一、速度—时间公式:基础回顾:
1.匀变速直线运动的特点 (1)加速度a__________.
(2)v-t图象是一条____________. 2.分类
匀加速直线运动:速度随着时间__________; 匀减速直线运动:速度随着时间__________.
公式:v=v0+at 注意:
1、各量的物理意义
v0是开始计时时的瞬时速度,称为初速度;v是经时间t后的瞬时速度,称为末速度;at是在时间t内的____________,即Δv=at. 2、公式的矢量性
⑴公式中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,一般取v0的方向为正方向,a与v0的方向相同时取___值,与v0的方向相反时取___值.
⑵在计算中要注意:选v0方向为正方向,若物体做匀加速直线运动,a取_____;若物体做匀减速直线运动,a取_____.
3.当v0=0时,v=_____,物体的瞬时速度与时间成正比.
v-t图象的进一步理解
1.匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.其上每一个点表示某一时刻的速度,正负表示速度的_____ (即物体运动的方向);直线的斜率表示_______,斜率的正负表示加速度的_____,斜率为正表示加速度方向与选定的正方向_____,斜率为负表示加速度方向与选定的正方向_____ (注意:不能从斜率正负说明质点做加速运动或减速运动).
2.如果某时间段内v-t图象一段在t轴上方,另一段在t轴下方,但仍是直线,只是说明运动方向发生了改变,但加速度是恒定的,全过程可以看成统一的匀变速直线运动.
3.若v-t图象是曲线,表明物体的加速度是_____的,某时刻曲线____________表示那一时刻的加速度.
精典例题:
例1 如图所示是某物体运动的v-t图象,下列说法正确的是 ( ) A.该物体的加速度一直不变 B.3 s末物体加速度开始改变 C.0~8 s物体一直做匀减速运动
D.t=0时和t=6 s时物体的速率相等
例2 一物体从静止开始以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动,经5 s后做匀速直线运动,最后2 s的时间内物体做匀减速直线运动直至静止.求: (1)物体做匀速直线运动的速度是多大?
(2)物体做匀减速直线运动时的加速度是多大?
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例3 A、B是做匀变速直线运动的两个物体的速度图象,如图所示. (1)A、B各做什么运动并求其加速度; (2)两图象交点的意义; (3)求1 s末A、B的速度; (4)求6 s末A、B的速度.
跟踪训练:1.某物体做匀变速直线运动,在运用公式v=v0+at解题时,若取初速度方向为正方向,则下列说法正确的是 ( )
A.匀加速直线运动中,加速度a取负值 B.匀加速直线运动中,加速度a取正值 C.匀减速直线运动中,加速度a取负值
D.无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动,加速度a均取正值
2.如图所示的四个图象中,表示物体做匀加速直线运动的图象是 ( )
3.甲、乙两质点在同一直线上运动,它们的 v-t图象如图5所示,由图象可知( ) A.在t1时刻,甲和乙的速度相同
B.在t1时刻,甲和乙的速度大小相同,方向相反
C.在t2时刻,甲和乙的速度方向相同,加速度方向相反 D.在t2时刻,甲和乙的速度不相同,加速度方向相同
4.沿竖直方向上升的某电梯的v-t图象如图所示.根据图象回答下列问题: (1)0~2 s内,电梯每秒速度改变量为________; (2)10 s~12 s内,电梯每秒速度改变量为________;
(3)比较0~2 s和10 s~12 s两段时间内电梯的速度变化快慢. (4)2 s~10 s电梯怎样运动?
二、位移—时间公式: 基础回顾:
1.做匀速直线运动的位移公式:x=___.
2.匀速直线运动的v-t图象是一条_____于t轴的直线.
3.v-t图象下面与t轴包围的面积是物体在t时间内的______.
匀变速直线运动的v-t图线与横轴t所围面积的数值等于物体在该段时间内的______的大小. ⑴当“面积”在t轴上方时,位移取______,这表示物体的位移与规定的正方向______. ⑵当“面积”在t轴下方时,位移取______,这表示物体的位移与规定的正方向______. 思考:如果物体运动的v-t图象如图所示,还可以用v-t图象与t轴所围面积表示位移吗?
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公式:x=v0t+at
注意:1、此公式是_____ (填“矢量”或“标量”)式.在应用时首先要选择________,x、v0、a都要根据选定的________带上“+”、“-”号.
2、一般以v0的方向为正方向.若a与v0同向,则a取正值;若a与v0反向,则a取负值;
3、若位移计算结果为正值,说明这段时间内位移的方向为正;若位移计算结果为负值,说明这段时间内位移的方向为负.
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思考:公式x=v0t+at适用于任何形式的运动吗?
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物理情景:一列火车沿直线轨道运动,如图描述了它关于出发点的位移随时间变化的情况.通过分析回答以下问题: ⑴火车最远距离出发点多少米? ⑵试分析火车各阶段的运动状态.
x-t图象
x-t图象表示质点的位移随时间变化的情况.由x-t图象可以知道: ⑴物体在某一时刻所处的______.
⑵任何时间内的位移(大小和方向),或发生一段位移所需要的时间.
⑶匀速直线运动的x-t图象为_________,斜率的大小表示速度的大小.匀变速直线运动的x-t图象为________ (或抛物线的一部分),斜率的大小是变化的,由斜率的变化情况可以得知______的变化情况.
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思考:你能画出初速度为0的匀变速直线运动x=at的x-t图象的草图吗?由x-t图象能看出速度变
2化的情况吗?
精典例题:
例1 图是直升机由地面起飞的速度图象,试计算直升机能到达的最大高度及25 s时直升机所在的高度是多少?
例2 由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1 s内通过0.4 m的位移,问:
例3 如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t图象,对相应的线段所表示的运动,下列说法正确的是( ) A.AB段表示静止
B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移 C.CD段运动方向和BC段运动方向相反
D.CD段运动速度大小大于BC段运动速度大小
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例4 下列所给的图象中能反映做直线运动的物体不会回到初始位置的是 ( )
跟踪训练:1、某质点的位移随时间变化的关系是x=4t+4t2,x与t的单位分别为m和s,下列说法正确的是 ( )
A.v0=4 m/s,a=4 m/s2 B.v0=4 m/s,a=8 m/s2 C.2 s内的位移为24 m D.2 s末的速度为24 m/s
2.如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t图象,对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的是( ) A.OA段运动速度最大 B.AB段物体做匀速运动
C.CD段的运动方向与初始运动方向相反 D.运动4 h汽车的位移大小为30 km
3.某一做直线运动的物体的v-t图象如图所示,根据图象求: (1)物体距出发点的最远距离; (2)前4 s内物体的位移; (3)前4 s内通过的路程.
4.2011年1月11日,我国新型隐形战斗机“歼20”震撼亮相,并胜利完成首飞.战斗机返航时,在跑道上滑行了约240 m后停了下来,用时约6 s.战斗机着地时速度约为多大?
三、速度—位移关系式:
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公式:v2-v 0=2ax
1.此式是矢量式,应用解题时一定要先选定正方向(一般取________为正方向),并注意各量的符号。 2.当v0=0时,公式变为__________________。 3.公式特点:该公式不涉及_______________。
4.公式中所有物理量必须选择同一参考系,且为同一段运动的参数。
精典例题:
例1、射击时,火药在枪筒中燃烧,燃气膨胀,推动弹头加速运动,如果把子弹在枪筒中的运动看做匀加
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速运动,子弹的加速度a=5×10 m/s,枪筒长x=0.64 m,试计算子弹射出枪口时的速度. (1)用匀变速直线运动的位移公式、速度公式求解. (2)用速度公式、位移公式消去时间得到的表达式求解.
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例2 一猎豹以10 m/s的速度奔跑,它发现前方丛林似乎有猎物活动,于是开始减速,当减速奔跑了60 m时,速度减小到2 m/s,试求猎豹的加速度大小.(假设猎豹做匀减速直线运动)
例3 做匀加速直线运动的列车出站时,车头经过站台上的某人面前时速度为1 m/s,车尾经过此人面前时速度为7 m/s,若此人站着一直未动,则车身中部(中点)经过此人面前时的速度是多少?
v-v 0
跟踪训练:1、关于公式x=,下列说法正确的是 ( )
2aA.此公式只适用于匀加速直线运动 B.此公式适用于匀减速直线运动
C.此公式只适用于位移为正的情况 D.此公式不可能出现a、x同时为负值的情况
2、现在的航空母舰上都有帮助飞机起飞的弹射系统,已知型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5 m/s2,起飞速度为50 m/s.若该飞机滑行100 m时起飞,则弹射系统必须使飞机具有的初速度为 ( ) A.30 m/s B.40 m/s C.20 m/s D.10 m/s
3、一滑雪运动员由静止开始沿足够长的斜坡匀加速下滑.当下滑距离为l时,速度为v,那么,当他的速
v
度是时,下滑的距离是 ( )
2l2ll3lA. B. C. D. 2244
4、一列火车由静止以恒定的加速度启动出站,设每节车厢的长度相同,不计车厢间间隙距离,一观察者站在第一节车厢最前面,他通过测量时间估算出第一节车厢尾驶过他时的速度为v0,则第n节车厢尾驶过他时的速度为 ( ) A.nv0 B.n2v0 C.nv0 D.2nv0 5、如图所示,物体A在斜面上由静止开始匀加速滑行距离x1后,又在水平面上匀减速滑行距离x2后停下,测得x2=2x1,则物体在斜面上的加速度a1与在水平面上的加速度a2的大小关系为 ( ) A.a1=a2 1
C.a1=a2
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B.a1=2a2 D.a1=4a2
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