内容正文:
第二讲 匀变速直线运动规律及其应用
第1课时 匀变速直线运动规律(系统知能课)
|纲举目张|·|精要回顾|
[微点判断]
(1)匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动。(×)
(2)匀加速直线运动是速度均匀变化的运动。(√)
(3)匀加速直线运动的位移是均匀增大的。(×)
(4)匀变速直线运动中间时刻的速度一定小于该段时间内位移中点的速度。(√)
(5)若某一物体由某高度由静止下落,则一定做自由落体运动。(×)
(6)做竖直上抛运动的物体,在上升过程中,速度变化量的方向是向下的。(√)
(7)当竖直上抛运动的速度为负值时,位移也一定为负值。(×)
(8)亚里士多德认为物体越重下落越快。(√)
(9)伽利略从理论和实验两个角度证明了轻、重物体下落一样快。(√)
|关键知能|·|升维学习|
逐点清(一) 匀变速直线运动的规律(基础点速过)
基本公式的应用
1.一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动,车头经过站台上三个立柱A、B、C,对应时刻分别为t1、t2、t3,其x-t图像如图所示。则下列说法正确的是( )
A.t1∶t2∶t3=1∶∶
B.车头经过立柱A的速度为
C.车头经过立柱B的速度为
D.车头经过立柱A、B过程中的平均速度为
解析:选D 根据初速度为0的匀加速直线运动的规律可知,只有初速度为0、通过的位移之比为1∶2∶3时,所需时间的比才为1∶∶,故A错误;因为动车做匀减速直线运动,所以车头经过立柱A的速度不可能为0~t1时间内的平均速度,故B错误;t1~t3时间段的平均速度为=,只有匀变速直线运动中间时刻的速度等于该段位移内的平均速度,而B点属于该段的位移中点,故C错误;车头经过立柱A、B过程中的平均速度为v=,故D正确。
刹车问题
2.(2023·河北石家庄高三调研)(多选)某汽车正以72 km/h的速度在公路上行驶,为“礼让行人”,若以5 m/s2的加速度刹车,则以下说法中正确的是( )
A.刹车后2 s时的速度大小为10 m/s
B.汽车滑行40 m停下
C.刹车后6 s内的位移大小为30 m
D.刹车后5 s时的速度大小为0
解析:选ABD 根据题意可知,汽车初速度v0=72 km/h=20 m/s,刹车后t1=2 s时的速度大小为v1=v0-at1=10 m/s,故A正确;根据匀变速直线运动规律有-2ax=0-v02,解得停车时滑行距离为:x=40 m,故B正确;刹车时间为t==4 s,则刹车后6 s内的位移大小为40 m,刹车后5 s时的速度大小为0,故C错误,D正确。
双向可逆类问题
3.在足够长的光滑斜面上,有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动,如果物体的加速度始终为5 m/s2,方向沿斜面向下。那么,经过3 s时物体的速度大小和方向是( )
A.25 m/s,沿斜面向上 B.5 m/s,沿斜面向下
C.5 m/s,沿斜面向上 D.25 m/s,沿斜面向下
解析:选B 取初速度方向为正方向,则v0=10 m/s,a=-5 m/s2,由v=v0+at可得,当t=3 s时,v=-5 m/s,“-”表示速度方向沿斜面向下,故B正确。
多过程问题
4.(2022·全国甲卷)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v0,要通过前方一长为L的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v < v0)。已知列车加速和减速时加速度
的大小分别为a和2a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0 所用时间至少为( )
A.+ B.+
C.+ D.+
解析:选C 由题知当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v < v0),则列车进隧道前必须减速到v,则有v=v0-2at1,解得t1=;匀速通过隧道的时间t2=;列车尾部出隧道后立即加速到v0,有v0=v+at3,解得t3=。则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为t=t1+t2+t3=+。
1.公式间的关系
2.两类特殊的匀减速直线运动
刹车类
特点为匀减速到速度为零后即停止运动,加速度a突然消失,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(到停止运动)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动
双向运动类
如沿光滑斜面上滑的小球,到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑,全过程加速度大小、方向均不变,求解时可对全过程列式,但必须注意x、v、a等矢量的正负号及物理意义
逐点清(二) 解决匀变速直线运动问题的常用方法(提能点优化)
1.[基本公式法]一个质点以初速度v0做匀加速直线运动,加速度大小为a,经过时间t,位移大小为2at2,末速度为v,则v∶v0为( )
A.4∶3 B.3∶1
C.5∶3 D.5∶2
解析:选C 根据匀