内容正文:
第2.2课 匀变速直线运动的速度与时间的关系
解题要点梳理:
1.匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线:(1)v-t图线的斜率的绝对值等于物体的加速度的大小,斜率的正、负表示加速度的方向;(2)v-t图线与纵轴的交点的纵坐标表示物体的初速度。
2.速度和时间关系式v=v0+at的理解
(1)公式的适用条件:公式v=v0+at只适用于匀变速直线运动.
(2)公式的矢量性
a.公式v=v0+at中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,首先应先选取正方向.
b.一般以v0的方向为正方向,此时匀加速直线运动a>0,匀减速直线运动a<0;对计算结果v>0,说明v与v0方向相同;v<0,说明v与v0方向相反.
3.匀减速运动有两种情况:
(1)一种是刹车类的匀减速运动,当车速度减为零时停下来不再运动,故解决刹车类的匀减速运动问题需要判断车停下来的时间;
(2)另一种是刚开始质点做减速运动,速度减为零后又反向做匀加速运动.在处理实际问题时,要注意联系实际进行问题分析。
基础巩固
1.(2021·云南·峨山彝族自治县第一中学高一学业考试)(多选)在公式v=v0+at中,涉及到四个物理量,除时间t是标量外,其余三个v、v0、a都是矢量.在直线运动中这三个矢量的方向都在同一条直线上,当取其中一个量的方向为正方向时,其他两个量的方向与其相同的取正值,与其相反的取负值,若取初速度方向为正方向,则下列说法正确的是( )
A.匀加速直线运动中,加速度a取负值
B.匀加速直线运动中,加速度a取正值
C.匀减速直线运动中,加速度a取负值
D.无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动,加速度a均取正值
2..(2022·河南·信阳市第一高级中学高二期末)道路拥堵已成为现代都市的一大通病,发展“空中轨道列车”(简称空轨)是缓解交通压力的重要举措之一。如图所示,某空轨从甲站沿直线运动到乙站,为了使旅客舒适,其加速度大小不能超过,已知甲、乙两站之间的距离为10km,空轨行驶的最大速度为20m/s,该过程中空轨做加速运动的最短时间为( )
A.4s B.8s C.25s D.50s
3.(2022·重庆·模拟预测)某质点P从静止开始以加速度做匀加速直线运动,经过时间t后立即以大小为的加速度做匀减速直线运动,又经过时间2t后恰好回到出发点,则有( )
A. B. C. D.
4.(2022·云南·宣威市第三中学高一阶段练习)(多选)如图所示是某质点做直线运动的v-t图像,由图可知这个质点的运动情况是( )
A.前5 s做的是匀速运动
B.5~15 s内做匀加速运动,加速度大小为1 m/s2
C.15~20 s内做匀减速运动,加速度大小为3.2 m/s2
D.质点15 s末离出发点最远,20 s末回到出发点
5.(2022·河北承德·高二期末)滑草超级大滑梯深受大人和小孩的喜爱。滑草大滑梯由倾角为a的倾斜滑道和水平滑道平滑连接,如图所示。某同学坐在滑垫上从A点由静止下滑,在倾斜部分做匀加速直线运动,经过B点后在水平部分开始做匀减速直线运动,最后停在C点,整个过程中人与草坪不接触。从刚下滑开始计时,运动过程中该同学的速度大小与对应的时刻如表所示,求滑垫经过B点时的速度大小vB。
t/s
0.0
1.0
2.0
……
9.0
10
11
……
v(m·s-1)
0.0
2.0
4.0
……
11
6.0
1.0
……
6.(2021·全国·高一专题练习)一个质点以初速度在平直的路面上运动,某时刻起,获得一个与初速度方向相反、大小为的加速度,从开始获得加速度的时刻开始计时,求第1s末和第6s末的速度.
7.(2020·江苏省上冈高级中学高二期中)一辆汽车从静止开始启动,做匀加速直线运动,用了10s的时间达到20m/s的速度,然后以这个速度在平直公路上匀速行驶,突然司机发现前方公路上有一只小象,于是立即刹车,如图,刹车过程中做匀减速直线运动,加速度大小为4m/s2,求:
(1)汽车在启动加速时的加速度大小;
(2)开始刹车后2s末的速度大小;
(3)开始刹车后6s内汽车的位移大小。
8.(2021·全国·高一专题练习)火车正常行驶的速度是54km/h,关闭发动机后,开始做匀减速直线运动,6s末的速度是43.2km/h,求:
(1)火车的加速度;
(2)15s末的速度大小;
(3)45s末的速度大小。
能力提升
9.(2022·河南信阳·高二期末)甲、乙两车的速度时间关系图像如图所示,甲的图像是抛物线,虚线p是抛物线在时刻的切线,与乙的图像平行,时刻甲的速度为,下列说法正确的是( )
A.甲乙的平均速度相等
B.甲的速度逐渐增大,加速度逐渐减小
C.甲在时刻的加速度为
D.