内容正文:
第5节 匀变速直线运动速度与时间的关系
预习导学
预习提示
重点:(1)匀变速直线运动速度与时间的关系式;
(2)匀变速直线运动v-t图像的物理意义.
难点:匀变速直线运动速度公式及v-t图像的应用.
1.匀变速直线运动
(1)定义:在物理学中,速度随时间均匀变化即加速度恒定的运动被称为匀变速直线运动.
(2)分类:物体沿直线运动,当加速度方向与速度方向相同,速度随时间均匀增加,这种运动叫做匀加速直线运动;物体沿直线运动,当加速度方向和速度方向相反,速度随时间均匀减小,这种运动叫做匀减速直线运动.
2.速度与时间的关系
(1)公式:匀变速直线运动的速度与时间的关系式是vt=v0+at,其中v0表示物体的初速度,at表示整个运动过程中速度的增加.
(2)公式推导:从运动开始(t=0)到时刻t,由图(甲)可以看出速度由v0变成vt,则Δt=t-0①
Δv=vt-v0②
且a=③
由①②③式可得vt=v0+at.
3.v-t图像
(1)匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线,如图(乙)所示图线a表示匀加速直线运动,图线b表示匀减速直线运动.
(2 ) v-t图像斜率表示物体的加速度,图线与纵轴截距表示初速度,图线的交点表示某一时刻速度相同
1.公式vt=v0+at的物理意义
对做匀变速直线运动的物体,该公式反映了其瞬时速度随时间的变化规律.
2.公式中各符号的含义
v0为开始时刻物体的瞬时速度,称为初速度;vt为经过时间t后物体的瞬时速度,称为末速度;a为物体的加速度,为恒量,表明物体的速度均匀变化,即在相等时间内速度的变化量相等.
对速度与时间关系式的理解及应用
【例1】 汽车以54 km/h的速度匀速行驶:
(1)若汽车以0.5 m/s2的加速度加速,则10 s后速度能达到多少?如果做减速运动,结果如何?
(2)若汽车以3 m/s2的加速度减速刹车,则10 s后速度为多少?
答案:(1)20 m/s (2)0
解析:(1)初速度v0=54 km/h=15 m/s,
加速度a1=0.5 m/s2,时间t=10 s.
10 s后的速度为
vt=v0+a1t=(15+0.5×10) m/s=20 m/s.
(2)汽车刹车所用的时间t0= s=5 s<10 s,
=
所以10 s后汽车已经刹车完毕,则10 s后汽车速度为0.
3.公式的矢量性
(1