内容正文:
主题二 运动和力
第二节 匀变速直线运动
t1
v1
t2
v2
t3
t4
v3
v4
v/m·s-1
0
t/s
Δv
Δt
Δv
Δt
v0
t
v
v0
t
vt
0
【问题引入】
如图是一辆小车的速度随时间的变化图像。小车的速度变化有什么规律?
t1
v1
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v3
v4
v/m·s-1
0
t/s
Δv
Δt
Δv
Δt
v0
一、匀变速直线运动
学
1.定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动,
叫做匀变速直线运动。
2.特点:任意相等时间内的△V相等,速度均匀变化。
3.分类:
(1)匀加速直线运动:物体的速度随时间均匀增加的匀变速直线运动。
(2)匀减速直线运动:物体的速度随时间均匀减小的匀变速直线运动。
t1
v1
t2
v2
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v3
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v/m·s-1
0
t/s
Δv
Δt
Δv
Δt
v0
匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线。
二、匀变速直线运动的加速度
⒈ 定义:
v1----初速度(时间△t开始时的速度)
v2----末速度(时间△t末了时的速度)
⒉ 定义式:
a ----加速度(时间△t范围内的加速度)
⒊ 物理意义:描述物体速度变化的“快慢”
⒋ 单位:在国际单位制中,加速度的单位是m/s2
速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值。
二、匀变速直线运动的加速度
结论:加速度方向和速度变化量的方向相同,与速度方向无关。
在变速直线运动中,速度的方向始终在同一直线上,取初速度V0的方向为正,则:
(1)如果速度增大,即加速直线运动中,末速度Vt大于初速度V0,则ΔV=Vt-V0 > 0,a>0,加速度方向与初速度方向相同.
(2)如果速度减小,即减速直线运动中,末速度Vt小于初速度V0,则ΔV=Vt-V0 < 0,a<0,加速度方向与初速度方向相反.
5.加速度的方向:
二、匀变速直线运动的加速度
例1:关于加速度的概念,以下说法中正确的是( )
A.物体运动加速度的方向与初速度方向相同,物体的运动速度将增大
B.物体运动加速度的大小表示了速度变化的大小
C.加速度的正负表示了物体运动的方向
D.做匀变速直线运动的物体速度增大的过程中,它的加速度一定为正值
A
二、匀变速直线运动的加速度
例2:一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,2 s后速度大小变为10 m/s,则在这2 s内该物体的加速度大小可能为( )
A.2 m/s2 B.3 m/s2 C.5 m/s2 D.7 m/s2
BD
解析
以v1=4 m/s速度方向为正
根据
若v2=10 m/s
若v2= -10 m/s
三、匀变速直线运动的规律
因为加速度保持不变,
由 a=Δv /Δt
Δv=v-v0
Δt=t-0
所以 v=v0+at
1.速度公式
①公式v=v0+at中各符号的含义(1)v0、v分别表示物体的初、末速度.(2)a为物体的加速度,且a为恒量.②公式的矢量性(1)公式中的v0、v、a为矢量,应用公式解题时,一般取v0的方向为正方向,a、v与v0的方向相同时取正值,与v0的方向相反时取负值.
(1)公式推导
(2)注意事项
三、匀变速直线运动的规律
2.位移公式
位移=梯形“面积”
t
v
v0
t
vt
0
(1)公式推导
vt = v0+ at
(2)注意事项
⑴反映了位移随时间的变化规律。
⑵因为υ0、α、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。(一般以υ0的方向为正方向)若物体做匀加速运动,a取正值,若物体做匀减速运动,则a取负值。
(3)若v0=0,
三、匀变速直线运动的规律
3.速度位移公式
速度—时间公式
位移—时间公式
由①式有
可得
将③式代入②式,有
(1)公式推导
(2)注意事项
①
②
③
1、v-x公式适用于已知量和未知量均不涉及时间的问题
2、v-x公式中包含的4个物理量均为矢量,需建立坐标系以确定其正负
三、匀变速直线运动的规律
初速度为零的匀加速直线运动
(1)1 s末、2 s末、3 s末…n s末的速度之比为:
v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n
(2)1 s内、2 s内、3 s内…n s内的位移之比为:
x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶4∶9∶…∶n2
(3)第1 s内、第2 s内、第3 s内…第n s内的位移之比为:
x1′∶x2′∶x3′∶…∶xn′=1∶3∶5∶…∶(2n-1)
注意:末速度为零的匀减速直线运动也可以认为是反向的初速度为零的匀加速直线运动.
三、匀变速直线运动的规律
例3:已知某航空母舰飞行甲板长度为L=300m,某种战斗机在航空母舰上起飞过程中