内容正文:
第2节 匀变速直线运动速度与时间的关系
一、匀变速直线运动
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图像是一条倾斜的直线。
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.速度与时间的关系式:v=v0+at
5.适用范围:做匀变速直线运动的物体。
6.速度与时间的关系式v=v0+at中,末速度v是时间t的一次函数,其v-t图线是一条倾斜的直线,斜率表示加速度a,纵轴截距表示初速度v0。
7.速度与时间的关系式既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动。
8.此公式中有四个物理量,“知三求一”。
9.公式v=v0+at中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,应先选取正方向。一般取v0的方向为正方向(若v0=0,则取运动的方向为正方向)。计算结果中的正、负,应根据正方向的规定加以说明。
【例1】下列关于匀变速直线运动的说法中,正确的是( )
A.某段时间内的平均速度,等于这段时间内的初速和末速之和的一半
B.在任意相等时间内,位移变化快慢相等
C.在任意时刻,速度变化的快慢相同
D.在任意相等的时间内,速度的变化相等
【针对训练1】一物体做初速度为零的匀加速直线运动,第3s初的速度为4m/s,它运动的加速度为( )
A. B. C. D.1
二、刹车中的速度求解问题
1.其特点为匀减速到速度为零后即停止运动,加速度a突然消失。
2.求解时要注意确定其实际运动时间,即要先通过计算判断停止的时间,而后再求某个时刻的速度。
【例2】以72km/h的速度在平直公路上行驶的汽车,遇紧急情况而急刹车获得大小为4m/s2的加速度,则刹车3s后汽车的速度为( )
A.16m/s B.12m/s C.8m/s D.0
【针对训练2】物体做匀减速直线运动直到停止,已知第1s末的速度是10m/s,第3s末的速度是4m/s,则下列结论正确的是( )
A.物体的加速度大小是2m/s2
B.物体的加速度大小是3m/s2
C.物体零时刻的速度是13m/s
D.物体第5s末的速度是2m/s
1.关于物体运动的描述,下列说法正确的是
A.若物体的加速度均匀增加,则物体做匀加速直线运动
B.若物体的加速度均匀减小,则物体做匀减速直线运动
C.若物体加速度与其速度方向相反,则物体做减速直线运动
D.若物体在任意的相等时间间隔内位移相等,则物体做匀变速直线运动
2.对匀变速直线运动的特点,下列说法正确的是( )
A.第1 s末,2 s末,3 s末,…的速度分别为1 m/s,2 m/s,3 m/s,…的直线运动为匀加速直线运动
B.匀减速直线运动中,由于加速度与初速度方向相反,则加速度为负值
C.物体做匀变速直线运动,其加速度是均匀变化的
D.在匀变速直线运动中,相同时间内速度的变化相同
3.某质点做直线运动,其速度与时间的关系式为v=-5t+6(式中时间的单位为s,速度的单位为m/s),以初速度方向为正,下列说法正确的是( )
A.质点的初速度为5 m/s B.质点的初速度为-5 m/s
C.质点的加速度为-5 m/s2 D.质点的加速度为6 m/s2
4.一质点做匀变速直线运动,第5s末速度为v,第9s末速度为,则质点在运动过程中( )
A.加速度为
B.在第5s末到第9s末这段时间内一直做匀减速直线运动
C.第8s初的速度为0
D.第8s末速度为
5.2021年5月15日,“天问一号”探测器成功着陆于火星,在火星上首次留下中国人的印记。若将其最后着陆的过程视为匀减速直线运动,则能表示此过程的图像是( )
A.B.C.D.
6.一物体静止在光滑的固定水平桌面上,现对其施加一水平外力,使它沿水平桌面做直线运动,该物体的v-t图像如图所示,根据图像,下列说法正确的是( )
A.0~6s时间内物体运动的加速度始终没有改变
B.2~3s时间内物体做减速运动
C.第1s末物体的速度方向改变
D.1.5s末和2.5s末两个时刻物体的加速度相同
7.某轿车在紧急刹车时加速度大小为6m/s2。如果必须在5s内停下来,该轿车的行驶速度最大不能超过多少?
8.汽车原来以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使汽车匀减速前进,当车速减到2m/s时,交通灯转为绿色,司机当即放开刹车,并且只用了减速过程的一半时间,将汽车加速到原来的速度,从开始刹车到恢复原来速度的过程用了12s。以初速度方向为正方向。求:
(1)减速与加速过程中的加速度;
(2)开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。
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第2节 匀变速直线运动速度与时间的关系
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