内容正文:
课时2 匀变速直线运动的规律及其应用
基础梳理
一、匀变速直线运动的基本规律
1.速度与时间的关系式: 。
2.位移与时间的关系式: 。
3.位移与速度的关系式: 。
二、匀变速直线运动的推论
v=v0+at
3.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= 。
aT2
(m-n)aT2
1∶2∶3∶…∶n
(2)1T内、2T内、3T内……位移之比为
x1∶x2∶x3∶…∶xn= 。
(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∶22∶32∶…∶n2
1∶3∶5∶…∶(2n-1)
三、自由落体运动和竖直上抛运动的规律
1.自由落体运动是初速度v0=0,只受重力作用即加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。基本规律有:
(1)速度公式:v= 。
gt
(2)位移公式:h= 。
(3)速度—位移关系式:v2= 。
2.竖直上抛运动的特征是初速度不为零,方向竖直向上,在运动过程中只受重力作用,即加速度a=g的匀变速直线运动。基本规律有:
(1)速度公式:v= 。
(2)位移公式:h= 。
(3)速度—位移关系式: =-2gh。
2gh
v0-gt
夯实考点
[例1] 如图所示,在公路的十字路口,红灯拦停了一车队,拦停的汽车排成笔直的一列,第一辆汽车的前端刚好与路口停止线相齐,汽车长均为L=4.0 m,前面汽车尾部与相邻汽车的前端相距均为d1=1.0 m。为了安全,前面汽车尾部与相邻汽车的前端相距至少为d2=5.0 m才能开动,若汽车都以a=2 m/s2的加速度做匀加速直线运动。绿灯亮起瞬时,第一辆汽车立即开动,求:
(1)第六辆汽车前端刚到达停止线时的速度大小v;
匀变速直线运动基本规律的应用
解析:(1)第六辆汽车前端与停止线的距离
x1=5(L+d1)=25.0 m,由v2=2ax1,得v=10 m/s。
答案:(1)10 m/s
[例1] 如图所示,在公路的十字路口,红灯拦停了一车队,拦停的汽车排成笔直的一列,第一辆汽车的前端刚好与路口停止线相齐,汽车长均为L=4.0 m,前面汽车尾部与相邻汽车的前端相距均为d1=1.0 m。为了安全,前面汽车尾部与相邻汽车的前端相距至少为d2=5.0 m才能开动,若汽车都以a=2 m/s2的加速度做匀加速直线运动。绿灯亮起瞬时,第一辆汽车立即开动,求:
(2)从绿灯刚亮起到第六辆汽车刚开动至少所需时间;
答案:(2)10.0 s
[例1] 如图所示,在公路的十字路口,红灯拦停了一车队,拦停的汽车排成笔直的一列,第一辆汽车的前端刚好与路口停止线相齐,汽车长均为L=4.0 m,前面汽车尾部与相邻汽车的前端相距均为d1=1.0 m。为了安全,前面汽车尾部与相邻汽车的前端相距至少为d2=5.0 m才能开动,若汽车都以a=2 m/s2的加速度做匀加速直线运动。绿灯亮起瞬时,第一辆汽车立即开动,求:
(3)从绿灯刚亮起到第六辆汽车前端与停止线相齐所需最短时间t。
答案:(3)15.0 s
求解匀变速直线运动问题的一般步骤
(1)基本思路
(2)应注意的三类问题
①如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是联系各段的纽带。
②描述匀变速直线运动的基本物理量涉及v0、v、a、x、t五个量,每一个基本公式中都涉及四个量,选择公式时一定要注意分析已知量和待求量,根据所涉及的物理量选择合适的公式求解,会使问题简化。
③对于刹车类问题,当车速度为零时,停止运动,其加速度也突变为零。求解此类问题应先判断车停下所用时间,再选择合适公式求解。
[变式1] 如图所示,一辆长为12 m的客车沿平直公路以8.0 m/s的速度匀速向北行驶,一辆长为10 m的货车由静止开始以2.0 m/s2的加速度由北向南匀加速行
驶,已知货车刚启动时两车相距180 m,求两车错车所用的时间。
答案:0.8 s
匀变速直线运动推论的应用
[例2] 已知O、A、B、C为同一直线上的四点,AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等。求O与A的距离。
15
答案:t
考向1:自由落体运动
自由落体运动和竖直上抛运动
[例3] 跳水运动员训练时从10 m跳台双脚朝下自由落下,某同学利用手机的连拍功能,连拍了多张照片。从其中两张连续的照片中可知,运动员双脚离水面