内容正文:
第2讲 匀变速直线运动规律
整合教材•夯实必备知识
精研考点•提升关键能力
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一、匀变速直线运动的概念及规律(必修一第二章第2、3节)
1.概念:沿着一条直线,且_______不变的运动。
指大小方向均不变
2.分类
(1)匀加速直线运动:a与v同向;
(2)匀减速直线运动:a与v反向。
加速度
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3.基本公式
(1)速度公式:v=______。
(2)位移公式:x=________。
(3)速度—位移关系式:v2-=____。
v0+at
v0t+at2
2ax
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二、常用推论(必修一第二章第2、3节)
1.匀变速直线运动的三个重要推论
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Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=____
xm-xn=(m-n)aT2
aT2
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2.初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论
(1)1T末、2T末、3T末、…、nT末的瞬时速度之比为
v1∶v2∶v3∶…∶vn=________________。
(2)1T内、2T内、3T内、…、nT内的位移之比为
x1∶x2∶x3∶…∶xn=_________________。
(3)第1个T内、第2个T内、第3个T内、…、
第n个T内的位移之比为
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN=_____________________。
1∶2∶3∶…∶n
1∶4∶9∶…∶n2
1∶3∶5∶…∶(2n-1)
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(4)
从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比
t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶()∶…∶()。
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精研考点•提升关键能力
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考点一 匀变速直线运动的基本规律及应用
【核心要点】
巧选运动学公式解决问题
适宜选用公式 适用情境
v=v0+at
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适宜选用公式 适用情境
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【典例剖析】
角度1 匀变速直线运动基本规律的应用
【典例1】为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从t=0时由静止开始做匀加速运动,加速度大小a=2 m/s2,在t1=10 s时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛,t2=41 s时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速v0=340 m/s,求:
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(1)救护车匀速运动时的速度大小;
答案:(1)20 m/s
【解析】(1)根据匀变速运动速度公式v=at1
可得救护车匀速运动时的速度大小
v=2×10 m/s=20 m/s
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(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
答案: (2)680 m
【解析】(2)救护车加速运动过程中的位移x1=a=100 m,设在t3时刻停止鸣笛,根据t2=41 s时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声可得,+t3=t2
停止鸣笛时救护车距出发处的距离x2=x1+(t3-t1)×v,代入数据联立解得x2=680 m
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【模型构建】
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角度2 刹车问题
【典例2】一辆汽车以某一速度在郊区的水平路面上运动,因前方交通
事故紧急刹车而做匀减速直线运动,最后静止。汽车在最初3 s时间内通
过的位移与最后3 s时间内通过的位移之比为x1∶x2=5∶3,则汽车制动
的总时间t满足 ( )
A.t>6 s B.t=6 s
C.4 s<t<6 s D.t=4 s
√
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【解析】选D。设汽车刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为a,运动
总时间为t,把汽车刹车的匀减速直线运动看成反向的初速度为0的匀加
速直线运动,由逆向思维法求解,则汽车刹车的最后3 s 时间内通过的位
移x2=a×32(m)=a(m),在最初3 s时间内通过的位移x1=at2-a(t-3)2(m)
=a(6t-9)(m),又x1∶x2=5∶3,联立解得t=4 s,选项A、B、C错误,D正确。
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考点二 匀变速直线运动的推论及应用
【核心要点】
解决匀变速直线运动的常用方法
方法 基本公式 适用范围
平均速度法 任何运动
匀变速直线运动
位移差 xm-xn=(m-n)aT2 匀变速直线运动,公式中的两段位移必须是相等时间内的位移
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方法 基本公式 适用范围
比例
法 初速度为零的匀加速直线运动
注意:速度减为零的匀减速直线运动可以逆向利用该比例关系分析求解
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【典例剖析】
角度1 平均速度法
【典例3】物体从A点开始做匀变速直线运动,由A到B用时6 s,由B到C用
时2 s,AB=BC=12 m,则物体的加速度大小为( )
A.1 m/s2 B.2 m/s2
C.3 m/s2 D.4 m/s2
√
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【解析】选A。AB段平均速度为== m/s=2 m/s,BC段平均速度
为== m/s=6 m/s,根据=知,AB段中间时刻的速度v1=
=2 m/s,BC段中间时刻的速度v2==6 m/s,两中间时刻的时间间隔为
Δt=3 s+1 s=4 s,加速度大小为a== m/s2=1 m/s2,故A正确,B、C、
D错误。
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角度2 位移差法
【典例4】如图所示为一辆无人送货车正在做匀加速直线运动。某时刻
起开始计时,在第一个4 s内位移为9.6 m,第二个4 s 内位移为16 m,下列
说法正确的是 ( )
A.计时时刻送货车的速度为0
B.送货车的加速度大小为1.6 m/s2
C.送货车在第1个4 s末的速度大小为3.2 m/s
D.送货车在第2个4 s内的平均速度大小为3.6 m/s
√
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【解析】选C。根据匀变速直线运动推论可得加速度大小为a=
= m/s2=0.4 m/s2,B错误;根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速
度等于该段内的平均速度可知送货车在第1个4 s末的速度大小为
v1== m/s=3.2 m/s,C正确;根据v=v0+at可得,计时时刻送货车
的速度为v0=v1-aT=3.2 m/s-0.4×4 m/s=1.6 m/s,A错误;送货车在第2个
4 s内的平均速度大小为== m/s=4 m/s,D错误。
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角度3 比例法
【典例5】(多选)(2026·中山模拟)如图所示为港珠澳大桥上四段110 m
的等跨钢箱连续梁桥,若汽车(车头)从a点由静止开始做匀加速直线运动,
汽车(车头)通过ab段的时间为t,则下列说法正确的是 ( )
A.汽车(车头)通过cd段的时间为t
B.汽车(车头)通过ce段的时间为(2-)t
C.汽车(车头)通过ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
D.汽车(车头)通过b、c、d、e的速度大小之比为1∶2∶3∶4
√
√
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【解析】选B、C。初速度为零的匀加速直线运动,通过连续相等位移所用
时间之比为tab∶tbc∶tcd∶tde=1∶(-1)∶()∶(2-),所以汽车(车
头)通过cd段的时间为()t,通过ce段的时间为t'=()t+(2-)t
=(2-)t,故A错误,B正确;根据tae=tab+tbc+tcd+tde,可知汽车(车头)通过ae段
的时间为tae=2t,所以b点是ae段中间时刻所在的位置,根据匀变速直线运动
规律,汽车(车头)通过ae段的平均速度等于b点的瞬时速度,故C正确;根据
初速度为零的匀加速直线运动规律可知,通过连续相等位移末速度之比为
v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶∶…∶,则汽车通过b、c、d、e的速度
之比为vb∶vc∶vd∶ve=1∶∶2,故D错误。
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