1、第三节 从自由落体到匀变速直线运动,1.匀变速直线运动的四个基本公式 (1)速度公式:vt_. (2)位移公式:s_. (3)位移与速度的关系式:_.,(4)平均速度公式:,v0at,2.匀变速直线运动中三个常用的结论 (1)匀变速直线运动的物体在连续相等时间内的位移之差 相等.即ss2s1s3s2s4s3aT2 ,可以推广到,s msn_.,(mn)aT2,(2)物体在某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间,123n,122232n2,3.初速度为零的匀变速直线运动的推论 (1)1T 末、2T 末、3T 末、nT 末瞬时速度之比为: v1v2v3vn_. (2)1T 内、2T 内、3T 内
2、、nT 内的位移之比为: s1s2s3sn_. (3)第一个 T 内,第二个 T 内,第三个 T 内,第 n 个 T,内位移之比为:,135(2n1),s1s2s3sn_.,(4)通过前s、前2s、前3s、的速度之比为: v1v2v3vn_. (5)通过前s、前2s、前3s、的位移所用时间之比为: t1t2t3tn_. (6)通过连续相等的位移所用时间之比为: t1t2t3tn_,_.,),4.物体做匀加速直线运动,已知加速度为 2 m/s2,那么( A.在任意时间内,物体的末速度一定等于初速度的 2 倍 B.在任意时间内,物体的末速度一定比初速度大 2 m/s C.在任意一秒内,物体的末速度
3、一定比初速度大 2 m/s D.第 n s 的初速度一定比第(n1) s 的末速度大 2 m/s,答案:C,解析:由速度公式vtv0at可知,在任意时间t内,vt为任意值,所以A错;在一定时间t内的速度增量vvtv0at,它的大小既与a有关,又与t有关,当t为任意值时,v也为任意值,因此B错;当t1 s,a2 m/s2时,v2 m/s,即末速度比初速度大2 m/s,所以C对;由于第n s初和第(n1) s末是同一时刻,同一时刻对应的速度是相同的,D错.,知识点 1 匀变速直线运动规律,2as,5.速度时间图象的意义 (1)匀变速直线运动图象的斜率表示物体运动的加速度. (2)对于任何形式的直线
4、运动的 vt 图象中,图线与时间轴 所围的面积等于物体的在该段时间内的位移. (3)vt 图象与时间轴围成的面积有正负之分,在时间轴上 方为正,下方为负(表示位移为负方向).如图 2-3-1 所示,图线与 t 轴围成两个三角形,面 积分别为s1和s2,此时s10,0t2时间 内的总位移 s|s2|s1|,若 s0,位移为正;,若 s0,位移为负.,图 2-3-1,【例 1】 火车沿直线铁轨匀加速前进,通过一路标时的速 度为 10.8 km/h,1 min 后变成 54 km/h,又经过一段时间,火车 的速度才达到 64.8 km/h.求所述过程中,火车的位移是多少?,整个过程的平均速度,解法三
5、:位移与速度的关系式法.,【触类旁通】 1.(2014 年云南师大附中月考)火车在平直铁路上以 72 km/h 的速度匀速行驶,现需要在一小站临时停靠,火车减速时加速 度大小为 0.5 m/s2,速度减为零在该站停车 3 min 后又以 0.4 m/s2 的加速度启动,速度到达 72 km/h 后又保持匀速运动,求与不 停车相比,火车因停靠该站延误的时间. 解:v72 km/h20 m/s,知识点 2 匀变速直线运动的几个推论 1.某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均,3.在连续相等的时间 T 内的位移之差为一恒定值,即s aT2(又称匀变速直线运动的判别式),试推导此结论. 推证
6、:设物体以初速度 v0、加速度 a 做匀加速直线运动, 则第 n 个 T 时间内的位移为:,sn_ 第 n1 个 T 时间内的位移为:,sn1_,所以ssn1snaT2.,匀变速直线运动的几个常用的结论 (1)saT2,即任意相邻相等时间内的位移之差相等,可以 推广到smsn(mn)aT2.,间内的平均速度.,【例 2】 一个做匀加速直线运动的质点在连续相等的两个 时间间隔内通过的位移分别是 24 m 和 64 m,每一个时间间隔 为 4 s,求质点的初速度和加速度.,解:匀变速直线运动的规律可用多个公式描述,因而选择,不同的公式所对应的解决方法也不相同.,解法一:基本公式法.,画出运动过程示
7、意图,如图 2-3-2 所示,因题目中只涉及,位移与时间,故选择位移公式,有,图 2-3-2,【触类旁通】,2.一架载满乘客的客机由于某种原因紧急着陆,着陆时的 加速度大小为 6.0 m/s2,着陆前的速度为 60 m/s,问飞机着陆后 12 s 内滑行的距离多大?,图 2-3-3,解:客机停止所需要的时间为,因此 12 s 前客机已经停止.则,应用匀变速直线运动规律解题 1.解题时巧选公式的基本方法,2.匀变速直线运动问题的解题步骤 (1)根据题意,确定研究对象.,(2)明确物体做什么运动,并且画出运动示意图.,(3)分析研究对象的运动过程及特点,合理选择公式,注意,多个运动过程的联系.,(
8、4)确定正方向,列方程求解. (5)对结果进行讨论、验算.,【例 3】 一物体做初速度为零的匀加速直线运动,从开始 运动起,物体分别通过连续三段位移时间之比是 123,求 这三段位移的大小之比. 解:题中要求的位移比不是连续相等时间间隔的位移比, 可以依据运动学公式分别求出各阶段时间内的位移进行比较, 也可巧用连续相等时间内的位移比.,解法二:若根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等的 时间间隔内的位移之比为连续奇数之比,再将总时间分为(12 3)6 段,则,s1s2s3s4s5s61357911 故ssss1(s2s3)(s4s5s6) 1(35)(7911)1827.,【触类旁通】,3.(2014 年洛阳期中)某质点 0 s 时自静止开始以加速度 a1 2 m/s2 从 A 点出发,做匀加速直线运动;5 s 时开始做匀速直 线运动,10 s 时开始做匀减速直线运动,12 s 时恰好静止在 B 点.求:,(1)质点做匀减速运动的加速度. (2)12 s 内质点的位移的大小.,
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