内容正文:
物 理
必修 第一册
第2章 匀变速直线运动
关 键 能 力
强 化 落 实
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匀变速直线运动
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[学习目标] 1.掌握匀变速直线运动的平均速度、中间时刻速度、位移中点速度公式、逐差相等公式,并用来解决相关问题。
2.掌握匀变速直线运动的常用解题方法。
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关键能力·分类研析
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类型一 匀变速直线运动的平均速度、中间时刻速度、位移中点速度
1.平均速度的一般表达式 eq \x\to(v) = eq \f(s,t) 。
2.匀变速直线运动中,某段过程的平均速度等于初、末速度的平均值,即 eq \x\to(v) = eq \f(1,2) (v0+vt)。
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证明:如图所示为匀变速直线运动的v t图像,
则t时间内的位移为s= eq \f(1,2) (v0+vt)t,
故平均速度为 eq \x\to(v) = eq \f(s,t) = eq \f(1,2) (v0+vt)。
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3.匀变速直线运动中,某段过程中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,
即v eq \s\do9(\f(t,2)) = eq \x\to(v) = eq \f(1,2) (v0+vt)。
证明:匀变速直线运动中,对0~ eq \f(t,2) 时间内,有v eq \s\do9(\f(t,2)) =v0+a· eq \f(t,2) ;
对 eq \f(t,2) ~t时间内,有vt=v eq \s\do9(\f(t,2)) +a· eq \f(t,2) ;
联立两式可得v eq \s\do9(\f(t,2)) = eq \f(1,2) (v0+vt)= eq \x\to(v) 。
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4.匀变速直线运动中,位移中点的瞬时速度v eq \s\do9(\f(s,2)) 与初速度v0、末速度vt的关系是v eq \s\do9(\f(s,2)) = eq \r(\f(v02+vt2,2)) 。
证明:对前一半位移有v eq \s\do9(\f(s,2)) 2-v02=2a eq \f(s,2) ,对后一半位移有vt2-v eq \s\do9(\f(s,2)) 2=2a eq \f(s,2) ,
两式联立可得v eq \s\do9(\f(s,2)) = eq \r(\f(v02+vt2,2)) 。
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(多选)光滑斜面的长度为L,一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端,经历的时间为t,则下列说法正确的是( )
A.物体运动全过程中的平均速度是 eq \f(L,t)
B.物体在 eq \f(t,2) 时的瞬时速度是 eq \f(2L,t)
C.物体运动到斜面中间位置时的瞬时速度是 eq \f(\r(2)L,t)
D.物体从顶点运动到斜面中间位置所需的时间是 eq \f(\r(2)t,2)
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ACD [全程的平均速度 eq \x\to(v) = eq \f(s,t) = eq \f(L,t) ,A正确; eq \f(t,2) 时,物体的瞬时速度等于全程的平均速度 eq \f(L,t) ,B错误;若末速度为vt,则 eq \f(vt,2) = eq \f(L,t) ,vt= eq \f(2L,t) ,由中间位置的速度公式知v eq \s\do9(\f(s,2)) = eq \r(\f(v02+vt2,2)) = eq \f(\r(2)L,t) ,C正确;设物体的加速度为a,到达中间位置用时t′,则