内容正文:
物 理
第一章 运动的描述 匀变速直线运动
第2讲 匀变速直线运动的规律
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at2
3at2
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承上启下
刹车时间
-g
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×
√
×
√
×
√
×
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1.掌握匀变速直线运动的基本公式,并能熟练应用。
2.灵活使用匀变速直线运动的规律解决实际问题。
3.掌握自由落体运动和竖直上抛运动的特点,知道竖直上抛运动的对称性。
【知识总览】
【微点辨析】
(1)匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动。( )
(2)匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动。( )
(3)匀加速直线运动的位移是均匀增大的。( )
(4)在匀变速直线运动中,中间时刻的速度一定小于该段时间内位移中点的速度。( )
(5)物体从某高度处由静止下落一定做自由落体运动。( )
(6)物体做竖直上抛运动,在上升过程中,速度的变化量方向是向下的。( )
(7)物体做竖直上抛运动的速度为负值时,位移也为负值。( )
考点 eq \a\vs4\al(1) 匀变速直线运动的基本规律及应用(互动共研)
1.基本思路
eq \x(\a\al(画过程,示意图)) → eq \x(\a\al(判断运,动性质)) → eq \x(\a\al(选取,正方向)) → eq \x(\a\al(选用公式,列方程)) → eq \x(\a\al(解方程并,加以讨论))
2.方法技巧
题目中所涉及的物理量(包括已知量、待求量)
没有涉及的物理量
适宜选用公式
v0、v、a、t
x
v=v0+at
v0、a、t、x
v
x=v0t+ eq \f(1,2) at2
v0、v、a、x
t
v2-v eq \o\al(\s\up1( 2),\s\do1(0)) =2ax
v0、v、t、x
a
x= eq \f(v+v0,2) t
除时间t外,x、v0、v、a均为矢量,所以需要确定正方向,一般以v0的方向为正方向。
[例1] (2022·浙大附中调研)滑雪运动员以v0=2 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,在t=5 s的时间内滑下的位移x=60 m。求:
(1)滑雪运动员在这5 s内的平均速度大小。
(2)滑雪运动员的加速度大小。
(3)滑雪运动员第5 s末的速度大小。
解析 (1)滑雪运动员在t=5 s的时间内滑下的位移x=60 m,由公式 eq \x\to(v) = eq \f(x,t) 得到滑雪运动员5 s内的平均速度大小为 eq \x\to(v) = eq \f(60,5) m/s=12 m/s。
(2)由位移公式x=v0t+ eq \f(1,2) at2得
加速度大小a= eq \f(2(x-v0t),t2) =4 m/s2。
(3)由v=v0+at得运动员第5 s末的速度大小
v=(2+4×5)m/s=22 m/s。
答案 (1)12 m/s (2)4 m/s2 (3)22 m/s
1.我市境内的高速公路最高限速为100 km/h,某兴趣小组经过查阅得到以下资料
资料一:驾驶员的反应时间为0.3~0.6 s;
资料二:各种路面与轮胎之间的动摩擦因数(如下表)
路面
干沥青路面
干碎石路面
湿沥青路面
动摩擦因数
0.7
0.6~0.7
0.32~0.4
兴趣小组根据以上资料,通过计算判断汽车在高速公路上行驶的安全距离最接近( )
A.200 m
B.150 m
C.100 m
D.50 m
解析 汽车的最高速度为v=100 km/h= eq \f(250,9) m/s,在反应时间内,汽车仍做匀速直线运动,通过的最大距离为x1=vt= eq \f(250,9) ×0.6 m= eq \f(50,3) m,在汽车刹车的过程中,根据匀减速直线运动规律有0-v2=-2μgx2,得x2= eq \f(v2,2μg) =120.6 m,则总位移大小为x=x1+x2=137 m,接近150 m,故选B。
答案 B
逆向思维法分析“刹车类问题”
刹车类问题:指匀减速到速度为零后立即停止运动,加速度a突然消失的问题,求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及最后阶段(到停止)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变