内容正文:
第2讲 匀变速直线运动的规律
一、匀变速直线运动
1.定义:沿着一条直线且加速度不变的运动。
2.分类
(1)匀加速直线运动,a与v0方向相同。
(2)匀减速直线运动,a与v0方向相反。
思考辨析
1.匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动。
(×)
2.匀加速直线运动是速度均匀变化的直线运动。
(√)
3.匀加速直线运动的位移是均匀增大的。
(×)
二、基本规律和推论
基本规律
速度公式:v=v0+at
位移公式:x=v0t+at2
速度和位移的关系式:v2-v=2ax
推论
中间时刻的速度公式:v)=v=
位移差公式:Δx=aT2,xm-xn=(m-n)aT2
思考辨析
1.在匀变速直线运动中,中间时刻的速度一定小于该段时间内位移中点的速度。
(√)
2.运动学公式中物理量的正、负号是怎样确定的?
提示:直线运动可以用正、负号表示矢量的方向,一般情况下,我们规定初速度v0的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值,当v0=0时,一般以加速度a的方向为正方向。
3.一物体做直线运动的v-t图像如图所示,你如何比较物体在t0时间内的平均速度v与 的大小?
提示:假设物体做匀变速直线运动,其v-t图像是一条直线,其位移等于图中虚线与坐标轴所围梯形的面积,小于该曲线与坐标轴所包围的面积,故 v>。
三、初速度为0的匀加速直线运动的6个常用比例
1.1T末、2T末、3T末、…、nT末的瞬时速度之比:
v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n。
2.1T内、2T内、3T内、…、nT内的位移之比:
x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2。
3.第一个T内、第二个T内、第三个T内、…、第n个T内的位移之比:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)。
4.通过前x0、前2x0、前3x0、…时的速度之比:
v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶。∶…∶∶
5.通过前x0、前2x0、前3x0、…的位移所用时间之比:
t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶。∶…∶∶
6.通过连续相等的位移所用时间之比:
tⅠ∶tⅡ∶tⅢ∶…∶tn=1∶()。-)∶…∶(--1)∶(
思考辨析
1.一个做初速度为0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。
(×)
2.某物体从静止开始做匀加速直线运动,速度由0到v的运动距离是由v到2v运动距离的2倍。
(×)
四、自由落体运动和竖直上抛运动
1.自由落体运动
(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
(2)特点:v0=0,a=g。
①速度公式:v=gt。
②位移公式:x=gt2。
③速度位移关系式:v2=2gx。
2.竖直上抛运动
(1)定义:将物体以初速度v0竖直向上抛出后只在重力作用下的运动。
(2)特点:取竖直向上为正方向,则初速度为正值,加速度为负值。
①速度公式:v=v0-gt。
②位移公式:x=v0t-gt2。
③速度位移关系式:v2-v=-2gx。
④上升的最大高度:H=,2g)。
思考辨析
1.物体从某高度由静止下落一定做自由落体运动。
(×)
2.做竖直上抛运动的物体,在上升过程中,速度变化量的方向是向下的。
(√)
3.重力加速度的方向是“竖直向下”的,那么地球上不同地点的加速度的方向是不是都相同?
提示:“竖直向下”是相对的,因为地球是一个球体,竖直向下是指与所在地水平面垂直,所以不同位置重力加速度的方向并不相同。
考点1 匀变速直线运动基本公式的应用(基础考点)
1.空军特级飞行员李峰驾驶歼-10战机执行战术机动任务,在距机场54 km、离地1 750 m高度时,飞机发动机停车失去动力。在地面指挥员的果断引领下,安全迫降机场,成为成功处置国产单发新型战机空中发动机停车故障、安全返航第一人。若飞机着陆后以大小为6 m/s2 的加速度做匀减速直线运动,其着陆速度为60 m/s,则它着陆后12 s内滑行的距离是( )
A. 288 m
B. 300 m
C. 150 m
D. 144 m
B 解析:先求出飞机从着陆到停止所用时间t。由v=v0+at,得t= m=300 m。故B正确。=60×10 m+(-6)× s=10 s,由此可知飞机在12 s内不是始终做匀减速运动,它在最后2 s内是静止的,故它着陆后12 s内滑行的距离为x=v0t+=
2.(2021·武汉模拟)“抗战专列”在武汉地铁4号线亮相,赢得乘车市民纷纷点赞。若该地铁列车先从甲站开始做初速度为0、加速度大小为a的匀加速直线运动,通过位移L后,立即做加速度大小也为a的匀减速直线运动,恰好到乙站停下,则列车从甲站到乙站所用时间为( )
A.
B. 2