内容正文:
第2讲 匀变速直线运动的规律
一、匀变速直线运动的基本公式
eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(1.速度—时间关系:v=v0+at,2.位移—时间关系:x=v0t+\f(1,2)at2,3.速度—位移关系:v2-v=2ax))
eq \o(――→,\s\up7(初速度为零),\s\do5(v0=0))
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(v=at,x=\f(1,2)at2,v2=2ax))
[微点拨] 运用匀变速直线运动公式时的注意事项
(1)同一方程各物理量要规定统一的正方向,运动方程中一般规定初速度方向为正方向.
(2)计算结果要符合实际情况,例如:刹车问题,车停下后不会倒退.
二、匀变速直线运动的推论
1.匀变速直线运动的三个推论
(1)相同时间内的位移差:Δx=aT2,xm-xn=(m-n)aT2
(2)中间时刻速度:v eq \s\do9(\f(t,2))= eq \f(v0+v,2)= eq \o(v,\s\up6(-))
(3)位移中点速度v eq \s\do9(\f(x,2))= eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) eq \r(\f(v+v2,2))
2.初速度为零的匀变速直线运动的常用重要推论
(1)T末、2T末、3T末……瞬时速度之比为
v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n.
(2)T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∶( eq \r(2)-1)∶( eq \r(3)- eq \r(2))∶…∶( eq \r(n)- eq \r(n-1)).
[微思考] 在匀变速直线运动中中间时刻速度v eq \s\do9(\f(t,2))与位移中点速度v eq \s\do9(\f(x,2))哪个大?
提示 v eq \s\do9(\f(x,2))>v eq \s\do9(\f(t,2))
三、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.运动规律
(1)速度公式:v=gt.
(2)位移公式:h= eq \f(1,2)gt2.
(3)速度位移关系式:v2=2gh.
四、竖直上抛运动
1.定义:将物体以一定初速度竖直向上抛出,只在重力作用下的运动.
2.运动规律
(1)速度公式:v=v0-gt.
(2)位移公式:h=v0t- eq \f(1,2)gt2.
(3)速度—位移关系式:v2-v eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))=-2gh.
[微点拨] 整段研究竖直上抛运动时,注意所选取的正方向和相应时刻或位置速度的方向.
1.判断正误
(1)伽利略从理论和实验两个角度证明轻、重物体下落一样快.( √ )
(2)匀变速直线运动是加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加的.( × )
(4)初速度为零的匀加速直线运动1T末、2T末、3T末的瞬时速度之比为1∶2∶3.( √ )
(5)做自由落体运动的物体,下落的高度与时间成正比.( × )
(6)做竖直上抛运动的物体,上升阶段与下落阶段的加速度方向相同.( √ )
2.(多选)(新教材鲁科版必修第一册P61T2)某同学在汽车中观察速度表指针位置的变化,开始时指针位置如图(a)所示,经过6 s后指针位置如图(b)所示.若汽车做匀变速直线运动,则( BD )
A.汽车的加速度大小约为10 m/s2
B.汽车的加速度大小约为2.8 m/s2
C.汽车在这段时间内的位移约为50 m
D.汽车在这段时间内的位移约为83 m
3.(新教材人教版必修第一册P55T3改编)为了测出井口到水面的距离,让一个小石块从井口自由落下,经过2.5 s后听到石块击水的声音,估算井口到水面的距离.考虑到声音在空气中传播需要一定的时间,估算结果偏大还是偏小?(g=10 m/s2)
答案 31.25 m 偏大
考点一 匀变速直线运动规律的应用
1.基本思路
eq \x(\a\al(画过程,示意图))→ eq \x(\a\al(判断运,动性质))→ eq \x(\a\al(选取正,方向))→ eq \x(\a\al(选用公式,列方程))→ eq \x(\a\al(解方程并,加以讨论))
2.方法与技巧
题目中所涉及的物理量(包括已知
量、待求量和为解题设定的中间量)
没有涉及的物理量
适宜选用公式
v0、v、a、t
x
v=v0+at