内容正文:
第二章 匀变速直线运动的研究
2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
李华在以2m/s的速度过马路时,李明同学从他身后以6m/s的速度跑来并拍了下他的头,李华气不过开始以加速度2m/s-2追赶李明。若李明整个过程中速度不变,请问:
①在整个追赶过程中,两人最远相聚多少米?
②当李华追上李明时,李华的跑过的距离是多少米?
李华在以2m/s的速度过马路时,李明同学从他身后以6m/s的速度跑来并拍了下他的头,李华气不过开始以加速度2m/s-2追赶李明。若李明整个过程中速度不变,请画出两者的 v-t 图像。
t/s
0
v
李明
v/m·s-1
t/s
0
李华
v/m·s-1
v0
经过4秒后李华追上了李明,那李明的位移大小是多少?
t/s
0
v
李 明
v/m·s-1
t
S
公式法:
图像法:
匀速直线运动的位移就是v – t 图线与t轴所夹的矩形“面积”S 。
甲、乙两个物体的运动方向相同吗?两者的位移相同吗?
t/s
O
4
v/m·s-1
t
S1
S2
-4
甲
乙
“面积”也有正负,
面积为正,表示位移的方向为正方向,面积为负,表示位移的方向为负方向
匀变速直线运动的位移与它的v-t 图象是否也有类似的关系?
t
0
v
李 明
v/m·s-1
t
S
t/s
0
李 华
v/m·s-1
v0
t
位移?
面积S=位移?
能不能用 x=vt 去估算匀变速直线运动的位移?
t/s
0
v/m·s-1
v0
t
准确吗?
S
李 明
①将运动时间2等分, 即粗略认为 内为匀速运动
t/s
0
v/m·s-1
2
4
S1
S2
准确吗?
稍微准确一些
时刻( s) 0 2
速度(m/s) 2 4
6
2
t/s
0
v/m·s-1
2
2
S1
S2
1
6
准确吗?
稍微更准确一些
4
8
3
4
S3
S4
②将运动时间4等分,即粗略认为 内为匀速运动
时刻( s) 0 1 2 3
速度(m/s) 2 4 6 8
t
v
0
v0
△t
△t→0时,把这一小段时间内的匀变速直线运动近似看作是匀速直线运动
v
按照这个思路,怎么把“粗略”变为“近似”?
t
t+△t
②想要更精确,就要分割的更多
①把过程分割成几个部分,粗略认为每部分做匀速直线运动,用x=vt求位移
③如果分隔为无穷多份,即每一份的△t→0,这无穷多份“匀速运动”的位移求和,就能准确代表整个匀变速直线运动的位移了
微元法
无穷多份“匀速运动”的位移求和,在v-t图像中就是哪一块的面积?
t
0
v
C
A
S
B
匀变速直线运动的位移与时间的关系式
v
v0
s1=v0t
s2=at2
v
s1
s2
C
B
D
t
v
O
t
v0产生的位移
t
v
O
t
+
匀变速直线运动的位移与时间的关系式
v0、a、x均为矢量,使用 公式时应先规定正方向,各物理量统一单位。常用国际单位制中的单位。
说明:
当 ,物体做初速度为0的匀加速直线运动;
当 ,物体做匀速直线运动
李华在以2m/s的速度过马路时,李明同学从他身后以6m/s的速度跑来并拍了下他的头,李华气不过开始以加速度2m/s-2追赶李明。若李明整个过程中速度不变,请问:
①在整个追赶过程中,两人最远相聚多少米?
②当李华追上李明时,李华的跑过的距离是多少米?
t/s
O
v
v/m·s-1
v0
t
在李华的速度跟李明相等前,两者间的距离在不断变大
李华在以2m/s的速度过马路时,李明同学从他身后以6m/s的速度跑来并拍了下他的头,李华气不过开始以加速度2m/s-2追赶李明。若李明整个过程中速度不变,请问:
①在整个追赶过程中,两人最远相聚多少米?
例:在平直公路上,一汽车的速度为15 m/s.从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2 m/s2的加速度运动,问刹车后10 s末车离开始刹车点多远?
由
说明刹车后7.5 s 汽车停止运动
正确解析:设车实际运动时间为t0,以汽车初速度方向为正方向
位移
则:v0 =15 m/s a= - 2 m/s2
方向与正方向相同
得运动时间
初速度、末速度、加速度已知,但时间未知
匀变速直线运动的位移与时间的关系式:
未知量
用已知量表示
时间 t 可以用已知的v0、v、a怎么去表示呢?
匀变速直线运动的位移与时间的关系式:
匀变速直线运动的位移与时间的关系式:
匀变速直线运动的速度与位移的关系式:
如图所示,一小球从A点由静止开始沿斜面做匀变速直线运动,若到达B点时速度为v,到达