内容正文:
第6讲 匀变速直线运动的速度与时间的关系
【学习目标】
1. 知道匀变速直线运动的特点及分类.
2. 理解匀变速直线运动的v-t图象特点.
3. 掌握匀变速直线运动的速度公式,并会用公式解决简单的匀变速直线运动问题.
【新知探究】
一、基础知识
1.匀变速直线运动及其 v-t图像
1.定义:沿着一条直线 ,且加速度不变的运动.
2.v-t图像:匀变速直线运动的 v-t图像 是一条 .
3.特点:(1)运动轨迹是直线.
(2)在相等时间内的速度变化量相等,即加速度恒定不变.
4.分类
(1)匀加速直线运动:速度随时间 .
(2)匀减速直线运动:速度随时间
2.速度与时间的关系
速度公式:v= .
二、匀变速直线运动的v-t图像
【例1】科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知( )
A.t3时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
B.0∼t1时间内,训练后运动员的平均加速度大
C.0∼t2时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等
D.t2∼t3时间内,训练后运动员的平均速度小
【变式1】.引体向上是高中学生体质健康标准的测试项目之一、如图甲所示,质量为m=55kg的某同学,双手抓住单杠做引体向上,在竖直向上运动过程中,其重心的速率随时间变化的图像如图乙所示,g取,由图像可知( )
A.t=0.4s时,他正处于超重状态
B.t=0.5s时,他的加速度约为
C.t=1.1s时,他受到单杠的作用力的大小为550N
D.t=1.5s时,他正处于超重状态
三、匀变速直线运动速度和时间关系
【例2】质量m=50kg的人以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡倾角 θ=30°,在t=5s的时间内滑下的路程s=60m(g=10m/s2)。求:
(1)人沿山坡滑下过程中的加速度的大小;
(2)人滑下至60m处的速度的大小;
(3)最后2s内平均速度的大小。
【变式2】某司机在正常情况下的反应时间为0.3s,饮酒后反应时间延长为1s,若该司机开车以10m/s的速度在马路上匀速行驶,在距离路口停车线15m处发现红灯亮起,反应后开始以的加速度刹车。已知红灯会持续10s。
(1)通过计算,判断正常情况下该司机是否会闯红灯;
(2)若该司机酒后驾车,求汽车停下前增加的位移。
【课后反馈】
1. 在运用公式v=v0+at时,关于各个物理量的符号下列说法中正确的是( )
A. 必须规定正方向,式中的v、v0、a才能取正、负号
B. 在任何情况下a>0表示做加速运动,a<0表示做减速运动
C. a的方向总是与v0的方向相同
D. v的方向总是与v0的方向相同
2. 跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地面某一高度静止于空中时,运动员离开飞机自由下落,运动一段时间后打开降落伞,打开伞后运动员以5 m/s2的加速度匀减速下降,则在运动员减速下降的任一秒内( )
A. 这一秒末的速度比前一秒初的速度小5 m/s
B. 这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍
C. 这一秒末的速度比前一秒末的速度小5 m/s
D. 这一秒末的速度是前一秒初的速度的0.2倍
3. 我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,将第三颗北斗导航卫星送入预定轨道,这标志着北斗卫星导航系统工程建设又迈出了重要一步,卫星组网正按计划稳步推进.如图所示,发射过程中某段时间内火箭速度的变化规律为v=(2t+4)m/s,由此可知这段时间内( )
A. 火箭的初速度为2 m/s
B. 火箭的加速度为2 m/s2
C. 在3 s末,火箭的瞬时速度为12 m/s
D. 火箭做匀减速直线运动
4. 一列火车匀减速进站,停靠一段时间后又匀加速(同方向)出站.在如图所示的四个v - t图象中,正确描述了火车运动情况的是( )
5. 一个做匀变速直线运动的质点的v - t图象如图所示,由图象可知其速度—时间的关系为( )
A. v=(4+2t)m/s B. v=(-4+2t)m/s
C. v=(-4-2t)m/s D. v=(4-2t)m/s
6. 甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动的v - t图象如图所示,下列判断正确的是( )
A. 在6 s内甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动
B. 两物体在1 s末相遇
C. 乙在前2 s内做匀加速直线运动,2~6 s做匀减速直线运动
D. 2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反
7. 汽车的加速、减速性