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1、2022年高考物理知識要點總結 勻變速直線運動規(guī)律教案
1、勻變速直線運動、加速度
本節(jié)開始學習勻變速直線運動及其規(guī)律,能夠正確理解加速度是學好勻變速直線運動的基礎和關鍵,因此學習中要特別注意對加速度概念的深入理解。
(1)沿直線運動的物體,如果在任何相等的時間內(nèi)物體運動速度的變化都相等,物質的運動叫勻變速直線運動。勻變速直線運動是變速運動中最基本、最簡單的一種,應該指示:常見的許多變速運動實際上并不是勻變速運動,可是不少變速運動很接近于勻變速運動,可以當作勻速運動處理,所以勻變速直線運動也是一種理想化模型。
(2)加速度是指描述物質速度變化快慢而引入的一個重要物理量,對于作勻變
2、速直線運動的物體,速度的變化量△v與所用時間的比值,叫做勻變速直線運動的加速度,即: 。
加速度是矢量,加速度的方向與速度變化的方向是相同的,對于作直線運動的物體,在確定運動為正方向的條件下,可以用正負號表示加速度的方向,如vt > v0,a為正,如vt < v0,a為負。前者為加速,后者為減速。
依據(jù)勻變速直線運動的定義可知,作勻變速直線運動物體的加速度是恒定不變的。即a = 恒量。
(3)在學習加速度的概念時,要正確區(qū)分速度、速度變化量及速度變化率。其中速度v是反映物體運動快慢的物理量。而速度變化量△v = v2-v1,是反映物體速度變化大小和方向的物理量。速度變化量△v也是矢
3、量,在加速直線運動中,速度變化量的方向與物體速度方向相同,在減速直線運動中,速度變化量的方向與物體速度方向相反。加速度就是速度變化率,它反映了物體運動速度隨時間變化的快慢。勻變速直線運動中,物體的加速度在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)物體運動速度的變化量。
所以物體運動的速度、速度變化量及加速度都是矢量,但它們確實從不同方面反映了物體運動情況。
例如:關于速度和加速度的關系,以下說法正確的是:
A.物體的加速度為零時,其加速度必為零
B.物體的加速度為零時,其運動速度不一定為零
C.運動中物體速度變化越大,則其加速度也越大
D.物體的加速度越小,則物體速度變化也越慢
要知道
4、物體運動的加速度與速度之間并沒有直接的關系。物體的速度為零時加速度可以不為零,如拿在手中的物體在松開手釋放它的瞬時就是這種情況;物體的加速度為零時,其速度可以不為零,作勻速直線運動的物體就具有這個特點。加速度是反映速度變化快慢的物理量,由加速度的定義可知,速度的變化量△v = a·t,即速度變化量△v與加速度a及時間t兩個因素有關。因此加速度小的物體其速度變化不一定小,而加速度的物體其速度變化不一定就大。由以上分析可知正確的是B選項。
應該注意的是:加速度的大小描述的是速度變化快慢,而不是速度變化的多少,即:。如果只知道速度變化的多少,而不知道是在多長時間內(nèi)發(fā)生的這一變化。我們就無法判斷它
5、的速度變化是快還是慢。比如速度變化很大的物體,如果發(fā)生這一變化所用的時間很長,加速度可以很小,相反,速度變化雖然較小,但是發(fā)生這一變化所用的時間確實很短,加速度都可以很大。
2、勻變速直線運動的速度及速度時間圖象
可由,即勻變速直線運動的速度公式,如知道t = 0時初速度v0和加速度大小和方向就可知道任意時刻的速度。應指示,v0 = 0時,vt = at(勻加),若,勻加速直線運動,勻減速直線運動vt = v0-at,這里a是取絕對值代入公式即可求出勻變速直線運動的速度。
勻變速直線運動速度——時間圖象,是高中學習以來第二次用圖象來描述物體的運動規(guī)律,內(nèi)勻變速直線運動速度公
6、式:vt = v0 + at,從數(shù)學角度可知vt是時間t的一次函數(shù),所以勻變速直線運動的速度——時間圖象是一條直線[即當已知:v0 = 0(或)a的大小給出不同時間求出對應的vt就可畫出。]從如右圖圖象可知:各圖線的物理意義。圖象中直線①過原點直線是v0 = 0,勻加速直線運動,圖象中直線②是,勻加速直線運動。圖象③是勻減速直線運動。速度圖象中圖線的斜率等于物體的加速度,以直線②分析,tga,斜率為正值,表示加速度為正,由直線③可知△v = v2-v1 < 0,斜率為負值,表示a為負,由此可知在同一坐標平面上,斜率的絕對值越大。回憶在勻速直線運動的位移圖象中其直線的斜率是速度絕對值,通過對比,
7、加深對不同性質運動的理解做到溫故知新。
當然還可以從圖象中確定任意時刻的即時速度,也可以求出達到某速度所需的時間。至于勻變速直線運動的位移,平均速度以及時間一半時的即時速度在圖象上的體現(xiàn)下邊接著講述。
3、勻變速直線運動的位移
由勻速運動的位移S = vt,可以用速度圖線和橫軸之間的面積求出來。如右圖中AP為一個勻變速運動物體的速度圖線,為求得在t時間內(nèi)的位移,可將時間軸劃分為許多很小的時間間隔,設想物體在每一時間間隔內(nèi)都做勻速運動,雖然每一段時間間隔內(nèi)的速度值是不同的,但每一段時間間隔ti與其對應的平均速度vi的乘積Si = viti近似等于這段時間間隔內(nèi)勻變速直線運動
8、的位移,因為當時間分隔足夠小時,間隔的階梯線就趨近于物體的速度線AP階梯線與橫軸間的面積,也就更趨近于速度圖線與橫軸的面積,這樣我們可得出結論:勻變速直線運動的位移可以用速度圖線和橫軸之間的面積來表示,此結論不僅對勻變速運動,對一般變速運動也還是適用的。
由此可知:所求勻變直線運動物體在時間t內(nèi)的位移如下圖中APQ梯形的面積“S” = 長方形ADQO的面積 + 三角形APO的面積,
所以位移,當v0 = 0時,位移 ,由此還可知梯形的中位線BC就是時間一半(中間時刻)時的即時速度,也是(首末速度的平均),也是這段時間的平均速度,因此均變速直線運動的位移還可表示為:,此套公式在解勻變
9、速直線運動問題中有時更加方便簡捷。還應指出,在勻變速直線運動中,用如上所述的速度圖象有時比上述的代數(shù)式還更加方便簡捷(后邊有例題說明)。
勻變速直線運動小結:
1、概念:加速度符號:a;定義式:;單位:米每二次方秒;單位的符號:m/s2;圖象中直線斜率:tga = a
2、規(guī)律:A、代數(shù)式
①速度公式:
②位移公式:
速度位移公式:,此公式不是獨立的是以上兩公式消去t而得到的,所以在題目中不涉及運動時間時,用此公式方便。
③位移公式:。
由公式 還可推導勻變速直線運動中位移中點的即時速度 (如右圖 ∵) B圖像:速度圖象(對應上述三個公式都能有所體現(xiàn))。S位移 梯形面積(即速度圖線與橫軸之間的面積)