内容正文:
1.1 运动的描述 匀变速直线运动的三大推论
【基础知识】
匀变速直线运动的3个基本公式:,,.
对于参量、、、和,必须知道五个参量中任意三个参量,才能求解剩下的两个参量。
推论一:(推论成立的条件:质点做匀变速直线运动,每段运动的时间相等且连续。)
推论二:平均速度等于中间时刻速度(推论成立的条件:质点做匀变速直线运动。对于“推论一”能解答的题型,“推论二”一定能解答。)
推论三:=且> 恒成立
例题1: (多选)做匀加速直线运动的质点,在第末的速度为,则( ).
A.前内位移一定是
B.前内位移不一定是
C.加速度一定是
D.加速度不一定是
【解析】已知质点在前内一直做匀加速直线运动,由“推论二”可知,前内的平均速度等于末的瞬时速度,为,前内的位移为,故A正确,B错误;已知质点在第末的速度为瞬时速度,因为初速度未知,所以无法确定其加速度大小,故C错误,D正确.综上可知AD正确.
例题2: 一物体做匀加速直线运动,通过一段位移所用的时间为,紧接着通过下一段位移所用的时间为,求物体运动的加速度大小.
【解析】如图所示的为物体运动的时间轴,第一段时间为,第二段时间为,第一段时间的中间时刻为时刻,第二段时间的中间时刻为时刻,由图知,两中间时刻的时间差为,
第一段位移的中间时刻的速度为,
第二段位移的中间时刻的速度为,
则加速度的大小为
.
例题3:一物体做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,在第1个内运动的位移为,在第2个内运动的位移为,求物体的加速度大小.
【解析】物体运动的时间轴如图所示,第1个的中间时刻为第末,第末的速度为
,
第2个的中间时刻为第末,第末的速度为
,
则物体的加速度大小为
.
例题4:静止于水平地面的一物体在水平拉力作用下开始做匀加速直线运动,物体在运动过程中,从刚运动时开始计时,求第5个内的位移与第11个内的位移比.
【解析】本题若用运动学公式计算,虽可以解答,但比较烦琐,推荐利用平均速度法求解.
解法一:利用运动学公式,设加速度为,则第5个内的位移为,
第11个内的位移为,
联立可得.
解法二:利用平均速度法.
第5个的中间时刻为第末,第11个的中间时刻为第末,故两段时间的平均速度相同,设平均速度为,则.
例题5:原型题7 水平地面上的一物体在水平拉力作用下做匀加速直线运动,加速度的大小为,初速度为,运动时间为,求物体的位移大小.
【解析】解法一:利用运动学公式.
由位移公式得
.
解法二:利用平均速度法.
物体的末速度为,
平均速度为,
物体的位移大小为.
【总结】
1.四个速度关系式
(1)任意时刻的速度公式:
(2)平均速度公式:
(3)中间时刻的瞬时速度:
(4)位移中点的瞬时速度:
2.公式间联系
3.处理匀变速直线运动的方法口诀
一般公式基本法,平均速度简便法.
中间时刻速度法,初速为零比例法.
相邻时间等间隔,位移逐差秒解法.
再添几何图像法,求解运动好方法.
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