内容正文:
第2讲 匀变速直线运动的规律
知识要点
一、匀变速直线运动的基本公式
=2as))=2as))
eq \o(――→,\s\up7(初速度为零),\s\do5(v0=0))
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(vt=at,s=\f(1,2)at2,v-v
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:Δs=aT2,sm-sn=(m-n)aT2。
(2)中间时刻速度:v。
==
(3)位移中点速度v,2))。
+v=
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
s1∶s2∶s3∶…∶sn=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
sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…∶sN=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)∶(
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:vt=gt。
(2)位移公式:s=gt2。
(3)速度位移关系式:v=2gs。
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:vt=v0-gt。
(2)位移公式:s=v0t-gt2。
(3)速度位移关系式:v=-2gs。
-v
基础诊断
1.如图1所示,高速公路一般情况下小汽车限速120 km/h,但由于施工等特殊情况会有临时限速。某货车正在以72 km/h的速度行驶,看到临时限速牌开始匀减速运动,加速度大小为0.1 m/s2,减速行驶了2 min,则减速后货车的速度为( )
图1
A.6.0 m/s
B.8.0 m/s
C.10.0 m/s
D.12.0 m/s
解析 v0=72 km/h=20 m/s,t=2 min=120 s,a=-0.1 m/s2。由vt=v0+at得vt=(20-0.1×120) m/s=8.0 m/s,故选项B正确。
答案 B
2.如图2所示,一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动,若到达B点时速度为v,到达C点时速度为2v,则AB∶BC等于( )
图2
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.1∶4
解析 根据匀变速直线运动的速度位移公式v,2a),所以AB∶AC=1∶4,则AB∶BC=1∶3,故C正确,A、B、D错误。,2a),sAC==2as知,sAB=-v
答案 C
3.如图3中高楼为上海中心大厦,建筑主体为119层,总高为632 m。现假设外墙清洁工人在320 m高处进行清洁时不慎掉落一瓶水,当他发现水瓶掉落时,水瓶已经下落了5 s,此时他大声向下方行人发出警告。已知声音在空气中的传播速度为340 m/s,空气阻力忽略不计,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
图3
A.正下方的行人先看见水瓶落地,再听见警告声,时间差超过2 s
B.正下方的行人先听见警告声,再看见水瓶落地,时间差超过2 s
C.正下方的行人先看见水瓶落地,再听见警告声,时间差不到1 s
D.正下方的行人先听见警告声,再看见水瓶落地,时间差不到1 s
解析 瓶子落地总时间t总=≈0.9 s,故行人先听到警告声,再看见水瓶落地,且时间差超过2 s。=8 s,当瓶子下落5 s后才发现,还剩3 s落地,此时人喊出声音传到正下方时间t′=
答案 B
匀变速直线运动规律的基本应用
1.解题的基本思路
→→→→
2.运动学公式中正、负号的规定
一般情况下,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。
【例1】 (2019·湖北天门模拟)出租车载客后,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vt1=15 m/s,
由速度公式vt=v0+at
得a==1.5 m/s2=
由位移公式得
s1=×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vt2=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