内容正文:
第二章 匀变速直线运动
第一节 匀变速直线运动的特点
课标要点
知识结构
(1)知道什么是匀变速直线运动.
(2)通过实验探究、科学推理与数学推演相结合的方法,探究匀变速直线运动的特点和规律.
(3)能用图像法描述匀变速直线运动,理解匀变速直线运动的特点,并能运用其解决实际问题.
一、匀变速直线运动
1.定义
在物理学上,我们把加速度恒定不变的变速直线运动,叫做匀变速直线运动.
2.图像
(1)匀变速直线运动的v t图像是一条倾斜的直线,如图所示,a表示匀加速直线运动,b表示匀减速直线运动.
(2)v t图线的斜率的绝对值表示物体的加速度的大小,斜率的正、负表示加速度的方向.
(3)v t图线与纵轴的交点的纵坐标表示物体的初速度.
3.分类
匀变速直线运动
二、匀变速直线运动的特点
1.速度特点
做匀变速直线运动的物体,在相等时间内的速度变化相等,加速度恒定.
2.位移特点
做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的.
(1)匀变速直线运动的加速度不变.( )
(2)匀加速直线运动的v t图像的斜率逐渐增大.( )
(3)速度增大的运动是匀加速直线运动.( )
(4)速度减小的运动一定是匀减速直线运动. ( )
(5)速度均匀增加(或减小)的运动是匀变速直线运动.( )
(6)匀加速运动一定是直线运动.( )
答案: (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
⊲点睛
匀变速直线运动的特点是加速度不变,速度均匀增大或减小.
(1)运动轨迹:是一条直线.
(2)方向关系:①匀加速时,v与a同向②匀减速时,v与a反向.
(3)正方向:一般规定初速度的方向为运动的正方向.
(4)匀变速直线运动是一种简单且特殊的变速直线运动,是一种物理模型.
随手记:
探究点一 匀变速直线运动的v t图像
我国针对运载火箭垂直回收项目进行了一次技术验证,只见一枚火箭升空后,又稳稳地垂直落回目标地点,圆满完成了此次技术验证.
讨论:(1)假如火箭在点火升空时做匀加速直线运动,则其速度—时间图像具有什么特点?
(2)匀变速直线运动的v t图像有何作用?
提示: (1)是一条过原点的倾斜直线.
(2)匀变速直线运动的v t图像能够直观地反映速度随时间均匀变化的规律.
1.匀变速直线运动v t图像的特点
图线上某点的纵坐标
正负号
表示瞬时速度的方向
绝对值
表示瞬时速度的大小
图线的斜率
正负号
表示加速度的方向
绝对值
表示加速度的大小
图线与坐标轴的交点
纵截距
表示初速度
横截距
表示开始运动或速度为零的时刻
图线的拐点
表示加速度改变
两图线的交点
表示速度大小相等
提醒:v t图像只能表示直线运动
2.由v t图像可以直观判定的物理量
(1)速度变化:远离t轴为加速,靠近t轴为减速.
(2)加速度正负:图线斜向上为正,斜向下为负.
(3)加速度大小:
①图线为直线的,加速度恒定不变.
②图线为曲线的,斜率变大的加速度变大,斜率变小的加速度变小.
如图所示为A、B两个物体做匀变速直线运动的v t图像.
(1)A、B两个物体各做什么运动?求其加速度;
(2)两图线的交点的意义是什么?
(3)求1 s末A、B两个物体的速度;
(4)求6 s末A、B两个物体的速度.
解析: (1)A物体加速度a1== m/s2=1 m/s2,加速度的方向与初速度方向相同,故A物体沿规定的正方向做匀加速直线运动;B物体的加速度a2== m/s2=-2 m/s2,加速度的方向与初速度相反,故B物体前4 s沿规定的正方向做匀减速直线运动,4 s后沿反方向做匀加速直线运动.
(2)两图线的交点表示此时刻两个物体的速度相同.
(3)A物体的初速度vA0=2 m/s,1 s末A物体的速度为vA=vA0+a1t1=3 m/s,方向与规定的正方向相同;B物体的初速度vB0=8 m/s,1 s末B物体的速度vB=vB0+a2t1=6 m/s,方向与规定的正方向相同.
(4)6 s末A物体的速度为vA′=vA0+a1t6=8 m/s,方向与规定的正方向相同