匀变速直线运动及图像解析
知识点一:匀变速直线运动规律
(一) 规律:匀变速直线运动(1、直线;2、a 为恒量)
1. 基本公式:(1)速度公式:Vt=V o+at (Vt Vo a t -=
,Vt Vo t a -=) (2)位移公式:S=V ot+12
at 2 (3)速度位移公式:Vt 2-Vo 2=2aS (222Vt Vo a x -=,222Vt Vo x a
-=) 2. 推论公式:(1)平均速度公式:2
x Vo Vt V t +== (2)中间时刻速度:2
2t Vo Vt V V +==
(3)中间位置速度:22
2
2x Vo Vt V += (4)相等的时间间隔,相邻的位移差:2x aT =V ,2()m n x x m n aT -=-
3. 特殊规律:V o=0,则221,,22
Vt at x at Vt ax === (1) 把时间等分:123:::X X X ……=1:4:9……
:::I II III X X X ……=1:3:5:……
123:::V V V ……=1:2:3:……
(2) 把位移等分: 123:::t t t ……=1:2:3:……
:::I II III t t t ……=1:(2-1):(3-2):……
123:::V V V ……=1:2:3:……
【例题1】(基本公式的应用)有位太太以90km/h 的速度驾驶一辆轿车在公路上行驶。由于超速,交警示意她刹车
停下,她只好急刹车,经过6秒钟停下。在刹车过程中,可以把轿车看作匀减速直线运动。问:在这段时间内,该车滑行的距离是多少?
【例题2】(基本公式的应用)某市规定,车辆在市区内行驶的速度不得超过36km/h ,有一辆车遇到紧急情况刹车后,
经时间t =1.5s 停止,量得路面刹车的痕迹长s =9m ,问这车是否违章(刹车后做匀减速运动)?
【例题3】(基本公式的应用)为了测定某辆轿车在平直公路上起动时的加速度(轿车起动时的运动可近似看作匀加
速直线运动),某人拍摄了一张在同一底片上多次
曝光的照片,如图1所示。如果拍摄时每隔2秒
曝光一次,轿车车身总长为4.5米。那么这辆轿
车的加速度约为( )
A .1m/s 2
B .2m/s 2
C .3m/s 2
D .4m/s 2
【例题4】 (基本公式的应用)如图2所示,一木块做匀变速直线运
动.在通过a 点时,速度大小v a =4m/s ,方向向右,经过t =1s
后,该质点在b 点,速度大小v b =5m/s 。求在这一秒内质点的最
大位移是多少?
【例题5】 (刹车问题)以v =36km/h 的速度沿平直公路行驶的汽车,遇障碍刹车后获得大小a =4m/s 2 的加速度,
求刹车后3s 内汽车经过的位移是多少?
【例题6】(相对位移)在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。当旅客把行李放到传送带
上时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进。 设传送带匀速前进的速度为0.25m/s ,把为质量5kg 的木箱静止放入传送带上,由于滑动摩擦力的作用,以6m/s 2 的加速度前进那么,这个木箱放在传送带上后,传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹?
【例题7】(巧用2x aT V )有若干相同的小球,从斜面上的某一位置每隔0.1s 无初速度地
释放一个,在连续释放若干小球后,对斜面上正在滚动的若干小球拍摄到如图所示的照片。
侧得AB=15cm ,BC=20cm 。求:(1)拍摄时B 球得速度(2)A 球上面还有几个正在滚动的
小球(3)拍摄时CD 之间的距离大小
【例题8】(巧用比例法)一列车由等长的车厢连接而成,车厢之间的间隙忽略不计,一人站在站台上与第一节车厢
的最前端相齐,当列车由静止开始做匀加速直线运动时开始计时,测量第一节车厢通过他的时间为2s ,则从第5节至第16节车厢通过他的时间为多少?
【例题9】(巧用逆向思维)一木块以某一初速度在粗糙水平地面上做匀减速直线运动,最后停下来,若此木块在最初5S内通过的路程与最后5S内通过的路程之比11:5,此木块共运动多长时间?
【例题10】(平均速度公式法)一个物体做匀变速直线运动,在第一个4s内的位移是24m,在第二个4s内的位移是64m,则物体的加速度为多大?
随堂练习:
练习1:骑自行车的人以5m/s初速度匀减速地上坡,加速度大小是0.4m/s2 ,斜坡长30m,试求骑车人通过斜坡需要多少时间?
练习2:一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s。在这一秒内该物体的()A.位移的大小可能小于4m
B.位移的大小可能大于10m
C.加速度的大小可能小于4m/s2
D.加速度的大小可能大于10m/s2
练习3:一个小车M上装有一个滴墨水的容器,每分钟滴出120滴
墨水,重物N通过滑轮用绳拉动小车做匀加速运动,小车经过
处,在桌面留下一系列墨滴,如图3所示,测出ab=0.11m,
bc=0.14m,cd=0.17m.求小车在b点、c点处的速度以及
小车的加速度分别是多少?
知识点二. 位移—时间图与速度---时间图
1.s-t图像
从S—t图象中可求:
(1)任一时刻物体运动的位移
(2)物体运动速度的大小(直线或切线的斜率
........大小)
(3) 斜率大于0表示物体沿正向作直线运动,斜率小于0表示物体沿反向作直线运动,斜率等于0表示物体处于静
止状态。
(4) 两图线相交表示两物体在这一时刻相遇
(5) 比较两物体运动速度大小的关系(看两物体S—t图象中直线或切线的
..大小)
......斜率
【例题11】如图所示,A、B、C三物体从同一地点、同时出发沿x轴方向做直线运
动的位移一时间图象,在0—t0时间内()
A.平均速度 B.平均速率
C.A一直在B、C的前面 D.A的速度一直比B、C的速度大
2.v-t图像
从V—t图象中可求:
(1)任一时刻物体运动的速度
(2)物体运动的加速度(a.与.v.同向表示加速,
.......a.与.v.反向表示减速
......)
V)
(3)图线纵坐标的截距表示
..........0
...时刻的速度(即初速度
........t=0
(4)图线与横坐标所围的面积表示
........。某段时间
....
........,在t.轴下方的位移为负
..。在t.轴上方的位移为正
....相应时间内的位移
内的总位移等于各段时间位移的代数和
.................。
(5)两图线相交表示两物体在这一时刻速度相同
(6)比较两物体运动加速度大小的关系
【例题12】
随堂练习:
1.如图5所示,a、b两斜线分别表示从同一地点沿同一方向的两物体做直线运动时的
速度图象,下列说法正确的是()
A.前10s内b的位移比较大B.10s时a、b两物体相遇
图9
C .10s 末a 、b 两物体速度相等
D .a 的加速度比b 的加速度大
2.甲、乙两车同时从同一地点沿同一方向出发,如图8是甲、乙两车的速度图象,由图可知 ( )
A .甲车的加速度大于乙车的加速度
B .t 1时刻甲、乙两车的加速度相同
C .t 1时刻甲、乙两车相遇
D .t 1时刻甲、乙两车速度相等
3.某质点的v -t 图象如图9所示,则下列说法中正确的是 ( )
A .第3末质点离出发点最远
B .第2s 末质点运动方向改变
C .第3s 内和第4s 内质点的加速度方向相反
D .前3s 内质点的位移大小为6m
4.一辆车由甲地出发,沿平直公路开到乙地刚好停止,其速度图象如图10所示,那么
0-t 和t-3t 两段时间内,下列说法错误的是( )
A .加速度大小之比为2:1
B .位移大小之比为1:2
C .平均速度大小之比为1:1 D. 平均速度大小之比为2:1
5.A 、B 、C 三个物体同时同地出发做直线运动,它们的速度图像如图16所示,试比较它们在10秒的时间内:
(1)位移大小关系是: ;(2)路程长短关系是: ;
6. A 、B 、C 三个物体同时同地出发做直线运动,它们的位移图像如图17所示,试比较它们在10秒的时间内:
(1)位移大小关系是: ; (2)路程长短关系是: ;
7.a 、b 、c 三个质点同时同地开始沿直线运动,它们的位移变化情况如图18所示。由图可知,在0~t 0时间内它们的平均速度大小关系为a v b v c v ,路程的大小关系为S a S b S c (选填“>”、“=”或“<”)
8.如图19表示某物体做直线运动的v ~t 图象,由图可知:0A 段的加
速度为 m/s 2,AB 段的加速度为 m/s 2,BC 段的加速度为
m/s 2,CD 段的加速度为 m/s 2。该物体在14s 内的总位移、
总路程分别为 m 、 m 。
巩固提高
1、做匀变速直线运动的物体,经过一段时间t 发生一段位移s ,则关于s /t 之值下列说法错误的是 ( )
A 、等于物体在这段时间的平均速度
B 、等于物体通过这段位移中点的瞬时速度
C 、等于物体在这段时间的中间时刻的瞬时速度
D 、等于物体在这段位移的初、末速度之和的一半
2、一个物体在水平面上以一定加速度运动,它的位移与时间的关系s =24t -3t 2,则它的速度为零的时刻是第几秒末( ) 图10 s t 0 t 0 s 0
a
b
c 图18 图17 图16
A、2s
B、4s
C、6s
D、8s
3、一个物体从静止开始做匀加速直线运动,以T为时间间隔,在第3个T内位移是3m,第3个T终了时的瞬时速
度是3m/s,则()
A、物体的加速度是3m/s2
B、物体在第一个T终了时的瞬时速度为1m/s
C、时间间隔为1s
D、物体在第一个T时间内的位移是0.6m
4、做直线运动的物体v-t图像如图所示,由图像可知()
A、前10s 物体的加速度为0.5m/s2, 后5s物体的加速度为1m/s2
B、15s末物体回到出发点
C、15s内物体位移为37.5m
D、15s内的平均速度为0
5、汽车关闭油门后作匀减速运动,最后停止,在最后三段连续相等的时间间隔内的平均速度之比为()
A、1:1:1
B、5:3:1
C、9:4:1
D、3:2:1
6、物体做初速为零的匀加速直线运动,当通过位移s时,速度是4m/s,则它通过位移s/4时的速度是___________m/s,
通过的位移是4s时速度是_________m/s。
7、某质点作匀加速直线运动,它在第2s内的位移是3m,第8s内的位移是12m,则它的加速度是___________m/s2,
它在第1s末速度为__________m/s。
8、汽车刹车后做匀减速运动直至停止,已知通过最初3.6m所用时间是通过最后3.6m所用时间的1/3,则汽车刹车
后的位移是___________。
9、某物质从静止开始以加速度a1作匀加速运动,当速度达到v时就以加速度a2作匀减速运动至停止,则整个运动
过程中:(1)物体的平均速度多大?(2)物体通过的路程为多大?
10、一滑块的初速度v0从斜面的底端上滑,途中依次经过A、B两点,过B点再经过时间t恰好在顶端静止,已知
v0=4m/s,AB=0.75m,t=0.5s,A点速度是B点速度的2倍,求斜面的长度L。