内容正文:
第二节:匀变速直线运动的规律
必备知识
一、匀变速直线运动的基本规律
1.概念:沿一条直线且加速度不变的运动。
2.分类
(1)匀加速直线运动:a与v方向相同。
(2)匀减速直线运动:a与v方向相反。
3.基本规律
二、匀变速直线运动的重要关系式
1.两个导出式
2.三个重要推论
(1)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量。即位移差:Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2,可以推广到xm-xn=(m-n)aT2。
(2)中间时刻速度v==,即物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初、末时刻速度矢量和的一半。
(3)位移中点的速度v=。
3.初速度为零的匀变速直线运动的四个常用推论
(1)1T末、2T末、3T末…瞬时速度的比为
v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n。
(2)1T内、2T内、3T内…位移的比为
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN=12∶22∶32∶…∶n2。
(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内…位移的比为x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)。
(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为
t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-)。
三、自由落体运动和竖直上抛运动
自由落体运动
运动条件
(1)物体只受重力作用
(2)由静止开始下落
运动性质
初速度为零的匀加速直线运动
运动规律
(1)速度公式:v=gt
(2)位移公式:h=gt2
(3)速度—位移公式:v2=2gh
竖直上抛运动
运动性质
匀变速直线运动
运动规律
(1)速度公式:v=v0-gt
(2)位移公式:h=v0t-gt2
(3)速度—位移关系式:v2-v=-2gh
(4)上升的最大高度:H=
(5)上升到最高点所用时间:t=
基础练
1.如图所示,一个篮球从球蓝上由静止开始匀加速下落,经 =0.8s落到水平地面上,落地时速度大小为 =7.84m/s,然后以速度大小为 =4.16m/s反弹。已知篮球与地面碰撞的时间为0.3s。求∶
(1)篮球在空中下落过程的加速度大小和方向;
(2)篮球在空中下落过程的平均速度大小;
(3)篮球在与地面碰撞过程的加速度大小和方向。
2.一滑块以初速度 开始,从一固定的斜面底端匀减速上滑, 末的速度大小为 ,方向沿斜面向上。斜面足够长,求:
(1)滑块的加速度;
(2) 末滑块的速度大小;
(3)经过多长时间滑块的速度减为零?
3.如图所示,在一平直公路上,一辆汽车从O点由静止开始做匀加速直线运动,已知在2s内经过相距16m的A、B两点,汽车经过B点时的速度为12m/s,求:
(1)汽车经过A点的速度大小;
(2)汽车从O点到A点需要的时间。
4.百龙天梯是张家界的一道靓丽的风景线,百龙天梯在设计上创造了自然和人类伟大奇观,某次乘客乘坐白龙天梯由山顶到达地面,乘客乘坐白龙天梯时,天梯首先向下做匀加速直线运动,速度达到最大后匀速运动,最后使天梯做匀减速直线运动,使天梯静止在地面,已知加速时的加速度为减速时加速度的一半,且天梯加速时下落的高度刚好为 ,整个运动过程所用的总时间为t=74.5s,天梯的最大速度为v=5m/s,求:
(1)天梯匀速的时间;
(2)天梯的高度。
5.钢球从距地面某一高度由静止释放开始做自由落体运动,落地速度为30m/s,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)钢球释放处距地面的高度大小;
(2)钢球落地前最后一秒的平均速度大小。
考点1:匀变速直线运动规律的应用
1.运动学公式中符号的规定:一般规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值。若v0=0,一般以a的方向为正方向。
2.解决运动学问题的基本思路
3.解决匀变速直线运动问题的常用方法
情景特点
思路
公式
已知x、t或已知v、v0
平均速度法
==v=
等时间段
推论法
Δx=aT2或xm-xn=(m-n)aT2
初速度为零的等时间段
比例法
速度比结论位移比结论
初速度为零的等位移段
比例法
时间比结论
末速度为零的匀减速直线运动
逆向思维法
转化为初速度为零的匀加速直线运动
1.如图所示,A、B两球用长1m的绳子相连,用手拿着A球时,B球距地h,释放A后不计空气阻力,两球落地时间差△t=0.2s,g取10m/s2,则h大小为 。
2.设宇航员在某行星上从高32 m处自由释放一重物,测得重物在下落最后1 s内通过的距离为14 m,则该星球的重力加速度为( )
A. 4 m/s2
B. 9.8 m/s2
C. 12 m/s2
D. 18 m/s2
3.一物体以初速度为 做匀减速直线运动,加速度大小为 .求:
(