内容正文:
§2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系
观察穿过马路的电动车
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跳伞表演的运动
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运动员在打开伞前做什么样的运动?
在打开降落伞之后又做了什么样的运动呢?
(假设空气阻力恒定)
运动员的速度发生了怎样的变化?
打开降落伞的时间是运动员任意选取的吗?
以下两图为两个质点运动过程中的v-t图象。
表示质点在做什么样的运动?
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.特点:(1)相等时间Δv相等,速度均匀变化;
(2)
=a恒定,保持不变
3.分类
匀加速直线运动:a与v0同向,v越来越大。
匀减速直线运动:a与v0反向,v越来越小。
(3)v-t图象是一条倾斜直线。
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一、匀变速直线运动
1.讨论图像
在以上三个v-t图象中,
取相同时间Δt看速度的
变化量Δv如何变化。
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例1,火车原以10.0 m/s的速度匀速行驶,
后来开始做匀加速直线运动,加速度是0.2 m/s2,
从火车加速起第1 s末、第2 s末、第3 s末……
第t秒末的速度分别是多少?
解析:火车匀加速运动时,速度是均匀增大的.
加速度是0.2 m/s2,说明火车每1 s速度
增大0.2 m/s。
v1=10.0 m/s+0.2 m/s=10.2 m/s
v2=10.2 m/s+0.2 m/s=10.4 m/s
=10.0 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s
v3=10.4 m/s+0.2 m/s=10.6 m/s
=10.0 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s。
由以上可类推:
第t秒末的速度应等于初速度加上t秒内速度的增加,
即为:vt=v0+at。
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二、速度与时间的关系式
对于匀变速直线运动,其加速度是恒定的,
由加速度的定义式a=可得Δv=aΔt,
从运动开始(t=0)到时刻t,
时间的变化量Δt=t,
速度变化量Δv=v-v0,
故v-v0=at,得v=v0+at.
例2,小明驾驶汽车以v=20 m/s的速度匀速行驶,突然前面有紧急情况,如图所示,小明紧急刹车,加速度大小为4 m/s2。求汽车6s末的速度。
解析:在式子v=v0+at中有四个物理量,题目中出现了其中的三个,即v0=20m/s,a=-4m/s2,t=6s代入公式中,
解得:v=v0+at=20+(-4)×6m/s=-4m/s
意思是车正以4 m