内容正文:
第二章 匀变速直线运动的研究
习题课1 平均速度公式 中点、中时速度
位移差关系
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第二章 匀变速直线运动的研究
5A新学案 物理 · 必修第一册(人教版)
关键能力·分析应用
中间时刻
一半
匀变速直线运动
AD
C
位移
BCD
B
匀变速直线运动
位移差
A
A
AB
先启动打点记时器,
再放开小车
0.800
2.00
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第二章 匀变速直线运动的研究
5A新学案 物理 · 必修第一册(人教版)
核心
目标
1. 理解、掌握平均速度位移公式、中点速度和中时速度公式,理解、掌握位移差公式Δx=aT2及其推论.
2. 能应用以上关系求解实际情境问题,能处理纸带加速度问题,提高应用数学研究物理问题的能力.
分类悟法
考向1 匀变速直线运动的平均速度、中间时刻速度、位移中点速度
1. 平均速度eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(v0+v,2)=vt/2.
平均速度公式
内容
做匀变速直线运动的物体,在一段时间t内的平均速度等于这段时间内________的瞬时速度,还等于这段时间初、末速度矢量和的____.即 eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(v0+v,2)=vt/2.
推导
eq \o(v,\s\up6( -))=eq \f(x,t)=eq \f(v0t+\f(1,2)at2,t)=v0+a·eq \f(t,2)=vt/2,
eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(x,t)=eq \f(v0t+\f(1,2)at2,t)=v0+a·eq \f(t,2)=eq \f(2v0+at,2)=eq \f(v0+v0+at,2)=eq \f(v0+v,2),故eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(v0+v,2)=vt/2.
注意:eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(v0+v,2)只适用于______________.对于非匀变速直线运动,只能用平均速度的定义式________求解.
结论:在匀变速直线运动中,eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(v0+v,2)=vt/2=eq \f(x,t)是严格成立的,故打点的瞬时速度可以通过求平均速度而解得.
eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(x,t)
(多选)(2022·广东汕头澄海中学)一个物体做匀加速直线运动,在t秒内经过的位移是s,它的初速度为v0,t秒末的速度为vt,则物体在这段时间内的平均速度为( )
A. eq \f(s,t)
B. eq \f(vt-v0,t)
C. eq \f(vt-v0,2)
D. eq \f(vt+v0,2)
解析:根据平均速度的定义式知eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(s,t),又s=v0t+eq \f(1,2)at2,所以eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(s,t)=v0+eq \f(1,2)at;又vt=v0+at,所以eq \o(v,\s\up6(-))=eq \f(v0+vt,2),故A、D正确.
一个质点做匀变速直线运动,经过直线上的A、B、C三点,已知AB=BC=4 m,质点在AB间运动的平均速度为6 m/s,在BC间运动的平均速度为3 m/s,则质点的加速度大小为( )
A. 1.5 m/s2
B. 4 m/s2
C. 3 m/s2
D. -2 m/s2
解析:根据匀变速直线运动一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,可得a=eq \f(v1-v2,\f(x,2v1)+\f(x,2v2))=-3 m/s2,即加速度大小为 3 m/s2,C正确.
2. 位移中点速度v=eq \r(\f(v\o\al(2,0)+v2,2))
位移中点的瞬时速度
内容
在匀变速直线运动中,若初速度为v0,末速度为v,则____中点的瞬时速度为v=eq \r(\f(v\o\al(2,0)+v2,2))
推导
在匀变速直线运动中,对于一段位移x,设初速度为v0,末速度为v,加速度为a,位移中点的瞬时速度为vx/2,前一半位移有veq \o\al(2,x/2)-veq \o\al(2,0)=2a·eq \f(x,2)=ax,后一半位移有v2-veq \o\al(2,x/2)=2a·eq \f(x,2)=ax;联立以上两式有veq \o\al(2,x/2)-veq \o\al(2,0)=v2-veq \o\al(2,x/2),所以vx/2=eq \r(\f(v\o\al(2,0)+v2,2))
3. 中间时刻的瞬时速度(vt/2)与位移中点的瞬时速度(vx/2