内容正文:
微专题1 匀变速直线运动规律的推论及应用
物理
[定位·学习目标]
能灵活运用匀变速直线运动的有关公式,熟练掌握各公式的应用。
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突破·关键能力
检测·学习效果
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突破·关键能力
要点归纳
1.匀变速直线运动中,全程的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度,等于这段时间内初速度和末速度的算术平均值。
要点一 平均速度推论公式
物理
典例研习
[例1] 一滑雪运动员从85 m长的山坡上匀加速滑下,初速度是1.8 m/s,末速度是5.0 m/s。求:
(1)滑雪运动员通过这段斜坡需要多长时间;
答案:(1)25 s
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[例1] 一滑雪运动员从85 m长的山坡上匀加速滑下,初速度是1.8 m/s,末速度是5.0 m/s。求:
(2)滑雪运动员通过斜坡中间时刻的瞬时速度大小。
答案:(2)3.4 m/s
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[即时训练1] 汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动,见前方有障碍物立即刹车,刹车后加速度大小为5 m/s2。则汽车刹车后第2 s内的位移和刹车后5 s内的位移分别为( )
A.30 m 40 m B.30 m 37.5 m
C.12.5 m 40 m D.12.5 m 37.5 m
C
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要点归纳
要点二 逐差推论公式
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典例研习
[例2] 一物体从A到C做匀变速直线运动,在连续相等的两个时间间隔内通过的位移分别是24 m和64 m,每一个时间间隔为4 s,求物体的初速度vA、末速度vC及加速度a的大小。
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答案:1 m/s 21 m/s 2.5 m/s2
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[即时训练2] (多选)一质点做匀加速直线运动,第3 s 内的位移是2 m,第4 s内的位移是2.5 m,那么以下说法正确的是( )
A.第2 s内的位移是2.5 m
B.第3 s末的瞬时速度是2.25 m/s
C.质点的加速度是0.125 m/s2
D.质点的加速度是0.5 m/s2
BD
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要点归纳
要点三 中点位置的瞬时速度推论公式
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典例研习
BD
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规律方法
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B
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检测·学习效果
1.(多选)据测,一只成年猎豹能在几秒之内达到108 km/h的最大速度。某猎豹突然起跑追赶猎物的情境如图所示,起跑过程可以看成从静止开始的匀加速直线运动,已知猎豹第2 s内跑了7.5 m,第3 s内跑了12.5 m。则( )
A.猎豹的加速度为5 m/s2
B.猎豹的加速度为10 m/s2
C.猎豹加速到最大速度所用时间为3 s
D.猎豹加速到最大速度所用时间为6 s
AD
解析:由逐差相等公式xⅡ-xⅠ=aT2,代入数据解得猎豹的加速度a=5 m/s2,故A正确, B错误;猎豹的最大速度v=108 km/h=30 m/s,由v=at,解得t=6 s,故C错误,D正确。
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C
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3.一列从车站开出的火车,在平直轨道上做匀加速直线运动,已知这列火车的长度为l,火车头经过某路标时的速度为v1,而车尾经过此路标时的速度为v2,求:
(1)火车中点经过此路标时的速度大小;
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3.一列从车站开出的火车,在平直轨道上做匀加速直线运动,已知这列火车的长度为l,火车头经过某路标时的速度为v1,而车尾经过此路标时的速度为v2,求:
(2)整列火车通过此路标所用的时间t。
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2.推导:在匀变速直线运动中,对于某一段时间t,其中间时刻的瞬时速度=v0+a·t= v0+at,该段时间的末速度v=v0+at,由平均速度的定义式和匀变速直线运动的位移公式整理可得 ===v0+at====,即有===。当题目中不涉及加速度时,可优先选用该公式解题。
注意:公式==,只适用于匀变速直线运动,而=适用于所有运动。
解析:(1)法一 基本公式法
由速度公式v=v0+at和位移公式x=v0t+at2,
代入数据联立解得a=0.128 m/s2,t=25 s。
法二 平均速度公式法
由x=t以及匀变速直线运动的平均速度等于初、末速度的平均值,可知x=t,
代入数据解得t=25 s。
解析:(2)法一 速度公式法
中间时刻t′= s,
由速度公式可知=v0+at′=3.4 m/s。
法二 平均速度公式法
匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于初、末速度的平均值,则==3.4 m/s。
解析:汽车刹车到停止所需的时间t0==4 s,则汽车刹车后5 s内的位移等于4 s内的位移,所以x=t=t=×4 s=40 m。汽车刹车后在1 s末的速度v1=v0-at1=15 m/s, 2 s末的速度v2=v0-at2=10 m/s,则汽车刹车后第2 s内的位移x′=′(t2-t1)= (t2-t1)=12.5 m,选项C正确。
1.匀变速直线运动中,任意两个连续相等的时间间隔T内的位