速度方向是否相同末的加速度方向是否相同? 解:解: v-t图象中图象上的每一点图象中图象上的每一点 表示物体的速度,图象的斜率表示物体的速度,图
6、象的斜率 表示加速度;图象与时间轴围表示加速度;图象与时间轴围 成的图象面积表示位移。成的图象面积表示位移。 (1)它在)它在1s末、末、4s末、末、7s末三个末三个 时刻的速度分别为时刻的速度分别为1.5m/s、2m/s和和 1m/s; 故故4s末速度最大,末速度最大,7s末的速度最小。末的速度最小。 匀速匀速 匀匀 加加 速速 匀减速匀减速 匀速匀速 匀匀 加加 速速 匀减速匀减速 (2)三个时刻的速度均沿正)三个时刻的速度均沿正 方向,故方向相同;方向,故方向相同; (3)图象的斜率表示加速度,)图象的斜率表示加速度, 则图可知,则图可知,7s末的加速度最末的加速度最 大,大,4s末的加
7、速度最小;末的加速度最小; v t 2 1 /5 . 0 02 /1/2 sm ss smsm t v a 匀加速: 0 2 a匀速: 2 3 /1 68 /2/0 sm ss smsm t v a 匀加速: ) v t )、 、 (4)1s末的加速度沿正方向,末的加速度沿正方向,7s末的末的 加速度沿反方向;故二者方向不相同。加速度沿反方向;故二者方向不相同。 2.3匀变速直线运动的位匀变速直线运动的位 移与时间的关系移与时间的关系 课后习题讲解 1、以以36 km/h的速度行驶的列车开始下坡,在坡路上的加速度等的速度行驶的列车开始下坡,在坡路上的加速度等 于于0.2 m/s2,经过,经过3
8、0 s到达坡底。求坡路的长度和列车到达坡底时到达坡底。求坡路的长度和列车到达坡底时 的速度。的速度。 解:解: 运动学问题,首先要熟记那三条公式,然后知三求运动学问题,首先要熟记那三条公式,然后知三求 二即可。二即可。 火车走下坡路,说明加速是正值,火车走下坡路,说明加速是正值, 则火车的初速度则火车的初速度v0=36 km/h s m 6060 100036 =10m/s (1)求坡路的长度,根据位移公式,得)求坡路的长度,根据位移公式,得 2 0 2 1 attvx 代入数据代入数据 22 )30(/2 . 0 2 1 10/10ssmssmx 解得解得x=390m (2)求坡底的速度,则
9、是末速度,根据速度公式,)求坡底的速度,则是末速度,根据速度公式, 得得v=v0+at 代入数据代入数据v=10m/s+0.2m/s230s 解得解得v=16m/s 2、以以18 m/s的速度行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,在的速度行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,在3s 内前进内前进36 m。求汽车的加速度及制动后求汽车的加速度及制动后5s内发生的位移。内发生的位移。 解:解:匀减速运动,加速度为负值,代入数据时要注意匀减速运动,加速度为负值,代入数据时要注意 以及刹车停止时间。以及刹车停止时间。 根据题意初速度根据题意初速度v0=18 m/s,t1=3s,t2=5s,位移位移x=36
10、 m。 (1)根据位移公式,得)根据位移公式,得 2 0 2 1 attvx 代入数据代入数据 2 )3( 2 1 3/1836sassmm 解得解得a=-4m/s2 (2)设刹车时间为)设刹车时间为t3,此时末速度,此时末速度v=0, 则根据速度公式,得则根据速度公式,得v=v0+at 代入数据代入数据0=18m/s+(-4m/s2)t3 解得解得t3=4.5s 在在4.5s时汽车已经停止,所以时汽车已经停止,所以t2=5s内发生的位移内发生的位移 等于等于t3=4.5s内发生的位移,内发生的位移, 根据位移公式,得根据位移公式,得 2 0 2 1 attvx 代入数据代入数据 22 )5
11、. 4()/4( 2 1 5 . 4/18ssmssmx 解得解得x=40.5m。 3、速度、加速度的测量通常比位移的测量要复杂些,而有的时候我们只需比较、速度、加速度的测量通常比位移的测量要复杂些,而有的时候我们只需比较 两个物体运动的加速度大小,并不需要知道加速度的具体数值。例如,比较两两个物体运动的加速度大小,并不需要知道加速度的具体数值。例如,比较两 辆汽车的加速性能就是这样。如果已知两个物体在相同时间内从静止开始匀加辆汽车的加速性能就是这样。如果已知两个物体在相同时间内从静止开始匀加 速直线运动的位移之比,怎样根据运动学的规律求出它们的加速度之比?速直线运动的位移之比,怎样根据运动学
12、的规律求出它们的加速度之比? 解:解:两物体都是由静止开始,则初速度两物体都是由静止开始,则初速度v0=0, 根据位移公式,得根据位移公式,得 2 2 1 atx 时间时间t相同,加速度之比等于位移之比,即相同,加速度之比等于位移之比,即 2 1 2 1 x x a a 4、滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的,、滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的, 跑道尾段略微向上翘起。飞机在尾段翘起跑道上的运动虽然会使加速度略有减小,跑道尾段略微向上翘起。飞机在尾段翘起跑道上的运动虽然会使加速度略有减小, 但能使飞机具有斜向上的速度,有利于飞机的起
13、飞。假设某飞机滑跃式起飞过程但能使飞机具有斜向上的速度,有利于飞机的起飞。假设某飞机滑跃式起飞过程 是两段连续的匀加速直线运动,前一段的加速度为是两段连续的匀加速直线运动,前一段的加速度为7.8 m/s2,位移为,位移为180m,后一,后一 段的加速度为段的加速度为5.2 m/s2,路程为,路程为15 m,求飞机离舰时的速度有多大?,求飞机离舰时的速度有多大? 解:如图把飞机的运动过程分为两个解:如图把飞机的运动过程分为两个 阶段,每个阶段都是做匀加速直线运阶段,每个阶段都是做匀加速直线运 动。其中动。其中M点的速度既是第一阶段的点的速度既是第一阶段的 末速度又是下一阶段的初速度。末速度又是下
14、一阶段的初速度。 由题意可知第一阶段的的初速度为由题意可知第一阶段的的初速度为0,a1=7.8 m/s2, x1=180m,a2=5.2 m/s2,x2=15m。就是没有知道时间就是没有知道时间 所以考虑用速度位移公式所以考虑用速度位移公式axvv2 2 0 2 第一阶段:第一阶段: 11 2 20 xavM 第二阶段:第二阶段: 22 22 2xavv M 联立消去联立消去 2 M v得:得: 1122 2 22xaxav 代入数据代入数据 msmmsmv180/8 . 7215/2 . 52 222 解得解得v=54.44m/s 5、神舟五号载人飞船的返回舱距地面、神舟五号载人飞船的返回舱
15、距地面10 km时开始启动降落伞装置,速度减至时开始启动降落伞装置,速度减至10 m/s,并以这个速度在大气中降落。在距地面,并以这个速度在大气中降落。在距地面1.2 m时,返回舱的四台缓冲发动机时,返回舱的四台缓冲发动机 开始向下喷气,舱体再次减速。设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动,并开始向下喷气,舱体再次减速。设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动,并 且到达地面时恰好速度为且到达地面时恰好速度为0,求最后减速阶段的加速度。,求最后减速阶段的加速度。 解:如图把飞船的运动过程分为两个阶段,解:如图把飞船的运动过程分为两个阶段, 每个阶段都是做匀减速直线运动,加速度每个阶段都是做匀减速
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