内容正文:
第2讲 匀变速直线运动的规律
梳理必备知识
回归教材
一、匀变速直线运动的基本规律
1.匀变速直线运动
沿着一条直线且 不变的运动。
2.基本规律
(1)速度与时间的关系式:v= 。
(2)位移与时间的关系式:x= 。
加速度
v0+at
2ax
中间
3.常用推论
一半
(3)任意两个连续相等时间间隔(T)内的位移之差 ,即Δx=x2-x1=
x3-x2=…=xn-xn-1= 。
位移差公式可以推广为xm-xn= 。
相等
aT2
(m-n)aT2
4.初速度为零的匀加速直线运动的推论
(1)按时间等分(设相等的时间间隔为T)的比例式
①T末、2T末、3T末……nT末的瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn= 。
②T内、2T内、3T内……nT内的位移之比为
x1∶x2∶x3∶…∶xn= 。
③第1个T内、第2个T内、第3个T内……第 n个 T内的位移之比为
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN= 。
1∶2∶3∶…∶n
12∶22∶32∶…∶n2
1∶3∶5∶…∶(2n-1)
(2)按位移等分(设相等的位移为x)的比例式
①通过前x、前2x、前3x……前nx时的速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn= 。
②通过前x、前2x、前3x……前nx的位移所用时间之比为
t1∶t2∶t3∶…∶tn= 。
③通过连续相同的位移所用时间之比为
tⅠ∶tⅡ∶tⅢ∶…∶tN= 。
二、自由落体和竖直上抛运动
1.自由落体运动的性质
自由落体运动是初速度为 、加速度为 的匀加速直线运动。解题时利用
公式v= ,h= 。
零
gt
g
分段法 上升阶段:a=g的 直线运动
下降阶段: 运动
全程法 以竖直向上为正方向,将全过程视为初速度为v0、加速度a= 的匀变速直线运动。
常用公式v= ,h= 。
若v>0,物体 ;v<0,物体 。
若h>0,物体在抛出点上方;h<0,物体在抛出点下方
2.竖直上抛运动的研究方法
匀减速
自由落体
-g
v0-gt
上升
下降
[教材情境] (粤教版教材必修第一册第52页)根据我国道路交通管理的相关规定,同一车道行驶的机动车,后车必须根据行驶速度、天气和路面情况,与前车保持必要的安全距离。如图所示的安全距离示意图,标出了一般情况下汽车在不同行驶速度下所对应的大致安全距离。在通常情况下,驾驶者的反应时间(从司机意识到应该停车至操作刹车的时间)与其注意力集中程度、驾驶经验和体力状态有关,平均为0.4~1.5 s,驾驶员酒后的反应时间则可能会大大增加。
驾驶员反应时间内可认为汽车做匀速直线运动。汽车从开始制动到停止所行驶的距离,是衡量汽车制动性能的参数之一,此过程可视为匀减速直线运动。
1.正误辨析
(1)汽车从开始制动到停止所行驶的距离与刹车时速度的平方成正比。( )
(2)刹车过程可看成反向的初速度为零的匀加速直线运动。( )
(3)刹车中间时刻的速度一定小于该段时间内位移中点的速度。( )
(4)以72 km/h的速度在平直公路上行驶的汽车,遇到紧急情况而急刹车获得大小为4 m/s2的加速度,则刹车6 s后汽车的速度为4 m/s。( )
√
√
√
×
2.随着智能手机的使用越来越广泛,一些人在驾车时也常常低头看手机,然而开车时看手机是一种危险驾驶行为,极易引发交通事故。一辆出租车在平直公路上以v0=20 m/s的速度匀速行驶,此时车的正前方x0=63.5 m处停放了一辆电动车,
而出租车司机此时在低头看手机,1.5 s后才发现危险,司机经0.5 s反应时间后,立即采取紧急制动措施,制动加速度恒为5 m/s2。请通过计算判断电动车是否
被撞。
答案:见解析
提升关键能力
突破考点
考点一 匀变速直线运动基本规律的应用
1.正方向的选定
无论是匀加速直线运动还是匀减速直线运动,通常以初速度v0的方向为正方向;当v0=0时,一般以加速度a的方向为正方向。速度、加速度、位移的方向与正方向相同时取正,相反时取负。
2.两种匀减速直线运动的比较
(1)刹车类问题。
①其特点为匀减速到速度为零后停止运动,加速度a突然消失。
②求解时要注意确