内容正文:
单元总结
一、平均速度和瞬时速度
平均速度
瞬时速度
实际应用
定义
物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值[来源:Zxxk.Com]
物体在某一时刻或经过某一位置时的速度
物理实验中通过光电门测速,如图所示
把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时速度
定义式
(x为位移)=
v=(Δt趋于零)
矢量性
矢量,平均速度方向与物体位移方向相同
矢量,瞬时速度方向与物体运动方向相同,沿其运动轨迹切线方向[来源:学科网]
[例1] (多选)如图1所示是甲、乙、丙三个物体做直线运动的x-t,在0~t1时间内,下列说法正确的是( )
图1
A.甲的平均速度最大
B.乙的平均速度最小
C.三者的平均速度相同
D.甲的平均速率最大
解析 由题图可知,甲、乙、丙三个物体在时间t1内的位移均为x1,由,故选项C正确;甲的路程最大,平均速率最大,故选项D正确。
=可知,三者的平均速度均为=
答案 CD
[针对训练1] 三个质点A、B、C的运动轨迹如图2所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,设无往返运动,下列说法正确的是( )
图2
A.三个质点从N到M的平均速度相同
B.三个质点在任意时刻的速度方向都相同
C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同
D.三个质点从N到M的平均速率相同
解析 位移与通过该段位移所用时间的比值叫平均速度,本题中A、B、C三个质点在相同时间内的位移相同,大小都等于MN的长度,方向由N指向M,所以它们的平均速度相同,选项A正确;瞬时速度是表征质点在某时刻运动快慢和方向的物理量,本题中B质点做单向直线运动,速度方向恒定,A、C两质点做曲线运动,速度方向时刻在变,选项B错误;三个质点从N点出发到任意时刻(未达到M点),平均速度的方向不同,C错误;由平均速率的定义可知,由N到M,A、C两质点的平均速率相等,且大于B质点的平均速率,选项D错误。
答案 A
二、速度、速度变化量和加速度
速度
速度变化量
加速度
定义式
v=
Δv=v-v0
a==
决定
因素
v的大小由v0、a、Δt决定
Δv由v与v0进行矢量运算得到,由Δv=aΔt知,Δv由a与Δt决定
a不是由v、Δt、Δv来决定
方向
即物体运动的方向
由a的方向决定
与Δv的方向一致,而与v0、v的方向无关
[例2] (多选)关于速度、速度变化、加速度,下列说法正确的是( )
A.速度变化越大,加速度越大
B.速度变化越快,加速度越大
C.加速度方向保持不变,速度方向也一定保持不变
D.加速度不断减小,速度可能不断减小
解析 由加速度的定义式a=,可知加速度的大小是由速度的变化量和发生这一变化所用的时间共同确定的。速度变化量大,所用时间不确定,加速度不一定越大,故选项A错误;加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度一定越大,故选项B正确;加速度的方向与速度的变化量Δv的方向相同,与速度方向没有必然的联系,故选项C错误;速度是增大还是减小,与加速度和速度方向关系有关,同向则速度增大,反向则速度减小,选项D正确。
答案 BD
[针对训练2] 某汽车做匀变速直线运动,10 s内速度从5 m/s 增加到25 m/s,求加速度的大小和方向。如遇紧急情况刹车,2 s内速度减为零,求此过程中加速度的大小和方向(设加速度恒定)。
解析 a1= m/s2=-12.5 m/s2,方向运动方向方向相反。= m/s2=2 m/s2,方向与初速度(运动方向)相同;a2==
答案 2 m/s2 方向与初速度相同
12.5 m/s2 方向与运动方向相反
三、运动图象的意义及应用
[例3] (2018·重庆石柱中学月考)如图3所示为一质点做直线运动的v-t图象,下列说法正确的是( )
图3
A.整个过程中,D点对应时刻离出发点最远
B.整个过程中,BC段对应过程的加速度最大
C.在5~14 s时间内,质点静止
D.在t=20.5 s时,质点的速度为3 m/s
解析 由图可知,D点对应时刻之前质点一直沿正方向运动,位移增大,D点后,质点反向运动,所以D点对应时刻离出发点最远,故选项A正确;整个过程中,CE段斜率的绝对值最大,故其加速度数值最大,故选项B错误;在5~14 s时间内,质点匀速运动,而不是静止,故选项C错误;CE段加速度大小为a= m/s2=6 m/s2,CE段质点先沿正向做匀减速运动后沿负向做匀加速运动,则在t=20.5 s时,质点的速度为v=v0-at=(12-6×2.5) m/s=-3 m/s,故选项D错误。
=
答案 A
[针对训练3] (2018·郑州高一检测)如图4所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移—时间(x-t)图