内容正文:
章末总结
\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(v-t图象法:图象斜率表示加速度,由Δx=aT2得:a=\f(Δx,T2))))),匀变速直线运动\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(定义:沿一条直线,且加速度不变的运动,特点:加速度恒定,速度随时间均匀变化))))
\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(规律\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(基本公式\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(速度公式v=v0+at,位移公式x=v0t+\f(1,2)at2,速度—位移关系式v2-v\o\al(2,0)=2ax)),推论\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(平均速度\x\to(v)=\f(v0+v,2)=v\f(t,2),连续相同时间T内的位移差Δx=aT2)),初速度为零时的规律公式及几个比例关系)))))))
\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(分类\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(匀加速直线运动:初速度与加速度方向相同,匀减速直线运动:初速度与加速度方向相反)),v-t图象\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(表示速度随时间的变化,是一条倾斜的直线,图线与时间轴所围面积的意义,图线斜率的意义,应用)))))))
一、匀变速直线运动问题的分析技巧
1.常用公式法
匀变速直线运动的常用公式有:v=v0+at,x=v0t+=2ax。使用时应注意它们都是矢量,一般以v0方向为正方向,其余物理量与正方向相同的为正,与正方向相反的为负。
at2,v2-v
2.平均速度法[来源:学#科#网Z#X#X#K]
(1),此式为平均速度的定义式,适用于任何运动。
=
(2)(v0+v),只适用于匀变速直线运动。
==v
3.比例法
对于初速度为零的匀加速直线运动或末速度为零的匀减速直线运动,可利用初速度为零的匀加速直线运动的推论,用比例法解题。
4.逆向思维法
把运动过程的“末态”看成“初态”的反向研究问题的方法。例如,末速度为零的匀减速直线运动可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动。
5.图象法
应用v-t图象可把复杂的物理问题转化为较为简单的数学问题解决,尤其是用图象定性分析,可避免繁杂的计算,快速求解。
[例1] 物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面,到达斜面最高点C时速度恰好为零,如图1所示。已知物体运动到斜面长度处的B点,所用时间为t,求物体从B滑到C所用的时间。
图1
解析 法1 逆向思维法
物体向上匀减速冲上斜面,相当于向下匀加速滑下斜面。故xBC=,解得tBC=t。,又xBC=,xAC=
法2 比例法
对于初速度为零的匀变速直线运动,在连续相等的时间里通过的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)。
现有xBC∶xBA==1∶3。∶
通过xAB的时间为t,故通过xBC的时间tBC=t。
法3 中间时刻速度法
利用教材中的推论:中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度,则==AC=
又v=2axBC,xBC==2axAC,v
由以上各式解得vB=
可以看出vB正好等于AC段的平均速度,因此B点是中间时刻的位置,因此有tBC=t。
法4 图象法
利用相似三角形面积之比等于对应边平方比的方法,作出v-t图象,如图所示,=
且S△AOC=4S△BDC,OD=t,OC=t+tBC
所以,得tBC=t。=
答案 t
应用匀变速直线运动的规律研究具体的运动问题,首先要明确物体做什么运动,然后确定已知参量和待求的运动参量,据此灵活选择运动学公式进行求解。
[针对训练1] 一物体以某一速度冲上一光滑斜面,前4 s的位移为1.6 m,随后4 s的位移为零,那么物体的加速度多大?
解析 设物体的加速度大小为a,由题意知a的方向沿斜面向下。
法一 基本公式法
物体前4 s的位移为1.6 m,是减速运动,所以有
x=v0t0-,at
代入数据1.6=v0×4-a×42
随后4 s的位移为零,则物体滑到最高点所用时间为
t=4 s+ s=6 s,
所以初速度v0=at=a×6
由以上两式得物体的加速度为a=0.1 m/s2。
法二 推论法=v
物体2 s末时的速度即前4 s内的平均速度为
v2= m/s=0.4 m/s。
=
物体6 s末的速度为v6=0,所以物体的加速度大小为
a= m/s2=0.1 m/s2。
=
法三 推论Δx=aT2法
由于整个过程a保持不变,是匀变速直线运动,由Δx=at2得物体加速度大小为
a= m/s2=0.1 m/s2。=
法四 由题意知,此物体沿斜面速度减到零后,又逆向加速。全过程应用x=v0t+at2得
1.6=v0×4-a×42
1.6=v0×8-a×82
由以上两式得