内容正文:
专题一
匀变速直线运动规律的推论
第二章 匀变速直线运动的研究
匀变速直线运动基本公式:
3、速度位移公式:
2、位移时间公式:
1、速度时间公式:
v=v0+at
回顾
物体做初速度为v0的匀加速直线运动,经时间t,速度变为v,求物体运动的平均速度和位移?
v/(m/s)
O
t/s
t
v
v0
匀变速直线运动平均速度公式:
一、平均速度公式
v/(m/s)
O
t/s
t
v
v0
t
匀变速直线运动位移公式:
t
物体做初速度为v0的匀加速直线运动,经时间t,速度变为v,求物体运动的平均速度和位移?
一、平均速度公式
【例题1】某物体做直线运动,物体的v-t图象如图所示,若初速度的大小为v0 ,末速度的大小为v,则在时间t1内物体的平均速度( )
A 等于 =
B 小于 =
C 大于 =
D 条件不足,无法比较
v
v
v0
t1
o
t
C
一、平均速度公式
3、速度与位移关系:
2、位移公式:
1、速度公式:
v=v0+at
= x = t = t
4、平均速度公式:
匀变速直线运动基本公式:
一、平均速度公式
做匀变速直线运动的物体,在一段时间t内的平均速度等于这段时间初、末速度矢量和的一半,还等于这段时间中间时刻的瞬时速度。
推导:
由速度时间公式,中间时刻 的速度:
联立以上两式得:
又:
所以有:
二、中间时刻速度公式
【例题2】有一个做匀变速直线运动的物体,它在两段连续相等时间内通过的位移分别是24m和64m,连续相等的时间是4s。
求:(1)求物体在B点的速度;(2)求物体的加速度。
(1)11m/s; (2)2.5m/s2
二、中间时刻速度公式
做匀变速直线运动的物体,若初速度为,末速度为,则中间位置的速度为:
=
=2a
=2a
对AC段:
对CB段:
三、中间位置速度
=
思考:如何比较中间时刻的速度和中间位移的速度的大小
v/(m/s)
0
t/s
t中间位置
v/(m/s)
0
t/s
t中间位置
结论:
三、中间位置速度
1.初速度为0的匀加速直线运动,质点在1T末、2T末、3T末、4T末……, 瞬时速度之比。
v0=0
v1
v2
v3
v4
四、等分时间规律
2.初速度为0的匀加速直线运动,质点在1T末、2T末、3T末、4T末……,位移之比。
v0=0
v1
v2
v3
v4
四、等分时间规律
3.初速度为0的匀加速直线运动,质点在1T内、2T内、3T内、4T内……,位移之比。
位移之比:
v0=0
v1
v2
v3
v4
四、等分时间规律
T
2T
3T
4T
5T
v
t
v
2v
3v
4v
5v
0
图象法推导:
xⅠ: xⅡ: xⅢ = 1:3:5: … (xⅡ=x2-x1)
x1 : x2 : x3 = 1:22:32: …
四、等分时间规律
做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相邻相等的时间内,位移之差是一个恒量,即:
五、逐差公式
推导:设0时刻(A点)的速度为初速度,则:
△XM N = xM – xN = (M-N) aT 2
拓展:当位移不相邻时:
- = - = - =
- = - = 2
- = 3
五、逐差公式
1.判断物体是否做匀变速直线运动;
应用:
做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相邻相等的时间内,位移之差是一个恒量,即: Δx = aT 2
2.求加速度。
恒量
五、逐差公式
【例题3】某同学使用打点计时器研究小车的速度随时间的变化,得到一条纸带如图所示。打点计时器所用电源频率为50Hz,每隔一个点取一个计数点,得到A、B、C、D、E、F五个计数点。纸带上标注的数据单位为cm。
(1)小车做什么运动?
(2)求打C点时小车的瞬时速度大小?
(3)若小车做匀加速运动,求小车的加速度大小?
五、逐差公式
解:(1)因为AB、𝐵𝐶、𝐶𝐷、𝐷𝐸、𝐸𝐹段时间𝑇相等,为T=0.04s,所以只要这些相等时间间隔的位移之差相等,就能说明小车做匀加速直线运动。 =1.50cm,=3.32cm,=5.46cm,=7.92cm,=10.70cm
=
=
=
=
=
Δx= - = - = - = 0.32cm
因为Δx是一个常数,所以小车做匀加速直线运动。
五、逐差公式
(2)C点的瞬时速度用BD段的平均速度代替, T=0.04s ,则:
= BD = =
= =0.495 m/s
C点瞬时速度vc= 0.495 m/s是真实值还是近似值,为什么?
=
C点是BD段的中间时刻
=
五、逐差公式
- = 3 得:=
- = 3 得:=
= = =
(3)用逐差法求加速度
①舍弃CD段:
=10.70cm-5.46cm=5.24cm
3.32cm
代入数据得:a =2m/s2
五、逐差公式
- = a
(3)用逐差法求加速度
②舍弃AB段:
得:a =
代入数据得:a =2m/s2
=10.70cm-5.46cm=5.24cm
=5.46cm-1.50cm=3.96cm
五、逐差公式
1.初速度为0的匀加速直线运动,质点经过连续相等位移时:
速度之比:
v0=0
v1
v2
v3
v4
x
3x
4x
2x
x
0
六、等分位移规律
2.初速度为0的匀加速直线运动,质点经过连续相等位移时:
所用时间之比:
Δt1:Δt2:Δt3:Δt4
v0=0
v1
v2
v3
v4
x
3x
4x
2x
x
0
Δt1
Δt3
Δt2
Δt4
=: () :(): ()…
=: () :(): ()…
六、等分位移规律
【例题4】(多选)如图所示,光滑斜面AE被分成四个长度相等的部分,即AB=BC=CD=DE,一物体从A点静止释放。
下列结论中正确的是( )
A.物体到达B、C、D、E点的速度之比为1:2:3:4
B.物体从A到达B、C、D、E点经历的时间之比为1: : :2
C.物体在AB段与DE段所用时间之比为(2+ ):1
D.物体通过每一部分时,速度增量相同
BC
六、等分位移规律
(1)1T末、2T末……瞬时速度比:
(2)前1T内、前2T内……位移比:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN=1∶3∶5∶…∶(2n-1)
(3)第1个T内、第2个T内……位移比:
(4) x末、2x末……瞬时速度比:
(5)前1x内、前2x内……时间比:
(6)第1个x、第2个x……时间比:
1.匀变速直线运动的推论
2.匀变速直线运动逐差法求加速度
3.初速度为零的匀加速直线运动的推论
课堂总结
课堂练习
1.物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第4s内与第2s内的位移之差是8m。则下列说法错误的是( )
A.物体运动的加速度为8m/s2
B.第2s末的速度为8m/s
C.第2s内的位移为6m
D.物体在0~3s内的平均速度为6m/s
A
2.北京时间2022年11月20日晩上23:00时,第22届世界杯在卡塔尔正式开幕,图为一个足球被踢出后每隔0.1s拍下的频闪照片x1=1.05m,x2=0.75m,x3=0.45m,x4=0.15m,由此可以判定( )
A.足球做匀变速直线运动
B.足球的加速度大小为20m/s2
C.足球的初速度大小v=8m/s
D.整个过程中足球的平均速度大小为8m/s
课堂练习
A
3.滑雪者以某一初速度从斜面底端冲上斜面做匀减速直线运动,到达斜面顶端时的速度为0,已知滑雪者通过斜面中点时的速度为2m/s,则下列说法正确的是( )
A.滑雪者的初速度为
B.滑雪者在整个斜面上运动的平均速度为
C.前一半位移和后一半位移所需时间之比为
D.斜面长度为8m
B
课堂练习
4.(多选)如图所示让小球从斜面的顶端滚下,用闪光照相机拍摄小球在斜面上的一段运动,已知闪光频率为10Hz,根据此图估算( )
A.小球运动的加速度大小是2.0m/s2
B.小球运动的加速度大小是9.0m/s2
C.小球在C点的瞬时速度大小是1.2m/s
D.小球在C点的瞬时速度大小是2.6m/s
AC
课堂练习
5.在“研究匀变速直线运动”的实验中,已知打点计时器打点频率为50Hz,如图给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得:x1=1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm,x4=2.88cm,x5=3.39cm,x6=3.87cm。求小车加速度的大小。(结果保留2位有效数字)
参考答案: 0.50
课堂练习
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