内容正文:
第2讲 匀变速直线运动规律
[基础知识·填一填]
[知识点1] 匀变速直线运动及其公式
1.定义和分类
(1)匀变速直线运动:物体在一条直线上运动,且__加速度__不变.
(2)分类
2.三个基本公式
(1)速度公式:__v=v0+at__.
(2)位移公式: x=v0t+at2 .
(3)位移速度关系式:__v2-v=2ax__.
3.两个重要推论
(1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间__中间时刻__的瞬时速度,还等于初末时刻速度矢量和的__一半__,即:.
==v
(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量,即:Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=__aT2__.可以推广到xm-xn=(m-n)aT2.
4.初速度为零的匀变速直线运动的四个推论
(1)1T末、2T末、3T末……瞬时速度的比为:
v1∶v2∶v3∶…∶vn=__1∶2∶3∶…∶n__.
(2)1T内、2T内、3T内……位移的比为:
x1∶x2∶x3∶…∶xn=__12∶22∶32∶…∶n2__.
(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移的比为:xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn=__1∶3∶5∶…∶(2n-1)__.
(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为:
t1∶t2∶t3∶…∶tn= 1∶() .
-)∶…∶(--1)∶(
[思维诊断]►
判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.
(1)做匀变速直线运动的物体的速度均匀变化.(√)
(2)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度为6 m/s,1 s后速度为反向10 m/s,加速度的大小一定为4 m/s2.(×)
(3)一个做初速度为零的匀加速直线运动的物体,它在第1 s末、第2 s末、第3 s末的瞬时速度之比为1∶3∶5.(×)
(4)某物体从静止开始做匀加速直线运动,速度由0到v运动距离是由v到2v运动距离的2倍.(×)
(5)对任意直线运动,其中间时刻的瞬时速度一定等于其平均速度.(×)
(6)不计空气阻力,物体从某高度由静止下落,任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差恒定.(√)
[知识点2] 自由落体运动和竖直上抛运动
1.自由落体运动
(1)条件:物体只受__重力__,从__静止__开始下落.
(2)运动性质:初速度v0=0,加速度为重力加速度g的__匀加速直线__运动.
(3)基本规律
①速度公式v=__gt__.
②位移公式h= gt2 .
③速度位移关系式:v2=__2gh__.
2.竖直上抛运动规律
运动特点:加速度为g,上升阶段做__匀减速直线__运动,下降阶段做__自由落体__运动.
[教材挖掘·做一做]
1.(人教版必修1 P43第3题改编)我国第一艘航空母舰“辽宁号”已有能力同时起飞3架歼15战机,如图为辽宁舰上3个起飞点示意图,1、2号位置为短距起飞点,起飞线长105 米;3号位置为远距起飞点,起飞线长195米.如果歼15战机起飞速度为50 m/s,起飞时航母静止不动,且不使用弹射系统,则战机由3号起飞点起飞的加速度至少是多少?(设跑道水平)
解析:根据v=v0+at①
x=v0t+at2②
由①得t=③
把③代入②得
x=v02a+
整理得v2-v=2ax
将v0=0,v=50 m/s,x=195 m代入上式
得a≈6.41 m/s2.
答案:6.41 m/s2
2. (人教必修1 P36第3题改编)质点做匀变速直线运动的v-t图像,如图所示.
(1)1 s末、2 s末、3 s末的瞬时速度之比v1∶v2∶v3为多少?
(2)前1 s内、前2 s内、前3 s内的位移大小之比x1∶x2∶x3为多少?
(3)第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移大小之比xⅠ∶xⅡ∶xⅢ为多少?
解析:(1)匀变速直线运动的速度时间关系式为v=at,
所以v1∶v2∶v3=1∶2∶3.
(2)位移时间关系式为x=at2,
所以x1∶x2∶x3=1∶22∶32=1∶4∶9.
(3)因为xⅠ=x1,xⅡ=x2-x1,xⅢ=x3-x2,
所以xⅠ∶xⅡ∶xⅢ=1∶(22-1)∶(32-22)=1∶3∶5.
答案:(1)1∶2∶3 (2)1∶4∶9 (3)1∶3∶5
3. (人教版必修1 P45第3题改编)一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB.该爱好者用直尺量出轨迹的长度,如图所示.已知g取10 m/s2,曝光时间为 s,则小石子出发点离A点约为( )
A.6.5 m
B.10 m
C.20 m
D.45 m
答案:C
4.(人教版必修1 P45第5题)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于