内容正文:
第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系
草原上,猎豹在起跑后三秒之内就能达到一百千米的时速,但它的耐力不行,最多只能维持奔跑100米左右,而羚羊要逃脱猎豹追杀的厄运的话,只要在这个距离内不被抓住即可.猎豹和羚羊的运动实际上比较复杂,我们能不能用一种较简单的运动形式来描述它们的运动呢?
提示:实际物体的运动,是一个比较复杂的过程,很难说清物体做的是什么运动.但我们可以把实际物体的运动
简化,可以认为其速度随时间是均匀变化的,即物体做的是匀变速直线运动.那么我们就可以根据学过的加速度的公式、平均速度的公式,总结出匀变速直线运动的速度随时间变化的关系.
1.知道什么是匀变速直线运动.
2.知道匀变速直线运动图象的特点,知道直线的斜率反映匀变速直线运动的加速度.(重点)
3.理解匀变速直线运动的速度与时间公式,并会运用公式处理相关的匀变速直线运动问题.(重点;难点)
一、匀变速直线运动
1.定义:沿着一条直线,且 加速度 恒定不变的运动.
2.分类:匀变速直线运动
3.直线运动的v-t图象
(1)匀速直线运动的v-t图象是一条平行于 时间轴 的直线,如图所示.
(2)匀变速直线运动的v-t图象是一条 倾斜 的直线,如图所示,a表示 匀加速 直线运动,b表示 匀减速 直线运动.
(3)v-t图线的倾斜程度,即图线斜率的数值等于物体的 加速度 的大小,斜率的正负表示 加速度 的方向.
(4)v-t图线与纵轴的交点坐标,即纵截距等于物体的 初速度 .
易错点津 物体做匀变速直线运动时,其v -t图象为一条倾斜的直线,速度的正负表示速度的方向,图象的斜率的正负表示加速度的方向.我们可由v -t图象直接读出某时刻速度的大小与方向,由图象的斜率求出加速度的大小与方向.
二、速度与时间的关系式
1.速度公式:v= v0+at .
2.对公式的理解:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v,就等于在物体开始时刻的 速度v0 再加上在整个过程中速度的 变化量at .
v=v0+at虽然是由a=变形后得到的,但二者含义不同,a=是加速度的定义式,适用所有变速运动,而v=v0+at,仅适用于匀变速直线运动.
[要点一] 对匀变速直线运动概念的理解
[特别提醒] (1)加速度是矢量,加速度不变指的是加速度的大小和方向都不变.
(2)判断物体加速还是减速的依据是a和v的方向关系:同向时加速,反向时减速.
[例1]一辆汽车在平直的高速公路上行驶.已知在某段时间内这辆汽车的加速度方向与速度方向相同,则在这段时间内,该汽车( )
A.一定做加速直线运动
B.不一定做匀加速直线运动
C.可能做匀变速直线运动
D.一定做匀变速直线运动
[导思] 解答本题应把握以下二点:
(1)明确物体做加速运动的条件
(2)明确物体做匀变速运动的条件
[解析] ABC [汽车的加速度方向与速度方向相同,所以汽车一定做加速直线运动,A正确;因为不能判断加速度大小是否恒定,所以不能确定汽车是否做匀变速直线运动,故D错误,B、C正确.]
[总结提升] 判断物体是否做匀变速直线运动的依据(1)判断a是否恒定,(2)判断a和v的方向是否在同一条直线上.[来源:学#科#网]
1.物体在做直线运动,则下列对物体运动的描述中正确的是( )
A.当加速度为负值时,则一定是匀减速直线运动[来源:学科网]
B.加速度大小不变的运动,一定是匀变速直线运动
C.加速度恒定(不为零)的直线运动一定是匀变速直线运动
D.若物体在运动的过程中,速度的方向发生改变,则一定不是匀变速运动
解析:C [若速度为负值,加速度为负值且保持不变时,也可能是匀加速直线运动,A错误;加速度是矢量,加速度大小不变,若方向改变,则加速度是变化的,不是匀变速直线运动,B错误,C正确;速度的方向发生改变,也可能加速度保持不变,即可能为匀变速直线运动,例如,物体在做匀减速直线运动时,当速度减小到零后,运动的方向会发生改变,变为反向匀加速,D错误.]
[要点二] 对速度、时间关系式的进一步理解
1.公式v=v0+at的物理意义
对做匀变速直线运动的物体,描述其速度随时间的变化规律.
2.公式中各符号的含义
(1)v0为开始时刻物体的瞬时速度,称为初速度,v为经时间t后物体的瞬时速度,称为末速度.
(2)a为物体的加速度,为恒量,表明速度均匀变化,即相等时间内速度的变化量相等.
3.矢量性
(1)公式中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,一般取v0的方向为正方向,a、v与v0的方向相同时取正值,与v0的方向相反时取负值.对计算结果中的正、负,应根据正方向的规定加以说明,如v>0,表明末速度与初速度v0同向;若a<0,表明加速度与v0反向.
(2)a与v0同向时物体做匀加速直线运动,a与v0反向时,物体做