内容正文:
第2节 匀变速直线运动的规律
积累
必备知识
一、匀变速直线运动的基本规律
1.速度—时间关系式:v= 。
2.位移—时间关系式:x= 。
v0+at
位移
3.速度—位移关系式: 。
二、匀变速直线运动的推论
1.位移差公式
Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1= 。
位移差公式可以推广到xm-xn=(m-n)aT2。
aT2
图
像
展
示
4.初速度为零的匀加速直线运动比例式
(1)1T末、2T末、3T末……瞬时速度之比为
v1∶v2∶v3∶…∶vn= 。
(2)1T内、2T内、3T内……位移之比为
x1∶x2∶x3∶…∶xn= 。
1∶2∶3∶…∶n
图像
展示
12∶22∶32∶…∶n2
(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移之比为xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN=
。
1∶3∶5∶…∶(2N-1)
情景
展示
(4)通过连续相等的位移所用时间之比为
t1∶t2∶t3∶…∶tn= 。
情景
展示
三、自由落体运动和竖直上抛运动的规律
重力
静止
gt
2gh
重力
竖直向上
v0-gt
-2gh
1.易错辨析
(1)匀变速直线运动是加速度随时间均匀变化的直线运动。( )
(2)匀加速直线运动的位移随时间是均匀增大的。( )
(3)物体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。 ( )
(4)机动车遇到险情刹车做匀减速直线运动直至停止的过程中一共用时nT,则第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(2n-1)∶…∶5∶3∶1。( )
(5)水滴做自由落体运动的加速度一定等于9.8 m/s2。( )
(6)水滴滴在屋檐下的石板上后,又竖直向上溅起,水滴到达最高点时处于静止状态。 ( )
×
×
√
√
×
×
2.小题试做
(1)一小球自80 m高空做自由落体运动,重力加速度g取10 m/s2,小球在运动开始后的第2 s内的位移与最后1 s内的位移之比为( )
A.1∶5 B.1∶7
C.3∶5 D.3∶7
答案:(1)D
(2)以18 m/s的速度行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,在3 s内前进36 m,则汽车在5 s内的位移为( )
A.50 m B.45 m
C.40.5 m D.40 m
答案:(2)C
(3)在某城市的一条水平道路上,规定车辆行驶速度不得超过30 km/h。在一次交通事故中,肇事车是一辆卡车,测得这辆卡车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为6.25 m,经历时间为1.25 s。判断该车是否超速。
答案:(3)超速
提升
关键能力
考点一 匀变速直线运动的规律及应用
1.(基本公式的应用)(2022·四川绵阳三模)某医院的手术区大门口安装了电控自动门,只需用脚轻踩地上的开关,门板就自动打开或关闭。打开过程中,门板先匀加速后匀减速至速度为零恰好停止,移动的总距离为3 m,经历的总时间为5 s。则在打开过程中,门板移动的最大速度为( )
A.3.33 m/s B.1.67 m/s
C.1.2 m/s D.0.6 m/s
C
2.(刹车问题)(2022·四川凉山期末)一辆轿车在平直公路上行驶,发现前方有行人横穿马路,司机立即刹车,若从刹车开始汽车在运动过程中的位置坐标与时间的关系式为x=25+15t-3t2,则下列说法正确的是( )
A.上述过程轿车的初速度大小为15 m/s,加速度大小为3 m/s2
B.轿车刹车后2 s末的速度大小为9 m/s
C.轿车刹车过程的位移大小为18.75 m
D.前3 s内轿车位移大小为18 m
C
3.(双向可逆类问题)如图所示,一物块(可视为质点)以一定的初速度从一足够长的光滑固定斜面的底端开始上滑,在上滑过程中的最初5 s内和最后5 s内经过的位移之比为11∶5。忽略空气阻力,则此物块从底端开始上滑到返回斜面底端一共经历的时间是( )
A.8 s B.10 s C.16 s D.20 s
C
(1)公式间的关系。
(2)对于运动学基本公式的选用可参考下表所列方法。
(3)特别提醒。
项目 使用方法 注意事项
基本公式的应用 公式法、推论法 一定要选取好正方向,注意矢量的“+”“-”
刹车类问题 逆向思维法 判定停止时间是解题的关键,代入公式计算的一定为实际运动时间
双向可逆类运动 分段法、全程法 注意x、v、a等矢量的正负号及物理意义,并注意多解问题
考