内容正文:
第2讲 匀变速直线运动的规律
(见复习讲义P5)
知识点一 匀变速直线运动的规律
1.匀变速直线运动
沿着一条直线,且__加速度__不变的运动.
2.匀变速直线运动的基本规律
(1)速度与时间的关系式:v=__v0+at__.
(2)位移与时间的关系式:x= v0t+at2 .
(3)速度与位移的关系式:v2-v=__2ax__.
知识点二 匀变速直线运动的推论
1.三个推论
(1)连续相等的相邻时间间隔T内的位移差相等,即x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=__aT2__.
(2)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间初、末时刻速度矢量和的__一半__,还等于该段时间中间时刻的瞬时速度.
平均速度公式:==v.
(3)位移中点速度v=.
2.初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论
(1)T末、2T末、3T末、…、nT末的瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn=__1∶2∶3∶…∶n__.
(2)前T内、前2T内、前3T内、…、前nT内的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn=__12∶22∶32∶…∶n2__.
(3)第1个T内、第2个T内、第3个T内、…、第N个T内的位移之比为xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN=__1∶3∶5∶…∶(2n-1)__.
(4)通过连续相等的位移所用时间之比为t1∶t2∶t3∶…∶tn= 1∶(-1)∶(-)∶(2-)∶…∶(-) .
知识点三 自由落体运动和竖直上抛运动
1.自由落体运动
(1)条件:物体只受__重力__,从静止开始下落.
(2)基本规律
①速度与时间的关系式:v=__gt__.
②位移与时间的关系式:h= gt2 .
③速度与位移的关系式:v2=__2gh__.
(3)伽利略对自由落体运动的研究
①伽利略通过__逻辑推理__的方法推翻了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的结论.
②伽利略对自由落体运动的研究方法是逻辑推理→猜想与假设→实验验证→合理外推.这种方法的核心是把实验和__逻辑推理__(包括数学演算)和谐地结合起来.
2.竖直上抛运动
(1)运动特点:初速度方向竖直向上,加速度为g,上升阶段做匀减速直线运动,下降阶段做__自由落体__运动.
(2)运动性质:__匀变速__直线运动.
(3)基本规律
①速度与时间的关系式:__v=v0-gt__.
②位移与时间的关系式: x=v0t-gt2 .
1.判断下列说法的正误.
(1)在匀加速直线运动中,中间时刻的速度一定小于该段时间位移中点的速度.( )
(2)在匀减速直线运动中,中间时刻的速度一定小于该段时间位移中点的速度.( )
(3)做竖直上抛运动的物体到达最高点时处于静止状态.( )
(4)竖直上抛运动的上升阶段和下落阶段速度变化的方向都是向下的.( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√
2.汽车在水平地面上因故刹车,可以看作是匀减速直线运动,其位移与时间的关系是x=(16t-2t2) m,则它在停止运动前最后1 s内的平均速度为( )
A.6 m/s B.4 m/s
C.2 m/s D.1 m/s
答案 C
解析 根据匀变速直线运动的位移时间关系x=v0t+at2=16t-2t2,得v0=16 m/s,a=-4 m/s2,采取逆向思维,在物体停止运动前1 s内的位移x=at2=×4×12 m=2 m,停止运动前最后1 s内的平均速度== m/s=2 m/s.
3.甲、乙两物体分别从10 m和20 m高处同时自由落下,不计空气阻力,下列描述正确的是( )
A.落地时甲的速度是乙的
B.落地的时间甲是乙的2倍
C.下落1 s时甲的速度与乙的速度相同
D.甲、乙两物体在最后1 s内下落的高度相等
答案 C
解析 根据公式v2=2gh可得落地速度v=,所以落地速度甲是乙的倍,选项A错误;根据公式h=gt2可得落地时间t=,所以落地时间甲是乙的倍,选项B错误;根据公式v=gt可得下落1 s时两者的速度相同,选项C正确;甲、乙下落时间不同,所以在最后1 s内的平均速度不同,下落的高度不同,选项D错误.
命题点一 匀变速直线运动的基本规律及应用(自主学习)
1.解题的基本思路
→→→→
2.方法技巧
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
v0、a、t、x
v
x=v0t+at2
v0、v、a、x
t
v2-v=2ax
v0、v、t、x
a
x=t
除时间t外,x、v0、v、a均为矢量,所以需要确定正方向,一般以v0的方向为正方向.
【例题1】(2021·6月浙江)机动车礼让行人是一种文明行为.如图所示,质量m=1.0×103 kg的汽车以v1=