内容正文:
第2讲 匀变速直线运动的规律
知识排查
知识点一 匀变速直线运动及其公式
知识点二 自由落体运动和竖直上抛运动
小题速练
1.思考判断
(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)几个做匀变速直线运动的物体,加速度最大的物体在时间t内位移一定最大。( )
(4)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。( )
(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,在上升过程中,速度的变化量的方向是向下的。( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
2.(2020·福建师大附中月考)将自由落体运动分成时间相等的4段,物体通过最后1段时间内下落的高度为56 m,那么物体下落的第1段时间内下落的高度为( )
A.3.5 m
B.7 m
C.8 m
D.16 m
解析 因为自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以满足相等时间间隔内的位移比是x1∶x2∶x3∶x4=1∶3∶5∶7,当x4=56 m时,第一段时间内下落的高度x1=56 m×=8 m,C项正确。
答案 C
3.一小球沿斜面匀加速滑下,依次经过A、B、C三点,已知AB=6 m,BC=10 m,小球经过AB和BC两段所用的时间均为2 s,则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是( )
A.2 m/s,3 m/s,4 m/s
B.2 m/s,4 m/s,6 m/s
C.3 m/s,4 m/s,5 m/s
D.3 m/s,5 m/s,7 m/s
解析 根据小球做匀加速直线运动的特点,两点之间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故B点的速度等于AC段的平均速度,vB==4 m/s。又因为连续相等时间内的位移之差等于恒量,即Δx=at2,则由Δx=BC-AB=at2,解得a=1 m/s2,再由速度公式v=v0+at,解得vA=2 m/s,vC=6 m/s,故选项B正确。
答案 B
匀变速直线运动的基本规律及应用
1.常用公式的选择
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
v0、a、t、x
v
x=v0t+at2
v0、v、a、x
t
v2-v=2ax
v0、v、t、x
a
x=t
2.运动学公式中正、负号的规定
直线运动可以用正、负号表示矢量的方向,一般情况下,我们规定初速度方向为正方向,与正方向相同的物理量取正值,相反的取负值。当初速度为零时,一般取加速度a 的方向为正方向。
考法 基本规律的理解及应用
【例1】 (2020·湖北天门模拟)出租车载客后,从高速公路入口处驶入高速公路,并从10时10分55秒开始做初速度为零的匀加速直线运动,经过10 s时,速度计显示速度为54 km/h。求:
(1)这时出租车离出发点的距离;
(2)出租车继续做匀加速直线运动,当速度计显示速度为108 km/h时,出租车开始做匀速直线运动。10时12分35秒时计价器里程表示数应为多少千米?(车启动时,计价器里程表示数为零)
解题关键―→画运动过程示意图,呈现运动情景
解析 (1)由题意可知经过10 s时,速度计上显示的速度为v1=54 km/h=15 m/s,
由速度公式v=v0+at
得a==1.5 m/s2=
由位移公式得
x1=×1.5×102 m=75 m
=at
这时出租车离出发点的距离为75 m。
(2)当速度计上显示的速度为v2=108 km/h=30 m/s时,由v s=20 s,这时出租车时间表应显示10时11分15秒。出租车继续匀速运动,匀速运动时间t3为80 s,通过位移x3=v2t3=30×80 m=2 400 m,所以10时12分35秒时,计价器里程表应显示
=,2a)=300 m,这时出租车从静止开始,已经经历的时间为t2,可根据速度公式得t2==2ax2得x2=
x=x2+x3=(300+2 400) m=2 700 m=2.7 km。
答案 (1)75 m (2)2.7 km
考法 基本规律在“刹车问题”中的应用
【例2】 飞机着陆后以6 m/s2的加速度做匀减速直线运动,若其着陆速度为60 m/s,则它着陆后12 s内滑行的距离是多少?
某位同学的解法如下:
由位移公式x=v0t+at2,代入已知量求得滑行距离x=288 m。
请分析上述解析是否正确,若不正确,请写出正确的解析。
【科学思维】
1.本题体现“科学思维”的质疑创新要素
2.刹车类问题:物体速度减小到零后立即停止运动,加速度立即消失。
解答 不正确。正确解析如下:
先求出飞