第2.2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系(高效培优·讲义)物理人教版必修第一册
2026-07-08
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 2. 匀变速直线运动的速度与时间的关系 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 匀变速直线运动速度与时间的关系 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.49 MB |
| 发布时间 | 2026-07-08 |
| 更新时间 | 2026-07-08 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-07-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58693343.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦高中物理匀变速直线运动的速度与时间关系,系统梳理从定义(加速度恒定)到v-t图像分析(斜率表加速度、截距表初速度),再到速度公式v=v₀+at(矢量性及符号运算)的完整学习支架。
特色在于结合实验推导公式培养科学探究能力,通过v-t图像例题总结斜率、截距物理含义落实模型建构,分类练习加速减速情景强化科学推理。课中辅助教师突破矢量性难点,课后真题及三阶练习帮助学生查漏补缺,提升应用能力。
内容正文:
第2.2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 匀变速直线运动图像分析
考点02 匀变速直线运动速度与时间的关系
03 避坑指南·解题通法
角度01 匀变速直线运动速度与时间的关系
角度02 利用v-t图像求加速度
角度03 v-t图像反映的物理量
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.理解匀变速直线运动定义,区分匀加速、匀减速直线运动。
2.熟记速度公式v=v0+at,理解各物理量矢量性,会规范代入正负符号计算。
3.读懂匀变速v-t图像,能由图像求初速度、加速度。
4.能结合实际运动情景,用速度公式解决基础运动问题。
1.结合实验v-t图像推导速度公式,理解斜率代表加速度。
2.规定正方向,分类练习加速、减速情景的符号运算。
3. 通过图像例题,总结截距、斜率的物理含义。
知识导图
考点01 匀变速直线运动图像分析
1、匀变速直线运动的定义:沿着一条直线,且 不变的运动。
2、匀变速直线运动v-t图象:如图所示,匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线。
(1)直线a反映了速度随着时间是均匀增加的,为 的图像。
(2)直线b反映了速度随着时间是均匀减小的,为 的图像。
(3)直线c反映了速度随着时间先均匀 ,后均匀 ,由于加速度不变,整个运动过程也是 。
3、匀变速直线运动的特点:加速度a恒定不变;v-t图象是一条倾斜直线。
4、变加速直线运动的vt图像
(1)非匀变速直线运动的v-t图象是一条曲线,曲线上某点 等于该时刻物体的加速度。
(2)图甲中,在相等的时间Δt内Δv2>Δv1,加速度减小;图乙中,在相等的时间Δt内Δv2<Δv1,加速度增大。
(3)运动特点:沿正方向的变加速直线运动。
【深化点拨】
1.匀变速直线运动的三种解释
(1)加速度恒定不变。
(2)任意相同时间内的速度变化量相等。
(3)速度随时间均匀变化。
2.分析vt图像时应注意的两点
(1)加速度是否变化看有无折点:在折点位置,图线的倾斜程度改变,表示此时刻物体的加速度改变,vt图像为曲线,可认为曲线上处处是折点,加速度时刻在改变。
(2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点:在与时间轴的交点位置前后,纵坐标的符号改变,表示物体的速度方向改变。
3.匀速直线运动(加速度为0的直线运动)中的s-t、v-t图的相互转换
①根据s-t图象,画出相应的v-t图象
分别计算各段的速度,根据时间、速度建立适当的坐标系,作图。
②根据v-t图象,画出相应的s-t图象
s-t图象的斜率等于速度v,建立适当的坐标系,由各段的速度可得一条倾斜的直线。
1.模型火箭沿竖直方向发射,取竖直向上为正方向,一段时间内火箭速度随时间的关系图像如图所示,则火箭到达最大高度的时刻是( )
A. B. C. D.
2.(多选)某质点做直线运动的图像如图所示,在时间段内,关于该质点的运动,下列说法正确的是( )
A.该运动是匀加速直线运动 B.该运动过程中加速度变小
C.该运动过程中的平均速度 D.该运动过程中经过的位移
3.如图所示,是某质点运动的图像,根据图像回答下列问题:
(1)质点在段、段、段各做什么运动?
(2)段、段的加速度各为多少?
(3)求质点在末的速度大小。
考点02 匀变速直线运动速度与时间的关系
1、匀变速直线运动速度与时间的关系公式: ;其中,vt为末速度,v0为初速度,a为加速度,运用此公式解题时要注意公式的矢量性,在直线运动中,如果选定了该直线的一个方向为正方向,则凡与规定正方向相同的矢量在公式中取正值,凡与规定正方向相反的矢量在公式中取负值,因此,应先规定正方向。
(1)公式的意义是做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的速度v0加上在整个过程中速度的变化量at。
(2)一般以v0的方向为正方向,则对于匀加速直线运动,加速度取正值;对于匀减速直线运动,加速度取负值。
2、公式的矢量性
(1)公式中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,首先要规定正方向,一般取v0的方向为正方向,a、v与v0的方向相同时取正值,与v0的方向相反时取负值。计算时将各量的 一并代入计算。
(2)a与v0同向时物体做匀 ,a与v0方向相反时,物体做 。
3、公式的适用条件:只适用于匀 ;包括匀加速和匀减速直线运动。
4、公式的特殊形式
(1)当a=0时,v=v0(匀速直线运动)。
(2)当v0=0时,v=at(由静止开始的匀加速直线运动)。
【深化点拨】
1.匀变速直线运动速度与时间的关系公式解答题的解题步骤:
(1)分清过程(画示意图);
(2)找参量(已知量、未知量);
(3)明确规律(匀加速直线运动、匀减速直线运动等);
(4)利用公式列方程(选取正方向);
(5)求解验算。
2.应用v=v0+at解题步骤
(1)规定一个方向为正方向(一般以初速度的方向为正方向)。
(2)根据规定的正方向确定已知量的正、负,并用带有正、负号的数值表示。
(3)根据速度与时间的关系式列式、求解。
(4)根据计算结果说明所求物理量的大小、方向。
1.物体做匀减速直线运动,初速度,加速度大小,则经过3s物体的速度为( )
A.4m/s B.6m/s C.15m/s D.30m/s
2.(多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻物体的速度为,后速度的大小为 ,则以下说法中有可能的是( )
A.物体速度的变化量大小为 B.物体速度的变化量大小为
C.物体的加速度大小为 D.物体的加速度大小为
3.一辆汽车以36km/h的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起,它以0.6m/s2的加速度加速,10s末因故紧急刹车,随后汽车停了下来,刹车时做匀减速运动的加速度的大小是2m/s2。请问:
(1)汽车在10s末的速度是多少?
(2)汽车从开始刹车到停下来用了多长时间?
匀变速直线运动的速度与时间的关系的综合应用及解题步骤
1.公式应用:必须“规定正方向”
(1)核心规则:v=v0+at是矢量式。在直线运动中,必须先规定一个正方向(通常以初速度 v0的方向为正方向),将矢量运算转化为代数运算。
(2)操作方法:
定正向:一般选初速度 v0方向为正。
判符号:
加速运动:a与v0同向,a取正值(+)。
减速运动(刹车):a与 v0反向,a取负值(−)。
看结果:算出的末速度 v若为正值,说明与初速度同向;若为负值,说明物体已经反向运动。
2.图像分析:必须“看清斜率与截距”
(1)核心规则:v−t图像中,纵轴截距表示初速度v0 ,直线的斜率k表示加速度a。
(2)操作方法:
看斜率:图线向上倾斜, a>0(加速);图线向下倾斜, a<0(减速)。斜率越陡,加速度越大。
看交点:两图线的交点表示此时刻两物体速度相同,而不是相遇(相遇要看面积)。
看面积:图线与时间轴围成的面积表示位移。时间轴上方的面积为正,下方的面积为负。
角度01 匀变速直线运动速度与时间的关系
1.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度为10m/s,历时10s,物体速度大小为5m/s,则下面说法正确的是( )
A.该物体一定做匀减速直线运动,加速度大小为
B.该物体在此时间内可能一直做匀减速直线运动,加速度大小为
C.该物体在此时间内可能先匀减速直线运动再匀加速直线运动,加速度大小为
D.该物体在此时间内不可能做匀加速直线运动
2.(多选)一质点从原点沿x轴正方向运动,其速度v与时间t的关系为(m/s),它的位置坐标x与它的速度v的关系图像如图所示,关于该质点的运动,下列说法正确的是( )
A.该质点的加速度大小为
B.该质点从原点运动到x=21m处所用的时间为3s
C.该质点从原点运动到x=21m处的平均速度大小为7m/s
D.该质点从x=4m处运动到x=21m处的平均速度可能为7m/s
3.一辆汽车以54km/h的速度在平直公路上匀速行驶,从此刻开始计时,汽车先做匀加速运动,后以3m/s2的加速度匀减速刹车,匀加速运动时间为10s,第10s末时汽车的速度大小为25m/s。
(1)求汽车匀加速运动时的加速度大小;
(2)求汽车从刹车到停下来的时间;
(3)求汽车第15s末的速度大小。
角度02 利用v-t图像求加速度
4.物体沿一条东西方向的水平线做直线运动,其速度-时间图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.在8s末,速度为6m/s B.0~2s内,加速度大小为6m/s²
C.6~7s内,物体做加速运动 D.6s末加速度方向发生变化
5.(多选)甲、乙两辆汽车同时从同一位置沿同一直线运动,甲的位移-时间图像和乙的速度-时间图像如图所示,则从原点出发后( )
A.乙车在和加速度相同
B.甲车做往返运动,乙车做单向直线运动
C.甲车的位移为,乙车的加速度为
D.甲车的加速度为、乙车的平均速度为零
6.如图为A、B两物体运动的图像。
(1)A、B两物体的初速度为多少?相同时间内,两物体的速度变化量相同吗?速度变化率相同吗?
(2)依据图像,如何判断两物体加速度的大小及方向?
角度03 v-t图像反映的物理量
7.中国男子米接力队在5月3日举行的2026年世界田联接力赛中以小组第一的成绩获得2027年北京田径世锦赛参赛资格。假设接力比赛中,甲、乙两运动员在直道交接棒过程的图像如图所示。设时刻为交接棒时刻,下列说法正确的是( )
A.甲为接棒运动员,乙为交棒运动员
B.过程中,甲在前,乙在后,二者距离越来越小
C.过程中,接棒运动员的加速度越来越大
D.交接棒时的速度越大,因交接棒而损失的时间越少
8.(多选)质点做直线运动的v-t图像如图所示,该质点( )
A.在第2秒末加速度方向发生了改变 B.在第2秒末速度方向发生了改变
C.第3秒末和第5秒末的位置相同 D.在前2秒内发生的位移为零
9.一质点做直线运动的速度一时间关系图像如图所示,已知某段时间内的平均速度为,且匀减速直线运动的位移与匀加速直线运动的位移相等,匀加速直线运动的加速度大小是匀减速直线运动的加速度大小的2倍,求:
(1)匀减速直线运动的位移大小;
(2)匀加速直线运动的加速度大小;
(3)0时刻以及时刻的速度大小。
【例1】(2026·广东·高考真题)足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时5 s,位移大小为20 m,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是( )
A., B.,
C., D.,
【深化点拨】
(1)匀变速直线运动平均速度推论:物体先匀加速、后匀减速至静止,全程平均速度等于初速度与末速度的平均值,由此直接求出运动过程的峰值速度,是本题核心突破口。
(2)速度取值范围判断:全过程最大速度为计算得出的临界值,运动中任意时刻的瞬时速度都不能超过该峰值,可直接排除速度超标的选项。
(3)加速度临界值推理:加速、减速阶段的运动时长一定小于总全程时间,由此推出加速度存在最小值,加速度不能小于该临界数值,剔除加速度过小的选项。
(4)分段匀变速运动模型:把完整运动拆分为匀加速、匀减速两个阶段,两段运动共享同一个最大速度,两段加速度分别对应加速、减速过程的速度变化快慢。
(5)生活化运动情境建模:以运动员跑动为载体,将现实变速运动抽象为两段匀变速直线运动,考查运动学推论与临界范围分析的综合应用能力。
【变式1-1】(2025·江苏·高考真题)新能源汽车在辅助驾驶系统测试时,感应到前方有障碍物立刻制动,做匀减速直线运动。内速度由减至0。该过程中加速度大小为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2026·湖南·高考真题)某舰载机起飞时,在第2s内的v—t图像如图所示,该段时间内舰载机加速度的大小为( )
A.10m/s2 B.20m/s2 C.30m/s2 D.40m/s2
【变式1-3】(2025·海南·高考真题)ETC是电子不停车收费系统的简称,常见于高速公路出入口,只要在车挡风玻璃上安装一个打卡装置,就能实现快速收费,提高通行效率。如图所示是一辆汽车通过ETC通道运动过程的速度—时间图像,其中时间内的图线是一条平行于轴的直线,则( )
A.汽车在时间内做匀减速直线运动
B.汽车在时间内处于静止状态
C.汽车在和时间内的加速度方向相同
D.汽车在和时间内的速度方向相反
⚡基础速刷
1.一个滑块以初速度在地面上做匀减速直线运动,经过2s停下来,则滑块的加速度大小为( )
A. B. C. D.
2.如图为某物体运动的v-t图像,关于物体在0~2 s内的运动,下列说法正确的是( )
A.物体向负方向运动 B.物体的速度增大
C.物体的加速度增大 D.物体的位移为2 m
3.物体沿一条东西方向的水平线做直线运动,取向东为运动的正方向,其时间图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.在末,物体的速度为 B.内,物体的加速度为
C.内,物体做速度方向向东的减速运动 D.内,物体做速度方向向东的加速运动
4.(多选)如图所示是某物体运动的图像,已知时速度为0,下列说法正确的是( )
A.该物体的运动方向一直不变 B.末物体加速度开始改变
C.物体沿负方向做匀加速运动 D.时和时物体的速率相等
5.(多选)下列关于匀变速直线运动的说法正确的是( )
A.匀变速直线运动的加速度恒定不变
B.匀加速直线运动的速率一定随时间均匀增大
C.匀减速直线运动的速率一定随时间均匀减小
D.匀变速直线运动的图像是条倾斜的直线
6.小汽车刹车做匀减速直线运动,在3s末的速度大小为21m/s,5s末的速度大小为15m/s,求:
(1)该汽车运动的加速度;
(2)该汽车初速度大小;
(3)该汽车在最后2s内的位移大小。
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7.龙江大桥是云南省首座特大跨径钢箱梁悬索桥,也是亚洲山区最大跨径的钢箱梁悬索桥,桥长约为。因大桥限速,一辆以匀速行驶的汽车,在上桥前以的加速度做匀减速直线运动,上桥时速度减至,此后匀速通过大桥。汽车从开始减速到通过大桥的时间约为( )
A.83 s B.87 s C.124 s D.128 s
8.如图所示,一质点由A到C做匀加速直线运动,其运动到A点时速度大小为2m/s,运动到C点时速度大小为6m/s,D点(图中未画出)为 AC 间的一点,质点从A到D和从D到C运动的时间相等,已知AB=BC=4m。下列说法正确的是( )
A.质点到达D点时速度大小为4m/s
B.质点的加速度大小为1m/s2
C.质点从A到B和B到C点的时间之比为
D.A、D与A、C之间的距离之比为
9.(多选)小球以的初速度冲上足够长的光滑斜面,加速度大小为。当小球速度大小为时,所用时间可能是( )
A.3s B.6s C.9s D.12s
10.(多选)如图所示,是某物体做直线运动的图像。下列关于该物体运动的描述正确的是( )
A.第1s内和第3s内物体的运动方向相反 B.内物体的加速度大小恒为
C.第1s内和第4s内物体的位移大小不相等 D.内物体的平均速度大小为
11.学校举行升旗仪式,升旗手小明在国歌响起时开始拉动绳子,国歌结束时国旗速度刚好减为零。已知国歌播放时间为,国旗上升总高度为。假设国旗上升过程分为三个阶段:先以大小为a的加速度做匀加速直线运动,达到最大速度后,以该速度匀速运动一段时间,最后以同样大小为a的加速度做匀减速直线运动直至速度为零。试求:
(1)国旗上升过程的平均速度v;
(2)国旗加速上升的时间、匀速运动的时间和加速度a。
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12.如图,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道AB和粗糙的水平轨道BC组成。t=0时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。若第2 s末和第6 s末速度大小均为8 m/s,第4 s末速度大小为12 m/s,则( )
A.运动员在第4 s末恰好经过B点 B.AB段的加速度大小为2m/s2
C.运动员在第8 s末恰好停在C点 D.运动过程中的最大速度为m/s
13.(多选)如图所示,一辆汽车(视为质点)在平直公路上做匀加速直线运动,依次经过甲、乙、丙三棵树,甲、乙两树之间的距离和乙、丙两树之间的距离相同,汽车通过甲、乙两树间的平均速度是6m/s,通过乙、丙两树间的平均速度是12m/s。下列说法正确的是( )
A.无法求出汽车的加速度大小
B.无法求出汽车通过丙树时的速度大小
C.汽车通过乙树时的速度大小为10m/s
D.汽车通过甲、乙两树间的时间与通过乙、丙两树间的时间可能相等
14.如图所示,某一质点沿着如图所示的直线向右做匀减速运动,依次经过三点,,质点通过过程和过程的平均速度分别为和,求:
(1)质点通过过程和过程的时间之比;
(2)质点运动至点的瞬时速度的大小。
15.如图甲所示,小球从光滑斜面上的A点由静止开始做匀加速直线运动,小球在B点与挡板发生碰撞(碰撞时间忽略不计),然后沿着斜面向上运动,v-t图像如图乙所示,v-t图像中的直线相互平行。已知小球每次与挡板发生碰撞时,碰后的速度大小都变为碰前速度的一半。规定沿斜面向下为正方向。根据图乙信息求:
(1)小球10s末速度;
(2)小球在12s内的位移大小;
(3)小球与挡板第二次碰撞过程的速度变化量。
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第2.2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 匀变速直线运动图像分析
考点02 匀变速直线运动速度与时间的关系
03 避坑指南·解题通法
角度01 匀变速直线运动速度与时间的关系
角度02 利用v-t图像求加速度
角度03 v-t图像反映的物理量
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.理解匀变速直线运动定义,区分匀加速、匀减速直线运动。
2.熟记速度公式v=v0+at,理解各物理量矢量性,会规范代入正负符号计算。
3.读懂匀变速v-t图像,能由图像求初速度、加速度。
4.能结合实际运动情景,用速度公式解决基础运动问题。
1.结合实验v-t图像推导速度公式,理解斜率代表加速度。
2.规定正方向,分类练习加速、减速情景的符号运算。
3. 通过图像例题,总结截距、斜率的物理含义。
知识导图
考点01 匀变速直线运动图像分析
1、匀变速直线运动的定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动。
2、匀变速直线运动v-t图象:如图所示,匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线。
(1)直线a反映了速度随着时间是均匀增加的,为匀加速直线运动的图像。
(2)直线b反映了速度随着时间是均匀减小的,为匀减速直线运动的图像。
(3)直线c反映了速度随着时间先均匀减小,后均匀增加,由于加速度不变,整个运动过程也是匀变速直线运动。
3、匀变速直线运动的特点:加速度a恒定不变;v-t图象是一条倾斜直线。
4、变加速直线运动的vt图像
(1)非匀变速直线运动的v-t图象是一条曲线,曲线上某点切线的斜率等于该时刻物体的加速度。
(2)图甲中,在相等的时间Δt内Δv2>Δv1,加速度减小;图乙中,在相等的时间Δt内Δv2<Δv1,加速度增大。
(3)运动特点:沿正方向的变加速直线运动。
【深化点拨】
1.匀变速直线运动的三种解释
(1)加速度恒定不变。
(2)任意相同时间内的速度变化量相等。
(3)速度随时间均匀变化。
2.分析vt图像时应注意的两点
(1)加速度是否变化看有无折点:在折点位置,图线的倾斜程度改变,表示此时刻物体的加速度改变,vt图像为曲线,可认为曲线上处处是折点,加速度时刻在改变。
(2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点:在与时间轴的交点位置前后,纵坐标的符号改变,表示物体的速度方向改变。
3.匀速直线运动(加速度为0的直线运动)中的s-t、v-t图的相互转换
①根据s-t图象,画出相应的v-t图象
分别计算各段的速度,根据时间、速度建立适当的坐标系,作图。
②根据v-t图象,画出相应的s-t图象
s-t图象的斜率等于速度v,建立适当的坐标系,由各段的速度可得一条倾斜的直线。
1.模型火箭沿竖直方向发射,取竖直向上为正方向,一段时间内火箭速度随时间的关系图像如图所示,则火箭到达最大高度的时刻是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】0∼t3时间内,速度始终为正,说明火箭一直沿竖直向上运动,高度持续增加;
时刻火箭速度减为,此时火箭停止上升,达到最大高度;
时间内,速度变为负,火箭开始向下运动,高度降低。
因此火箭到达最大高度的时刻是。
故选C。
2.(多选)某质点做直线运动的图像如图所示,在时间段内,关于该质点的运动,下列说法正确的是( )
A.该运动是匀加速直线运动 B.该运动过程中加速度变小
C.该运动过程中的平均速度 D.该运动过程中经过的位移
【答案】BC
【详解】A B.v-t 图像的斜率表示加速度,图像斜率逐渐减小,说明加速度变小,A错误,B正确;
C.v-t 图像与时间轴围成的面积表示位移。若物体做初速度为0、末速度为v的匀加速直线运动,位移为,平均速度为;
而该图像的面积大于匀加速的面积,故位移,平均速度,C正确;
D.(利用C解析中的结论),该运动的位移大于,D错误。
故选BC。
3.如图所示,是某质点运动的图像,根据图像回答下列问题:
(1)质点在段、段、段各做什么运动?
(2)段、段的加速度各为多少?
(3)求质点在末的速度大小。
【详解】(1)v—t图像中图像的斜率表示加速度,根据图像可知,AB段质点做匀加速直线运动,BC段质点做匀速直线运动,CD段质点做匀减速直线运动。
(2)AB段质点做匀加速直线运动,加速度为
CD段质点做匀减速直线运动,该段的加速度为
(3)根据图像可知,质点在1s末的速度
考点02 匀变速直线运动速度与时间的关系
1、匀变速直线运动速度与时间的关系公式:v=v0+at;其中,vt为末速度,v0为初速度,a为加速度,运用此公式解题时要注意公式的矢量性,在直线运动中,如果选定了该直线的一个方向为正方向,则凡与规定正方向相同的矢量在公式中取正值,凡与规定正方向相反的矢量在公式中取负值,因此,应先规定正方向。
(1)公式的意义是做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的速度v0加上在整个过程中速度的变化量at。
(2)一般以v0的方向为正方向,则对于匀加速直线运动,加速度取正值;对于匀减速直线运动,加速度取负值。
2、公式的矢量性
(1)公式中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,首先要规定正方向,一般取v0的方向为正方向,a、v与v0的方向相同时取正值,与v0的方向相反时取负值。计算时将各量的数值和正负号一并代入计算。
(2)a与v0同向时物体做匀加速直线运动,a与v0方向相反时,物体做匀减速直线运动。
3、公式的适用条件:只适用于匀变速直线运动;包括匀加速和匀减速直线运动。
4、公式的特殊形式
(1)当a=0时,v=v0(匀速直线运动)。
(2)当v0=0时,v=at(由静止开始的匀加速直线运动)。
【深化点拨】
1.匀变速直线运动速度与时间的关系公式解答题的解题步骤:
(1)分清过程(画示意图);
(2)找参量(已知量、未知量);
(3)明确规律(匀加速直线运动、匀减速直线运动等);
(4)利用公式列方程(选取正方向);
(5)求解验算。
2.应用v=v0+at解题步骤
(1)规定一个方向为正方向(一般以初速度的方向为正方向)。
(2)根据规定的正方向确定已知量的正、负,并用带有正、负号的数值表示。
(3)根据速度与时间的关系式列式、求解。
(4)根据计算结果说明所求物理量的大小、方向。
1.物体做匀减速直线运动,初速度,加速度大小,则经过3s物体的速度为( )
A.4m/s B.6m/s C.15m/s D.30m/s
【答案】A
【详解】物体做匀减速直线运动,则经过3s物体的速度为
故选A。
2.(多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻物体的速度为,后速度的大小为 ,则以下说法中有可能的是( )
A.物体速度的变化量大小为 B.物体速度的变化量大小为
C.物体的加速度大小为 D.物体的加速度大小为
【答案】AD
【详解】若后速度与初速度方向相同,则物体速度的变化量大小为
物体的加速度大小为
若后速度与初速度方向相反,则物体速度的变化量大小为
物体的加速度大小为
故选AD。
3.一辆汽车以36km/h的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起,它以0.6m/s2的加速度加速,10s末因故紧急刹车,随后汽车停了下来,刹车时做匀减速运动的加速度的大小是2m/s2。请问:
(1)汽车在10s末的速度是多少?
(2)汽车从开始刹车到停下来用了多长时间?
【详解】(1)汽车匀速行驶时的速度大小为
从某时刻起,它以0.6m/s2的加速度加速,则汽车在10s末的速度为
(2)刹车时做匀减速运动的加速度的大小是2m/s2,根据
可得汽车从开始刹车到停下来所用时间为
匀变速直线运动的速度与时间的关系的综合应用及解题步骤
1.公式应用:必须“规定正方向”
(1)核心规则:v=v0+at是矢量式。在直线运动中,必须先规定一个正方向(通常以初速度 v0的方向为正方向),将矢量运算转化为代数运算。
(2)操作方法:
定正向:一般选初速度 v0方向为正。
判符号:
加速运动:a与v0同向,a取正值(+)。
减速运动(刹车):a与 v0反向,a取负值(−)。
看结果:算出的末速度 v若为正值,说明与初速度同向;若为负值,说明物体已经反向运动。
2.图像分析:必须“看清斜率与截距”
(1)核心规则:v−t图像中,纵轴截距表示初速度v0 ,直线的斜率k表示加速度a。
(2)操作方法:
看斜率:图线向上倾斜, a>0(加速);图线向下倾斜, a<0(减速)。斜率越陡,加速度越大。
看交点:两图线的交点表示此时刻两物体速度相同,而不是相遇(相遇要看面积)。
看面积:图线与时间轴围成的面积表示位移。时间轴上方的面积为正,下方的面积为负。
角度01 匀变速直线运动速度与时间的关系
1.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度为10m/s,历时10s,物体速度大小为5m/s,则下面说法正确的是( )
A.该物体一定做匀减速直线运动,加速度大小为
B.该物体在此时间内可能一直做匀减速直线运动,加速度大小为
C.该物体在此时间内可能先匀减速直线运动再匀加速直线运动,加速度大小为
D.该物体在此时间内不可能做匀加速直线运动
【答案】B
【详解】若历时10s时的速度方向与初速度方向相同,则加速度:
若历时10s时的速度方向与初速度方向相反,则加速度:
所以该物体在此时间内可能一直做匀减速直线运动,加速度大小为,也可能物体在此时间内先匀减速直线运动再反向匀加速直线运动,加速度大小为,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.(多选)一质点从原点沿x轴正方向运动,其速度v与时间t的关系为(m/s),它的位置坐标x与它的速度v的关系图像如图所示,关于该质点的运动,下列说法正确的是( )
A.该质点的加速度大小为
B.该质点从原点运动到x=21m处所用的时间为3s
C.该质点从原点运动到x=21m处的平均速度大小为7m/s
D.该质点从x=4m处运动到x=21m处的平均速度可能为7m/s
【答案】BC
【详解】ABC.根据该质点的速度与时间的关系可知,t=3s时该质点的速度大小为10m/s,结合加速度的定义式可知,该质点的加速度大小
结合题图可知,此时该质点的位置坐标为x=21m,结合平均速度的定义可知,,故BC正确,A错误;
D.该质点从原点运动到x=21m处的过程中,速度不断增大,因为该质点从原点运动到x=21m处的平均速度大小为7m/s,所以该质点从x=4m处运动到x=21m处的平均速度一定大于7m/s,D错误。
故选BC。
3.一辆汽车以54km/h的速度在平直公路上匀速行驶,从此刻开始计时,汽车先做匀加速运动,后以3m/s2的加速度匀减速刹车,匀加速运动时间为10s,第10s末时汽车的速度大小为25m/s。
(1)求汽车匀加速运动时的加速度大小;
(2)求汽车从刹车到停下来的时间;
(3)求汽车第15s末的速度大小。
【详解】(1)初速度
由
得
(2)汽车停下所需时间为
(3)第15s末时,汽车减速的时间为5s,速度大小为
角度02 利用v-t图像求加速度
4.物体沿一条东西方向的水平线做直线运动,其速度-时间图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.在8s末,速度为6m/s B.0~2s内,加速度大小为6m/s²
C.6~7s内,物体做加速运动 D.6s末加速度方向发生变化
【答案】C
【详解】A.由图像可知,在8s末,速度为-6m/s,A错误;
B.图像的斜率等于加速度可知,0~2s内,加速度大小为,B错误;
C.由图像可知6~7s内,物体沿负方向做加速运动,C正确;
D.由图像可知4~7s内图像的斜率的符号不变,则加速度不变,即6s末加速度方向不发生变化,D错误。
故选C。
5.(多选)甲、乙两辆汽车同时从同一位置沿同一直线运动,甲的位移-时间图像和乙的速度-时间图像如图所示,则从原点出发后( )
A.乙车在和加速度相同
B.甲车做往返运动,乙车做单向直线运动
C.甲车的位移为,乙车的加速度为
D.甲车的加速度为、乙车的平均速度为零
【答案】AC
【详解】A.根据图像的斜率表示加速度,由图乙可知,乙车在和加速度相同,大小均为,故A正确;
B.甲车在朝正方向运动,朝负方向运动,朝正方向运动;乙车在朝正方向运动,朝负方向运动,故甲、乙车均做往返运动,故B错误;
C.甲车朝负方向做匀速直线运动,位移为
根据图像的斜率表示加速度,由图乙可知,乙车的加速度为,故C正确;
D.甲车做匀速直线运动,加速度为0,乙车的位移为零,平均速度为零,故D错误。
故选AC。
6.如图为A、B两物体运动的图像。
(1)A、B两物体的初速度为多少?相同时间内,两物体的速度变化量相同吗?速度变化率相同吗?
(2)依据图像,如何判断两物体加速度的大小及方向?
【详解】(1)A物体的初速度为0,经过时间,A的速度为5m/s,速度变化量为5m/s;B物体的初速度为6m/s,经过时间,B的速度为2m/s,速度变化量为,所以两物体的速度变化量不相同,速度变化率也不相同。
(2)以初速度方向为正方向,A物体的加速度
大小为,方向与初速度方向相同。
B物体的加速度
大小为,方向与初速度方向相反。
也可以通过图像的斜率判断A、B两物体的加速度。斜率为正,加速度方向与规定的正方向相同;斜率为负,加速度方向与规定的正方向相反。斜率的绝对值越大表示加速度越大。
角度03 v-t图像反映的物理量
7.中国男子米接力队在5月3日举行的2026年世界田联接力赛中以小组第一的成绩获得2027年北京田径世锦赛参赛资格。假设接力比赛中,甲、乙两运动员在直道交接棒过程的图像如图所示。设时刻为交接棒时刻,下列说法正确的是( )
A.甲为接棒运动员,乙为交棒运动员
B.过程中,甲在前,乙在后,二者距离越来越小
C.过程中,接棒运动员的加速度越来越大
D.交接棒时的速度越大,因交接棒而损失的时间越少
【答案】D
【详解】A.由图可知,交接棒过程中,接棒运动员在前,从静止开始向前加速运动,交棒运动员在后,开始时交棒运动员速度大于接棒运动员速度,二者之间的距离越来越小,当二者速度相等时,二者距离达到最小,此时要完成交接棒动作。交接棒完成后,接棒运动员继续加速直到达到最大速度,交棒运动员继续减速直到停下,综上分析,甲为交棒运动员,乙为接棒运动员,A错误;
B.根据上述可知,0~t1过程中,乙在前,甲在后,二者距离越来越小,B错误;
C.v—t图像中,图线切线斜率的绝对值表示加速度的大小,由图可知,t1~t2过程中,接棒运动员乙做加速度逐渐减小的加速运动,C错误。
D.交接棒时的速度越大,移动相同位移所需时间越短,因交接棒而损失的时间越少,D正确。
故选D。
8.(多选)质点做直线运动的v-t图像如图所示,该质点( )
A.在第2秒末加速度方向发生了改变 B.在第2秒末速度方向发生了改变
C.第3秒末和第5秒末的位置相同 D.在前2秒内发生的位移为零
【答案】BC
【详解】A.根据速度图像的斜率等于加速度,可知,1~3s内物体的加速度恒定不变,在第2秒末加速度方向没有改变,故A错误;
B.速度的符号表示速度方向,则知在第2秒末速度方向发生了改变,故B正确;
C.根据速度图像与时间轴所围成的“面积”表示位移,图像在时间轴上方时位移为正,图像在时间轴下方时位移为负,由几何知识可知,3~5s内物体的位移为0,所以质点在第3秒末和第5秒末的位置相同,故C正确;
D.在前2秒内发生的位移为,故D错误。
故选BC。
9.一质点做直线运动的速度一时间关系图像如图所示,已知某段时间内的平均速度为,且匀减速直线运动的位移与匀加速直线运动的位移相等,匀加速直线运动的加速度大小是匀减速直线运动的加速度大小的2倍,求:
(1)匀减速直线运动的位移大小;
(2)匀加速直线运动的加速度大小;
(3)0时刻以及时刻的速度大小。
【详解】(1)时间内的平均速度为,则总位移
匀减速直线运动的位移与匀加速直线运动的位移相等,均设为,则
(2)设匀加速直线运动的加速度大小为,则匀减速直线运动的加速度大小为,对匀减速直线运动由逆向思维可得
对匀加速直线运动
结合
综合可得、,
(3)对匀减速直线运动由逆向思维可得0时刻的速度为
对匀加速直线运动时刻的速度
综合计算可得、
【例1】(2026·广东·高考真题)足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时5 s,位移大小为20 m,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】根据题意,设运动过程中最大速度为,则有
代入数据解得
根据题意可知,加速过程或减速过程的最大时间均小于总时间,则有
解得加速过程或减速过程的最小加速度
综上所述,该球员某时刻的速度不可能为,加速度大小不可能为。所以根据题意和选项速度和加速度大小可能是,。
故选A。
【深化点拨】
(1)匀变速直线运动平均速度推论:物体先匀加速、后匀减速至静止,全程平均速度等于初速度与末速度的平均值,由此直接求出运动过程的峰值速度,是本题核心突破口。
(2)速度取值范围判断:全过程最大速度为计算得出的临界值,运动中任意时刻的瞬时速度都不能超过该峰值,可直接排除速度超标的选项。
(3)加速度临界值推理:加速、减速阶段的运动时长一定小于总全程时间,由此推出加速度存在最小值,加速度不能小于该临界数值,剔除加速度过小的选项。
(4)分段匀变速运动模型:把完整运动拆分为匀加速、匀减速两个阶段,两段运动共享同一个最大速度,两段加速度分别对应加速、减速过程的速度变化快慢。
(5)生活化运动情境建模:以运动员跑动为载体,将现实变速运动抽象为两段匀变速直线运动,考查运动学推论与临界范围分析的综合应用能力。
【变式1-1】(2025·江苏·高考真题)新能源汽车在辅助驾驶系统测试时,感应到前方有障碍物立刻制动,做匀减速直线运动。内速度由减至0。该过程中加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据运动学公式,代入数值解得
故加速度大小为。
故选C。
【变式1-2】(2026·湖南·高考真题)某舰载机起飞时,在第2s内的v—t图像如图所示,该段时间内舰载机加速度的大小为( )
A.10m/s2 B.20m/s2 C.30m/s2 D.40m/s2
【答案】B
【详解】根据加速度的定义式
故选B。
【变式1-3】(2025·海南·高考真题)ETC是电子不停车收费系统的简称,常见于高速公路出入口,只要在车挡风玻璃上安装一个打卡装置,就能实现快速收费,提高通行效率。如图所示是一辆汽车通过ETC通道运动过程的速度—时间图像,其中时间内的图线是一条平行于轴的直线,则( )
A.汽车在时间内做匀减速直线运动
B.汽车在时间内处于静止状态
C.汽车在和时间内的加速度方向相同
D.汽车在和时间内的速度方向相反
【答案】A
【详解】A.由图可知图像的斜率表示加速度,时间内加速度为负且恒定,速度为正,加速度方向与速度方向相反,故时,汽车做匀减速直线运动,故A正确;
B.内,汽车做匀速直线运动,故B错误;
C.内加速度为负,内加速度为正,故和内,汽车加速度方向相反,故C错误;
D.和内,汽车速度方向相同,均为正,故D错误。
故选A。
⚡基础速刷
1.一个滑块以初速度在地面上做匀减速直线运动,经过2s停下来,则滑块的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】一个滑块以初速度在地面上做匀减速直线运动,经过2s停下来,根据运动学公式可得
可得加速度大小为
故选B。
2.如图为某物体运动的v-t图像,关于物体在0~2 s内的运动,下列说法正确的是( )
A.物体向负方向运动 B.物体的速度增大
C.物体的加速度增大 D.物体的位移为2 m
【答案】C
【详解】A.由图像可知,在内,物体的速度始终为正值,说明物体向正方向运动,故A错误;
B.由图像可知,物体的速度从减小到,速度在减小,故B错误;
C.图像的斜率表示加速度,由图可知图像切线的斜率绝对值逐渐增大,说明物体的加速度增大,故C正确;
D.图像与时间轴围成的面积表示位移,若物体做匀减速直线运动,位移
由于图线向外凸出,实际面积大于三角形面积,所以位移大于,故D错误。
故选C。
3.物体沿一条东西方向的水平线做直线运动,取向东为运动的正方向,其时间图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.在末,物体的速度为 B.内,物体的加速度为
C.内,物体做速度方向向东的减速运动 D.内,物体做速度方向向东的加速运动
【答案】B
【详解】A.设1s末物体的速度为,根据图像,在内有
得,A错误;
B.0~2s内,物体的加速度为,B正确;
C.依题意,以向东为运动的正方向,6~7s内,速度为负值,大小增大,表明6~7s内,物体做速度方向向西的加速运动,C错误;
D.10~12s内,速度为负值,大小减小,表明10~12s内,物体做速度方向向西的减速运动,D错误。
故选B。
4.(多选)如图所示是某物体运动的图像,已知时速度为0,下列说法正确的是( )
A.该物体的运动方向一直不变 B.末物体加速度开始改变
C.物体沿负方向做匀加速运动 D.时和时物体的速率相等
【答案】CD
【详解】A.该物体的速度先为正后为负,则运动方向在时刻发生改变,故A错误;
B.图像的斜率等于加速度,物体的加速度不变,可知末物体加速度不会改变,故B错误;
C.由题图可知,内物体先向正方向做匀减速运动,内物体沿负方向做匀加速运动,故C正确;
D.由题图可知时和时物体的速度大小相等,方向相反,即速率相等,故D正确。
故选CD。
5.(多选)下列关于匀变速直线运动的说法正确的是( )
A.匀变速直线运动的加速度恒定不变
B.匀加速直线运动的速率一定随时间均匀增大
C.匀减速直线运动的速率一定随时间均匀减小
D.匀变速直线运动的图像是条倾斜的直线
【答案】ABD
【详解】A.匀变速直线运动的定义是加速度大小和方向都恒定的直线运动,因此加速度恒定不变,故A正确;
B.根据速度时间关系可得匀加速直线运动的速率一定随时间均匀增大,故B正确;
C.根据速度时间关系可得匀减速直线运动的速率随时间均匀减小,但是速率减到零后可能反向加速,其速率会增大,故C错误;
D.图像的斜率表示加速度,可得匀变速直线运动的图像是条倾斜的直线,故D正确。
故选ABD。
6.小汽车刹车做匀减速直线运动,在3s末的速度大小为21m/s,5s末的速度大小为15m/s,求:
(1)该汽车运动的加速度;
(2)该汽车初速度大小;
(3)该汽车在最后2s内的位移大小。
【详解】(1)根据
可得物体的加速度为
大小为,方向与初速度方向相反。
(2)由
可得汽车初速度大小
(3)物体做匀减速直线运动,末速度为零,反向看即为初速度为零的匀加速直线运动,所以最后两秒内位移
🚀能力跃升
7.龙江大桥是云南省首座特大跨径钢箱梁悬索桥,也是亚洲山区最大跨径的钢箱梁悬索桥,桥长约为。因大桥限速,一辆以匀速行驶的汽车,在上桥前以的加速度做匀减速直线运动,上桥时速度减至,此后匀速通过大桥。汽车从开始减速到通过大桥的时间约为( )
A.83 s B.87 s C.124 s D.128 s
【答案】D
【详解】初速度,上桥时速度,运动过程分为匀减速和匀速两个阶段。根据匀变速直线运动速度公式
解得减速时间
匀速过桥阶段,由匀速运动公式得时间
总时间
故选D。
8.如图所示,一质点由A到C做匀加速直线运动,其运动到A点时速度大小为2m/s,运动到C点时速度大小为6m/s,D点(图中未画出)为 AC 间的一点,质点从A到D和从D到C运动的时间相等,已知AB=BC=4m。下列说法正确的是( )
A.质点到达D点时速度大小为4m/s
B.质点的加速度大小为1m/s2
C.质点从A到B和B到C点的时间之比为
D.A、D与A、C之间的距离之比为
【答案】A
【详解】A.由于质点从A到D和从D到C运动的时间相等,则质点到达D点时速度大小为,故A正确;
B.质点从A运动到C,有
解得加速度大小为,故B错误;
C.质点从A到B,有
解得
则质点从A到B和B到C点的时间之比为,故C错误;
D.质点从A到D,有
解得
则A、D与A、C之间的距离之比为,故D错误。
故选A。
9.(多选)小球以的初速度冲上足够长的光滑斜面,加速度大小为。当小球速度大小为时,所用时间可能是( )
A.3s B.6s C.9s D.12s
【答案】AC
【详解】取初速度方向为正方向, 初速度,加速度。小球仍向上运动,速度方向与初速度同向, 末速度,代入匀变速速度公式
可得
小球到达最高点后向下返回,速度方向与初速度反向, 末速度,代入公式得
故选AC。
10.(多选)如图所示,是某物体做直线运动的图像。下列关于该物体运动的描述正确的是( )
A.第1s内和第3s内物体的运动方向相反
B.内物体的加速度大小恒为
C.第1s内和第4s内物体的位移大小不相等
D.内物体的平均速度大小为
【答案】BD
【详解】A.由v−t图像可知,物体的速度在第1s内和第3s内都在时间t轴的上方,速度都为正值,运动方向相同,故A错误;
B.由v−t图像的斜率表示加速度可知,物体在内的加速度为,故B正确;
C.由v−t图像的面积表示位移,物体在第1s内和第4s内物体的位移大小都为,故C错误;
D.由v−t图像可知,物体在的位移为
平均速度为,故D正确。
故选BD。
11.学校举行升旗仪式,升旗手小明在国歌响起时开始拉动绳子,国歌结束时国旗速度刚好减为零。已知国歌播放时间为,国旗上升总高度为。假设国旗上升过程分为三个阶段:先以大小为a的加速度做匀加速直线运动,达到最大速度后,以该速度匀速运动一段时间,最后以同样大小为a的加速度做匀减速直线运动直至速度为零。试求:
(1)国旗上升过程的平均速度v;
(2)国旗加速上升的时间、匀速运动的时间和加速度a。
【详解】(1)根据平均速度的公式可得
(2)国旗匀加速上升阶段有
国旗减速阶段有
可得
整个过程中,
解得,,,加速度方向与上升方向一致。
🌟思维挑战
12.如图,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道AB和粗糙的水平轨道BC组成。t=0时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。若第2 s末和第6 s末速度大小均为8 m/s,第4 s末速度大小为12 m/s,则( )
A.运动员在第4 s末恰好经过B点 B.AB段的加速度大小为2m/s2
C.运动员在第8 s末恰好停在C点 D.运动过程中的最大速度为m/s
【答案】D
【详解】B.依题意可知,运动员在第2s末和第6s末速度大小均为8 m/s,第4 s末速度大小为12 m/s,则运动员加速过程的加速度大小为,故B错误;
A.假设第4 s末运动员还在AB段运动,根据运动学公式有运动员在第4 s末的速度大小为
所以运动员在4s前已经经过B点进入BC段运动。故A错误;
C.由上面分析可知,运动员在第4s末到第6s末在BC段做匀减速直线运动,所以在BC段做匀减速直线运动的加速度为
设从第6s末到停止,运动时间为,则有
所以运动员恰好停在C点的时间为,故C错误;
D.设运动员运动过程中的最大速度为,匀加速的运动时间为,则有
同理在BC段的匀减速直线运动中有
联立解得,故D正确。
故选D。
13.(多选)如图所示,一辆汽车(视为质点)在平直公路上做匀加速直线运动,依次经过甲、乙、丙三棵树,甲、乙两树之间的距离和乙、丙两树之间的距离相同,汽车通过甲、乙两树间的平均速度是6m/s,通过乙、丙两树间的平均速度是12m/s。下列说法正确的是( )
A.无法求出汽车的加速度大小
B.无法求出汽车通过丙树时的速度大小
C.汽车通过乙树时的速度大小为10m/s
D.汽车通过甲、乙两树间的时间与通过乙、丙两树间的时间可能相等
【答案】AC
【详解】D.设甲、乙和乙、丙的间距均为x,汽车通过甲、乙两树间的时间与通过乙、丙两树间的时间的比值,故D错误;
ABC.设汽车经过甲树时的速度为v1,汽车的加速度大小为a,通过乙、丙两树间的时间,汽车通过甲、乙两树间的时间,根据匀变速直线运动的推论有,
解得,
根据匀变速直线运动的规律可知,汽车通过乙树时的速度大小
汽车通过丙树时的速度大小
因为T未知,所以无法求出a,故AC正确,B错误。
故选AC。
14.如图所示,某一质点沿着如图所示的直线向右做匀减速运动,依次经过三点,,质点通过过程和过程的平均速度分别为和,求:
(1)质点通过过程和过程的时间之比;
(2)质点运动至点的瞬时速度的大小。
【详解】(1)质点通过过程和过程的时间之比
(2)设加速度为a,R点速度为,S点速度为,T点速度为,RS段时间为t,ST段时间为4t。由平均速度公式得
由速度公式得,
联立解得
15.如图甲所示,小球从光滑斜面上的A点由静止开始做匀加速直线运动,小球在B点与挡板发生碰撞(碰撞时间忽略不计),然后沿着斜面向上运动,v-t图像如图乙所示,v-t图像中的直线相互平行。已知小球每次与挡板发生碰撞时,碰后的速度大小都变为碰前速度的一半。规定沿斜面向下为正方向。根据图乙信息求:
(1)小球10s末速度;
(2)小球在12s内的位移大小;
(3)小球与挡板第二次碰撞过程的速度变化量。
【详解】(1)由图像可知,内小球的加速度为
则小球第10s末速度为
小球10s末速度大小为2m/s,方向向上。
(2)根据图像可知小球在内的位移为
小球在内的位移为
则小球12s内的位移大小24m
(3)由图像可知,小球与挡板第1次碰撞后的速度为,由于小球向上减速和向下加速的加速度相等,所以小球与挡板第2次碰撞前的速度为;已知小球每次与挡板发生碰撞时,碰后的速度大小都变为碰前速度大小的一半,则小球与挡板第2次碰撞后的速度为;
小球与挡板第二次碰撞过程的速度变化量
大小为6m/s,方向向上
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