第八课时 匀变速运动规律应用（2）
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§2－7 匀变速直线运动规律的应用（2）
教学内容：匀变速直线运动规律及其应用
教学目标：1、进一步理解匀变速直线运动的速度、位移公式；
2、理解掌握初速为零的匀变速直线运动的规律及其应用；
3、会用匀变速直线运动的规律解决有关实际问题；
教学方法：自主探究法
教学难点：几个有用的规律以及特殊情况下的规律 教学过程：
引入：回顾匀变速直线运动基本公式：
①速度公式：v t =v 0+at ；②平均速度公式：v - =v 0+v t
2 ；
③位移公式：x=v 0t+12 at 2；④推导公式：v t 2 -v 02
=2ax 当v=0时(即从静止开始运动)，上述公式变为： v t =at ；v - =v t
2 ；x=12
at 2；v t 2 =2ax
一、初速度为零的匀变速直线运动的规律
（1）质点作初速为零的匀加速直线运动，经过相等的时间间隔T ，有 x Ⅰ:x Ⅱ:x Ⅲ =1:22:32:…(x=1
2
at 2 ∝t 2)
x 1:x 2:x 3=1:3:5:…(x=x 2-x 1,或等比定律法) v 1:v 2:v 3=1:2:3:…(v=at ∝t)
(2)若把质点运动的位移分成n 等分，则有：
t Ⅰ:t Ⅱ:t Ⅲ=1: 2 : 3 (t=a
x
2∝x )
t 1:t 2:t 3=1:( 2 -1): ( 3 - 2 ) v 1:v 2:v 3=1: 2 : 3 (v=ax 2∝x )
(附加)思考：
上述这些公式也可用图象法推导。如下图所示。
如：对于右图中的相等位移间隔问题，利用面积相等求解 12at 12 =12(at 1+at 2)(t 2-t 1)，解得：t 2t 1=2
1 或t Ⅱt Ⅰ=2-11
Ⅳ
Ⅳ
1v 324
专题二：初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式 设物体做00=v ，加速度为a 的匀加速直线运动，从0=t 时刻开始计时，以T 为时间单位，则： 一．1T 末、2T 末、3T 末、…、nT 末瞬时速度之比为：:::321v v v … ::3:2:1=n v …n :。 由at v =可证。 二．1T 内、2T 内、3T 内、…、n T 内位移之比为：:::321x x x …:3:2:1:222=n x …2:n 。 由22 1at x =可证。 三．第1个T 内、第2个T 内、第3个T 内、…、第n 个T 内位移之比为： 证明： 因此： 例1．一质点从静止开始做匀加速直线运动，则在第1个2s 、第2个2s 和 第5s 内的三段位移之比为（ C ） A.2∶6∶5 B.2∶8∶7 C.4∶12∶9 D.2∶2∶1 解析： 方法一： 设质点的加速度为a ，则 第1个2s 内的位移a x 2 11=×a 222= 第2个2s 内的位移a x 212=×a 2 142-×a 622= 第5s 内的位移a x 213=×a 2152-×a 2 942= x Ⅰ:x Ⅱ:x Ⅲ: …:x n =1:3:5: …:（2n -1） x Ⅰ=2121aT x = x Ⅱ=222122 321)2(21aT aT T a x x =-=- x Ⅲ=2222325)2(21)3(21aT T a T a x x =-=- …… 22)12(aT n x n -= x Ⅰ:x Ⅱ:x Ⅲ: …:x n =1:3:5: … :(2n -1).
则9:12:4::321=x x x ，C 正确。 方法二： 将2s 时间分成1s 、1s 的时间段，由 知 9:12:49:)75(:)31(::321=++=x x x 练习1.汽车刹车后做匀减速直线运动，经3s 后停止运动，那么，在这连续 的三个1s 内汽车通过的位移之比为（ B ） A.1：3：5 B.5：3：1 C.1：2：3 D.3：2：1 提示：逆向思维。 四．通过连续相等的位移末的瞬时速度之比为： :::321v v v …:3:2:1:=n v …n : 由ax v 22=可证。 五．通过前x 、前x 2、前x 3、…、前nx 的位移所用时间之比为： 由可证得a x t at x 2212==。 六．通过连续相等的位移所用时间之比为： 例2．一列车由等长的车厢组成（车厢间的间隙忽略不计）。一人站在站台上与第1节车厢的最前端对齐，当列车由静止开始做匀加速直线运动，测量第1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多长？ 解析：由 得： :::651t t t …:)56(:)45(:1:16--=t …)1516(:- 则：++651(:t t t ...)16t =1:+-+-5645( (1516) ∴++65t t …==+1162t t 4s t Ⅰ:t Ⅱ:t Ⅲ: …:t n =:3:2:1…n : t Ⅰ:t Ⅱ:t Ⅲ: …:t n =:)23(:)12(:1--…)1(:--n n t Ⅰ:t Ⅱ:t Ⅲ: …:t n =:)23(:)12(:1--… )1(:--n n =)416(:1- =1:2 x Ⅰ:x Ⅱ:x Ⅲ: …:x n =1:3:5: …:(2n -1)
匀变速直线运动规律的综合应用 一、逆向思维法 对于末速度为0的匀减速直线运动，一般采用逆向思维法，倒过来看成初速度为0的匀加速直线运动，这 样做一是使公式简单(v ＝at ，x ＝12 at 2)，二是可以应用初速度为零的匀加速直线运动的推导公式来进行分析． 例1 一辆汽车以10 m/s 的速度匀速运动，遇紧急情况刹车后做匀减速直线运动，经过5 s 停止运动，求： (1)汽车刹车的加速度的大小； (2)汽车在最后连续的三个1 s 内的位移之比x 1∶x 2∶x 3. 二、追及和相遇问题 讨论追及、相遇的问题，其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置的问题． (1)一个条件：即两者速度相等，它往往是物体间能否追上、追不上或(两者)距离最大、最小的临界条件，也是分析判断此类问题的切入点．若是追不上，速度相等时有最小距离；若是追得上，速度相等时有最大距离。对于这一结论的分析，最好的办法是结合v-t 图象，能够更直观。 (2)两个关系：即时间关系和位移关系，这两个关系可通过画运动情景草图得到。 例2 一辆汽车以3 m/s 2的加速度开始启动的瞬间，另一辆以6 m/s 的速度做匀速直线运动的自行车恰好 从汽车的旁边通过． (1)汽车一定能追上自行车吗？若能追上，汽车经多长时间追上？追上时汽车的瞬时速度多大？ (2)当v 汽
高中物理 匀变速直线运动公式整理大全 一．基本规律： （１）平均速度v = t s １． （２）加速度a （１）加速度a =t v t （３）平均速度 （２）平均速度v =t v 2 1 （４） （３）瞬时速度at v t = （５）（４）位移公式22 1at s = （６）位移公式t v v s t 2 0+= （５）位移公式t v s t 2 = （７）重要推论2022v v as t -= （６）重要推论22t v as = 注意：基本公式中（１）式适用于一切变速运动，其余各式只适用于匀变速．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．直线运动．．．． 。 二．匀变速直线运动的两个重要规律： １．匀变速直线运动中某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速
度： 即2 t v =v == t s 2 0t v v + ２．匀变速直线运动中连续相等的时间间隔内的位移差是一个恒量： 设时间间隔为T ，加速度为a ，连续相等的时间间隔内的位移分别为S １，S ２，S ３，……S N ； 则?S=S 2－S 1=S 3－S 2= …… =S N －S N －1= aT 2 注意：设在匀变速直线运动中物体在某段位移中初速度为0v ，末速度为t v ，在 位移中点的瞬时速度为2s v ，则中间位置的瞬时速度为2s v =2 2 20t v v + 无论匀加速还是匀减速总有2t v =v =20t v v +＜2s v =2 2 2 0t v v + 三．自由落体运动和竖直上抛运动： （１）平均速度v = 2 t v （２）瞬时速度gt v t =
人教部编版高中物理匀变速直线运动的规律及例题 一、匀变速直线运动 定义：在相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫做 匀变速直线运动。 特点：加速度大小、方向都不变。 二、匀变速直线运动的规律 说明： （1）以上公式只适用于匀变速直线运动。 （2）四个公式中只有两个是独立的，即由任意两式可 推出另外两式。四个公式中有五个物理量，而两个独立方程 只能解出两个未知量，所以解题时需要三个已知条件，才能 有解。 （3）式中v0、vt、a、x均为矢量，方程式为矢量方程，应用时要规定正方向，凡与正方向相同者取正值，相反者取 负值；所求矢量为正值者，表示与正方向相同，为负值者表 示与正方向相反。通常将v0的方向规定为正方向，以v0的位置做初始位置。 （4）以上各式给出了匀变速直线运动的普遍规律．一 切匀变速直线运动的差异就在于它们各自的v0、a不完全相同，例如a＝0时，匀速直线运动；以v0的方向为正方向；a＞0时，匀加速直线运动；a＜0时，匀减速直线运动；a
＝g、v0=0时，自由落体应动；a＝g、v0≠0时，竖直抛体运动。 （5）对匀减速直线运动，有最长的运动时间t=v0/a，对应有最大位移x=v02/2a，若t＞v0/a，一般不能直接代入公式求位移。 三、匀变速直线运动的重要推论 (1)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差是一个恒量，即X2-X1=X3-X2=...=?X=aT2或Xn+k-Xn=kaT2 (2)在一段时间t内，中间时刻的瞬时速度v等于这段时间的平均速度， (3)中间位移处的速度： 四、初速度为零的匀加速直线运动（设T为等分时间间隔）： ⑴1T末、2T末、3T末……瞬时速度的比为： ⑵1T内、2T内、3T内……位移的比为： ⑶第一个T内，第二个T内，第三个T内……位移的比为： ⑷从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比： 重点精析 一、匀变速直线运动规律的基本应用 1、基本公式中的v0、vt、a、x都是矢量，在直线运动中，若规定正方向，它们都可用带正、负号的代数值表示，
学案2 匀变速直线运动的规律 一、概念规律题组 1．在公式v ＝v 0＋at 和x ＝v 0t ＋12 at 2 中涉及的五个物理量，除t 是标量外，其他四个 量v 、v 0、a 、x 都是矢量，在直线运动中四个矢量的方向都在一条直线中，当取其中一个量的方向为正方向时，其他三个量的方向与此相同的取正值，与此相反的取负值，若取速度v 0方向为正方向，以下说法正确的是( ) A ．匀加速直线运动中a 取负值 B ．匀加速直线运动中a 取正值 C ．匀减速直线运动中a 取正值 D ．无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动a 都取正值 答案 B 解析 据v ＝v 0＋at 可知，当v 0与a 同向时，v 增大；当v 0与a 反向时，v 减小．x ＝v 0t ＋12 at 2 也是如此，故当v 0取正值时，匀加速直线运动中，a 取正；匀减速直线运动中，a 取负，故选项B 正确． 2．某运动物体做匀变速直线运动，加速度大小为0.6 m/s 2 ，那么在任意1 s 内( ) A ．此物体的末速度一定等于初速度的0.6倍 B ．此物体任意1 s 的初速度一定比前1 s 末的速度大0.6 m/s C ．此物体在每1 s 内的速度变化为0.6 m/s D ．此物体在任意1 s 内的末速度一定比初速度大0.6 m/s 答案 C 解析 因已知物体做匀变速直线运动，又知加速度为0.6 m/s 2 ，主要涉及对速度公式的理解：①物体可能做匀加速直线运动，也可能做匀减速直线运动；②v ＝v 0＋at 是矢量式．匀 加速直线运动a ＝0.6 m/s 2；匀减速直线运动a ＝－0.6 m/s 2 . 3．我国自行研制的“枭龙”战机已在四川某地试飞成功．假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动，达到起飞速度v 所需时间为t ，则起飞前的运动距离为( ) A ．vt B.vt 2 C ．2vt D ．不能确定 答案 B 解析 因为战机在起飞前做匀加速直线运动，则x ＝v t ＝0＋v 2t ＝v 2 t .B 选项正确． 4．一个做匀加速直线运动的物体，通过A 点的瞬时速度是v 1，通过B 点的瞬时速度是v 2，那么它通过AB 中点的瞬时速度是( ) A.v 1＋v 22 B.v 1－v 22 C. v 21＋v 222 D. v 22－v 2 12 答案 C 二、思想方法题组 5．如图1所示，请回答： 图1 (1)图线①②分别表示物体做什么运动？ (2)①物体3 s 内速度的改变量是多少，方向与速度方向有什么关系？ (3)②物体5 s 内速度的改变量是多少？方向与其速度方向有何关系？
一．基本规律： v = t s １．基本公式a = t v v t 0- a =t v t v = 20t v v + v =t v 2 1 at v v t +=0 at v t = 021at t v s +=22 1 at s = t v v s t 2 0+= t v s t 2 = 2022v v as t -= 22t v as = 注意：基本公式中（１）式适用于一切变速运动，其余各式只适用于匀变速直线运动。 二.匀变速直线运动的推论及推理 对匀变速直线运动公式作进一步的推论，是掌握基础知识、训练思维、提高能力的一个重要途径，掌握运用的这些推论是解决一些特殊问题的重要手段。 推论1 做匀变速直线运动的物体在中间时刻的即时速度等于这段时间的平均速度，即20 2 t t v v t S v +== 推导：设时间为t ，初速0v ,末速为t v ，加速度为a ，根据匀变速直线运动的速度公式at v v +=0 得： ??????? ?+=?+=22202t a v v t a v v t t t ? 202t t v v v += 推论2 做匀变速直线运动的物体在一段位移的中点的即时速度2 22 02 t s v v v += 推导：设位移为S ，初速0v ,末速为t v ，加速度为a ，根据匀变速直线运动的 速度和位移关系公式as v v t 22 02+=得：??? ??? ??+=?+=2 2222222022S a v v S a v v s t s ? 2 2 202t s v v v +=
推论3 做匀变速直线运动的物体,如果在连续相等的时间间隔t 内的位移分别为1S 、2S 、 3S ……n S ，加速度为a ,则=-=-=?2312S S S S S ……21at S S n n =-=- 推导：设开始的速度是0v 经过第一个时间t 后的速度为at v v +=01，这一段时间内的位移为2 0121at t v S +=， 经过第二个时间t 后的速度为at v v +=022，这段时间内的位移为2021223 21at t v at t v S +=+= 经过第三个时间t 后的速度为at v v +=023，这段时间内的位移为202232 5 21at t v at t v S +=+= ………………… 经过第n 个时间t 后的速度为at nv v n +=0，这段时间内的位移为2 0212 1221at n t v at t v S n n -+=+=- 则=-=-=?2312S S S S S ……21at S S n n =-=- 点拨：只要是匀加速或匀减速运动，相邻的连续的相同的时间内的位移之差，是一个与加速度a 与时间“有关的恒量”．这也提供了一种加速度的测量的方法： 即2t S a ?= ，只要测出相邻的相同时间内的位移之差S ?和t ，就容易测出加速度a 。 推论4 初速度为零的匀变速直线运动的位移与所用时间的平方成正比，即t 秒内、2t 秒内、3t 秒内……n t 秒 内物体的位移之比1S ：2S ：3S ：… ：n S =1 ：4 ：9… ：2 n 推导：已知初速度00=v ，设加速度为a ，根据位移的公式2 2 1at S =在t 秒内、 2t 秒内、3t 秒内......n t 秒内物体的位移分别为： 2121at S =、22)2(21t a S =、23)3(21t a S = (2) )(2 1nt a S n = 则代入得 1S ：2S ：3S ：… ：n S =1 ：4 ：9… ：2 n 推论4变形: 前一个s 、前二个s 、……前n 个s 的位移所需时间之比： t 1:t 2:t 3…:t n =1:: 推导：因为初速度为0，所以x =V 0t+ 2=2 S=a 2 , t 1= 2S =a 2 t 2= 3S a 2 t 3= t 1:t 2:t 3……:t n ==1::…… 推论5 初速度为零的匀变速直线运动,从开始运动算起，在连续相等的时间间隔内的位移之比是从1开始的连续奇数比，即1S ：2S ：3S ：… ：n S =1 ：3 ：5…… ：(2n-1) 推导：连续相同的时间间隔是指运动开始后第1个t 、第2个t 、第3个t ……第n 个t ，设对应的位移分别为、、、321S S S ……n S ，则根据位移公式得
高中物理-匀变速直线运动规律的综合应用练习（含解析） [要点对点练] 要点一：自由落体运动 1．关于自由落体运动,以下说法正确的是( ) A．质量大的物体自由下落时的加速度大 B．从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动 C．雨滴下落的过程是自由落体运动 D．从水龙头上滴落的水滴,下落过程可近似看作自由落体运动 [解析]所有物体在同一地点的重力加速度相等,与物体质量大小无关,故A错误；从水平飞行着的飞机上释放的物体,由于惯性具有水平初速度,不是自由落体运动,故B错误；雨滴下落过程所受空气阻力与速度大小有关,速度增大时阻力增大,雨滴速度增大到一定值时,阻力与重力相比不可忽略,不能认为是自由落体运动,故C错误；从水龙头上滴落的水滴所受的空气阻力与重力相比可忽略不计,可认为只受重力作用,故D正确． [答案] D 2．(多选)关于自由落体运动,下列说法中正确的是( ) A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动 C．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动 D．当空气阻力的作用比较小可以忽略不计时,物体自由下落可视为自由落体运动 [解析]自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,它是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,如果空气阻力的作用比较小,可以忽略不计,物体的下落也可以看作自由落体运动,所以B、C、D正确,A错误． [答案]BCD 3．四个小球在离地面不同高度处同时由静止释放,不计空气阻力,从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔,小球依次碰到地面．下图中,能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位置的是( )
2021 年高考物理专题练习：匀变速直线运动 1、如图所示是几个质点的运动图象，其中做匀变速运动的是 ( ) A．甲、乙、丙 C．甲、丙、丁2、关于匀变速直线运 动，下列说法正确的是( ) A．位移与时间的平方成正比 B．位移总是随着时间的增加而增加 C．加速度、速度、位移三者方向一致 D．加速度、速度、位移的方向并不一定都相同 3、(双选)关于匀变速直线运动，下列说法正确的是( ) A．匀变速直线运动的加速度一定保持不变 B．匀变速直线运动在任意相等时间内，位移变化一定相等 C．匀变速直线运动在任意相等时间内，速度变化一定相等 D．匀变速直线运动在任意相等时间内，位移变化与时间成正比 4、如图所示，质量不同的两个小球从同一高度同时做自由落体运动，则( ) A．质量大的下落得快 B．质量小的下落得快 C．两球下落的时间相同 D．两球下落的加速度不同 5、(多选)物体从静止开始做匀加速直线运动，第 3 s内通过的位移是3 m，则( ) A．第3 s内的平均速度大小是3 m/s B．物体的加速度大小是1.2 m/s2 B．甲、乙、丁 D．乙 甲丁
C．前 3 s内的位移大小是 6 m D．第 3 s末的速度大小是 3.6 m/s 6、一物体做加速度为a 的匀变速直线运动，初速度为v0.经过一段时间后，物体的速度为2v0.在这段时间内，物体通过的路程是( ) 3v20 B．2a v 20 a 7、秋日，树叶纷纷落下枝头，其中有 一片梧桐叶从高为 5 m 的枝头自静止落至地面，所用时间可能是(g取10 m/s2)( ) B ．0.5 s C．1 s D．3 s 8、某质点做直线运动的位移x和时间平方t2的关系图象如图所示，则该质点( ) A．加速度大小恒为 1 m/s2 B．在0～2 s内的位移大小为1 m C．2 s末的速度大小是 4 m/s D．第 3 s内的平均速度大小为3 m/s 9、一汽车以20 m/s的速度在平直路面匀速行驶．由于前方出现危险情况，汽车 必须紧急刹车．刹车时汽车加速度的大小为10 m/s2.刹车后汽车滑行的距离是() A ．40 m B．20 m C．10 m D．5 m 10、(双选)伽利略曾经假设了两种匀变速运动：第一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即经过相等的时间，速度的变化相等；第二种是速度的变化对位移来说是均匀的，即经过相等的位移，速度的变化相等．那么，关于自由落体运动速度的变化情况，下列说法正确的是( ) A．经过相同的时间，速度的变化相等 B．经过相同的时间，速度的变化不等 C．经过相同的位移，速度的变化相等 D．经过相同的位移，速度的变化不等11、汽车由静止开始在平直的公路上行驶，2v2 0 A ． a D． v2a20 A 0.1 s
匀加速直线运动的 各种公式及比例关系 ● 匀变速直线运动（回忆） 1、平均速度：()01 =2 t s v v v t = + 2、有用推论：22 02t v v as -= 3、中间时刻速度：()/201 2 t t v v v v == + 4、末速度：0t v v at =+ 5、中间位置速度：22 0/2 2 t s v v v += 6、位移：2 0122 t v s v t at vt t =+ == 7、 加速度：0 t v v a t -= 8、实验用推论：2 S aT ?= 1m/s=3.6km/h; ● 自由落体运动 1、初速度：00v =；末速度：t v gt = 2、下落高度：212 h gt = 3、有用推论：2 2t v gh = ● 竖直上抛运动
1、位移：2 012 s v t gt =- 2、末速度：0t v v gt =- 3、有用推论：220 2t v v gs -=- 4、上升最大高度：20 2 v h g = 5、往返时间：0 2v t g = ? 上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。 ● 平抛运动 1、水平、竖直方向速度：0x v v =；y v gt = 3、水平方向位移：0x v t = 4、竖直方向位移：2 12 y gt = 5、运动时间：22y h t g g = = 6、合速度：()2 222 0t x y v v v v gt = +=+ 7、合速度与水平方向夹角：0 tan y x v gt v v β= = 7、合位移：22s x y = + 8、位移与水平方向夹角：0 tan 2y gt x v α= = 9、水平、竖直方向加速度：0x a =；y a g = ? 运动时间由下落高度h (y )决定与水平抛出速度无关；
匀变速直线运动的规律的应用 例1.车站的一名工作人员站在站台上靠近火车第一节车厢的车头旁．当火车从静止开始做匀加速直线运动时，测得第一节车厢经过该工作人员需要3 s，则该工作人员在9 s内能看到从他身旁经过几节车厢？ 例2.（1）航空母舰是大规模战争中的重要武器，灵活起降的飞机是它主要的攻击力之一.民航客机起飞时要在2.5 min内使飞机从静止加速到44 m/s，而舰载飞机借助助推设备，在2 s内就可把飞机从静止加速到83 m/s.设起飞时飞机在跑道上做匀加速运动，供客机起飞的跑道长度约是航空母舰的甲板跑道长度的（） A.800倍 B.80倍 C.400倍 D.40倍 （2）航空母舰上的飞机起飞时，航空母舰以一定速度航行以保证飞机能安全起飞.某航空母舰上的战斗机起飞过程的最大加速度是4.5 m/s2，速度大于60 m/s才能起飞.该航空母舰甲板长225 m.为了使飞机能安全起飞，航空母舰的最小速度为_________m/s. （3）若航空母舰上的直升机垂直于甲板匀加速飞行到高度为H的天空，如果加速度a和每秒钟的耗油量Q之间的关系是Q=a·α+β（α、β为大于零的常数），应当选择怎样的加速度，才能使这架飞机上升到H高度时的耗油量最低？ 例 3.原地跳起时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地.从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”.离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”.现有下列数据：人原地上跳的“加速距离”d1=0.50m，“竖直高度”h1=1.0m；跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.000 80m，“竖直高度”h2=0.10m.假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距离”仍为0.50m 练：从车站开出的汽车，一直做匀加速直线运动，走了12 s时，发现一位乘客还没有上来，于是立即做匀减速直线运动至停车，从启动到停止运动总共历时20 s，行进了60 m，求： (1)汽车的最大速度； (2)汽车在前12 s运动的加速度； (3)汽车的刹车位移． 例4.已知O、A、B、C为同一直线上的四点，AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点从静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点.已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离.
高一 匀变速直线运动的规律 1．速度和时间的关系 （1）速度公式 由加速度的定义公式a ＝t v v o t -，可得匀变速直线运动的速度公式为：t v ＝0v +at t v 为末速度，0v 为初速度，a 为加速度． 此公式对匀加速直线运动和匀减速直线运动都适用．一般取初速度0v 的方向为正方向，加速度a 可正可负．当a 与0v 同向时，a ＞0，表明物体的速度随时间均匀增加；当a 与0v 反向时，a ＜0，表明物体的速度随时间均匀减小． 当a ＝0时，公式为t v ＝0v 当0v ＝0时，公式为t v ＝at 当a ＜0时，公式为t v ＝0v －at （此时α只能取绝对值） 可见，t v ＝0v +at 是匀变速直线运动速度公式的一般表示形，只要知道初速度0v 和加速a ，就可以计算出各个时刻的瞬时速度． （2）速度——时间图像 由匀变速直线运动的速度公式t v ＝0v +at ，我们很容易得出匀变速直线运动的v －t 图像是一条倾斜的直线． 图2－15是在同一个图中画出甲、乙两物体的v －t 图像，由v －t 图像可知道些什么呢? 图2－15 ①可直接读出运动物体的初速度． ②可直接读出运动物体在各个时刻的瞬时速度，反之亦然． ③由图可求出运动物体的加速度（加速度等于图像的斜率）． ④可以判定物体的运动性质 ⑤可以由面积求位移．
2．位移和时间的关系 （1）平均速度公式 做匀变速直线运动的物体，由于速度是均匀变化的，所以在某一段上的平均速度应等于初、末两速度的平均值，即2 t o v v v += 此公式只适用于匀变速运动，对非匀变速运动不适用．例如图2－14中甲物体在前5s 内的平均速度为3m ／s ，乙物体在4s 内的平均速度为3m ／s （2）位移公式 22 1)(212at t v t at v v t v v t v s o o o t o +=++=+== s 为t 时间内的位移． 当a ＝0时，公式为s ＝0v t 当0v ＝0时，公式为s ＝ 221at 当a ＜0时，公式为s ＝0v t － 221at （此时a 只能取绝对值）． 可见：s ＝0v t +2 1a 2t 是匀变速直线运动位移公式的一般表示形式，只要知道运动物体 的初速度0v 和加速度a ，就可以计算出任一段时间内的位移，从而确定任意时刻物体所在的位置． 位移公式也可以用v －t 图像求出面积得位移而推出． （四）总结、扩展 1．匀变速直线运动的速度公式和位移公式是运动学的基本公式，在我们今后研究运动规律时，经常用它们来分析． 2．根据匀变速直线运动的速度公式和位移公式，只要知道做匀变速直线运动物体的初速度0v 和加速度a ，就可以求出运动物体在任一瞬时的速度和任一段时间内的位移，从而知道运动物体在任一瞬时所在的位置，从而达到描述物体运动的目的． 3．用图像表示物体规律是一种非常直观鲜明的方法．拿到图像后，首先明确横、纵坐标轴所表示的物理量，再找图像的特点（如在横、纵轴上的截距、斜率等），最后分析变化规律． 背景知识与课外阅读 在很多运动学问题中，直接用物理方法结合数学公式去解题，不但繁难，而且常常由于未知量太多而无法下手，但要借助于图像法去解却可变繁为简，巧妙过关． 例 如图2－16所示，两个质量完全一样的小球，从光滑的a 管和b 管由静止滑下，试比较两球所用时间的长短． 解析 两个小球从a 管和b 管滑到底端时速率相同发生的位移相同，两球的速度图像如图，若保证两球位移相等，即“面积”相等必得ta ＜tb ．
第2讲 匀变速直线运动的规律及其应用 内容解读 知识点整合 一、匀变速直线运动规律及应用 几个常用公式．速度公式：at V V t +=0；位移公式：2 02 1at t V s + =； 速度位移公式：as V V t 2202=-；位移平均速度公式：t V V s t 2 0+= ．以上五个物理量中，除时间t 外，s 、V 0、V t 、a 均为矢量．一般以V 0的方向为正方向，以t =0时刻的位移为起点，这时s 、V t 和a 的正负就都有了确定的物理意义． 【例1】一物体以l0m ／s 的初速度，以2m ／s 2 的加速度作匀减速直线运动，当速度大小变为16m ／s 时所需时间是多少?位移是多少？物体经过的路程是多少? 解析：设初速度方向为正方向，根据匀变速直线运动规律at V V t +=0有： 16102t -=-，所以经过13t s =物体的速度大小为16m ／s ，又2 02 1at t V s + =可知这段时间内的位移为：21 (1013213)392 s m m =?- ??=-，物体的运动分为两个阶段，第一阶段速度从10m/s 减到零，此阶段位移大小为22 10102522 s m m -= =-?；第二阶段速度从零反向加速到 16m/s ，位移大小为22 21606422 s m m -= =?，则总路程为
12256489L s s m m m =+=+= 答案]：13s ，-39m ，89m [方法技巧] 要熟记匀变速直线运动的基本规律和导出公式，根据题干提供的条件，灵活选用合适的过程和相应的公式进行分析计算． 【例2】飞机着陆后以6m/s 2 加速度做匀减速直线运动，若其着陆速度为60m/s ，求： （1）它着陆后12s 内滑行的距离； （2）静止前4s 内飞机滑行的距离． 解析：飞机在地面上滑行的最长时间为60 106 t s s = = （1）由上述分析可知，飞机12s 内滑行的距离即为10s 内前进的距离s ： 由2 02v as =，22 060300226 v s m m a = ==? （1） 静止前4s 内位移：/ 2 0111()2 s s v t at =--，其中1(104)6t s s =-= 故/ 21 64482 s m m = ??= 答案：（1）300m ；（2）48m 二．匀变速直线运动的几个有用的推论及应用 （一）匀变速直线运动的几个推论 （1）匀变速直线运动的物体相邻相等时间内的位移差2 at S =? 2 T s a ?= 2 mat S =?；2 m T s s a n m n -= + ； 可以推广为：S m -S n =(m-n)aT 2 （2）某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度：202 t t V V V += （3）某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速度） 22 202t s V V V += ．无论匀加速还是匀减速，都有2 2s t V V <． （二）初速度为零的匀变速直线运动特殊推论 做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为： at V = ， 221at s = ， as V 22= ， t V s 2 = 以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系．
匀变速直线运动的推论 1．匀变速直线运动中三个重要推论 (1)做匀变速直线运动的物体等于在一段时间内的等于这段时间， 表达式： 例1.一个做匀加速直线运动的物体先后经过A、B两点时的速度分别为v1和v2，则下列结论中正确的有() A．物体经过AB位移中点的速度大小为v1＋v2 2 B．物体经过AB位移中点的速度大小为v21＋v22 2 C．物体通过AB这段位移的平均速度为v1＋v2 2 D．物体通过AB这段位移所用时间的中间时刻的速度为v1＋v2 2 练习1.长100 m的列车匀加速通过长1000 m的隧道，列车刚进隧道时速度是10 m/s，完全出隧道时速度是12 m/s，求： (1)列车过隧道时的加速度是多大？ (2)通过隧道所用的时间是多少？ (2)连续相等的相邻时间间隔T内的位移差相等： 例2.一质点做匀加速直线运动，第三秒内的位移2m，第四秒内的位移是2.5m，那么以下说法中不正确的是( ) A．这两秒内平均速度是2.25m/s B．第三秒末即时速度是2.25m/s C．质点的加速度是0.125m/s2 D．质点的加速度是0.5m/s2 练习2. 一列火车作匀变速直线运动驶来，一人在轨道旁观察火车的运动，发现在相邻的两个10s内，火车从他面前分别驶过8节车厢和6节车厢，每节车厢长8m（连接处长度不计）。求：⑴火车的加速度a；⑵人开始观察时火车速度的大小。 1
(3)位移中点速度：. 例3.一物体从斜面顶端由静止开始匀加速下滑，经过斜面中点时速度为2 m/s，则物体到达斜面底端时的速度为( ) A．3 m/s B．4 m/s C．6 m/s D．2 2 m/s 2．初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论 (1)1T末，2T末，3T末，…，nT末的瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶v n＝1∶2∶3∶…∶n. (2)1T内，2T内，3T内，…，nT内的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶x n＝12∶22∶32∶…∶n2. (3)第1个T内，第2个T内，第3个T内，…，第n个T内的位移之比为xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶x N ＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)． (4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为t1∶t2∶t3∶…∶t n 巩固练习 1.（多选）物体先做初速度为零的匀加速运动，加速度大小为a1，当速度达到v时，改为以大小为a2的加速度做匀减速运动，直至速度为零．在加速和减速过程中物体的位移和所用时间分别为x1、t1和x2、t2，下列各式成立的是( ) A.x 1 x 2 ＝ t 1 t 2 B. a 1 a 2 ＝ t 1 t 2 C. x 1 x 2 ＝ a 2 a 1 D. x 1 x 2 ＝ a 1 a 2 2. 一物体做匀加速直线运动，通过一段位移Δx所用的时间为t1，紧接着通过下一段位移Δx 所用时间为t2.则物体运动的加速度为( ) A.2Δx t1－t2 t 1 t 2 t 1 ＋t2 B. Δx t1－t 2 t 1 t 2 t 1 ＋t2 C. 2Δx t 1＋t 2 t 1 t 2 t 1 －t2 D. Δx t1＋t2 t 1 t 2 t 1 －t2 3．（多选）物体由静止做匀加速直线运动，第3 s内通过的位移是3 m，则( ) A．第3 s内平均速度是1 m/s B．物体的加速度是1.2 m/s2 C．前3 s内的位移是6 m D．3 s末的速度是3.6 m/s 4.（多选）一列火车做匀加速直线运动驶来，一人在轨道旁边观察火车运动，发现在相邻的两个8s内，火车从他跟前分别驶过6节车厢和8节车厢，每节车厢长8 m(连接处长度不计)，则：（） A．火车加速度为0.25 m/s2 B. 开始观察时火车速度为6 m/s C．观察结束时火车速度为10 m/s D. 观察结束时火车速度为9 m/s 5.滑块以某一初速度冲上斜面做匀减速直线运动,到达斜面顶端时的速度恰为零.已知滑块通过斜面中点时的速度为v，则滑块在前一半路程中的平均速度大小为（） A 2
匀变速直线运动的规律 【学习目的】1、掌握加速度的概念，理解加速度的正负的含义，理解加速和减速与加速度的关系2、知道对于一段匀变速直线运动中的5个量中知任意3个可求剩下2个量，并会熟练选择最简便公式进行求解3、知道对于一段匀变速直线运动中所知的量不足3个，可根据该段与其它段具有相同的或相联系的量联立方程组求解，或创造出一个3个量知道的匀变速直线运动过程求解4、知道初速度为0的匀加速直线运动的比例式及应用它快速处理问题，知道匀减速末速度减为0的直线运动可以看成初速度为0的匀加速直线运动处理【新课教学】1、加速度的定义式a= 理解加速度的正负的含义：加速度为正值表示 加速度为负值表示 从加速度的角度看：的情况下物体做加速运动 的情况下物体做减速运动 2、匀变速直线运动的规律 规律1速度公式不含（）量 位移公式不含（）量重要结论（推论）不含（）量 用平均速度表示位移的公式不含（）量 规律2 平均速度公式 中间时刻速度公式 中间位置速度公式 重要的常用结论（相邻相等时间间隔位移之差为定值）【例1】一个氢气球以4 m/s2的加速度由静止从地面竖直上升，10 s末从气球中掉下一重物，此重物最高可上升到距地面多高处？此重物从氢气球中掉下后，经多长时间落回到地面？(忽略空气阻力，g取10 m/s2) [练习1] (四川理综)假设战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动，达到起飞速度v所需时间为t，则起飞前的运动距离为( ) A．vt B．vt 2 C．2vt D．不能确定 【例2】一个匀加速直线运动的物体，在前4 s内经过的位移为24 m，在第二个4 s内经过的位移是60 m．求这个物体的加速度和初速度各是多少？ [练习2] 在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g 值，g值可由实验精确测定．近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g 归于测长度和时间，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又
匀变速运动规律的应用习题课 匀变速运动规律的应用习题课教学设计 【《课标》研读】 1．《课标》要求 （一）运动的描述 （3）经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。 （4）能用公式和图像描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性。 2．《课标》研读 知识性行为动词2个；技能性行为动词1个；体验性行为动词3个。由此不难看出，新课程在重视知识的同时，更增强调学生的体验过程。 【教材分析】 教材中安排了两个活动一个讨论交流，即：活动1“飞机跑道的设计”；活动2“飞机制动系统的设计”；讨论交流“一起交通事故的分析”。“设计”两个字反映出编者意在把学生放在自主学习的位置，活动中要求学生“1.画出设计分析草图；2.写出设计依据的公式；3.算出你的结果”。也适合对学生实行过程和方法的训练，如果在加上“4.拿你的设计方案和同学交流”，就多了一个探究要素。所以，这节课不应该是一节普通的习题课，而应该是一节应用规律解决实际问题的探究课。 考虑到活动1和活动2本身构成了一个有机整体以及学生的实际情况，教学设计中将讨论交流“一起交通事故的分析”等内容作为后续课程，旨在突出重点，分散难点。 【学生分析】 学生对匀变速运动有一些了解，但是解决问题对规律的应用和理解仍有较大的困难。 【设计思路】 本节的内容是应用匀变速直线运动的规律探究和解决实际问题。教材给出的实例比较典型，但是略显平淡。为此，我们在教学中特别选择了当年震惊世界的“协和飞机失事”事件为线索，设置问题情境，以激发学生的探究兴趣和热情。通过独立思考、交流讨论，让学生体会应用物理规律解决实际问题的过程和方法。教学过程中力求体现新课程的教学理念，落实三维目标。 【教学目标】 （一）知识与技能 1.在匀变速直线运动规律的应用中深化对规律的理解和理解。 2.尝试使用物理知识解决生活中的实际问题。 （二）过程与方法 1.在探究活动中体会用匀变速直线运动规律解决问题的一般过程和方法。 2.使学生在对设计结果的分析、论证和交流中，尝试经过思考发表自己的见解。 （三）情感、态度与价值观 1.通过创设真实的、富有震撼力的问题情境，激发学生探究问题的热情。 2.在解决问题的过程中，使学生进一步领会养成良好学习习惯的重要性。 3.通过“协和飞机失事”原因的分析，使学生领悟细节决定成败，提升责任意识。 【教学重点】 用匀变速直线运动规律解决实际问题的过程和方法 【教学难点】 将实际问题转化为物理模型 【教学方法】 探究讨论、分析讲解 【教学资源】
匀变速直线运动 图像专题 图象与 图象的比较： 图象与 图象 图象 速度示加速度 1. 两个物体a 、b 同时开始沿同一条直线运动。从开始运动起计时，它们的位移图象如右 图所示。关于这两个物体的运动，下列说法中正确的是A.开始时a 的速度较大，加速度较小 B.a 做匀减速运动，b 做匀加速运动 C.a 、b 速度方向相反，速度大小之比是2∶3 D.在t=3s 时刻a 、b 速度相等，恰好相遇 2. 某同学从学校匀速向东去邮局，邮寄信后返回学校,在图中能够正确反映该同学运动情况s-t 图像应是图应是( )
3.图为P 、Q 两物体沿同一直线作直线运动的s-t 图，下列说法中正确的有 ( ) A. t1前，P 在Q 的前面 B. 0～t1，Q 的路程比P 的大 C. 0～t1，P 、Q 的平均速度大小相等，方向相同 D. P 做匀变速直线运动，Q 做非匀变速直线运动 4.物体A 、B 的s-t 图像如图所示，由右图可知 ( ) A.从第3s 起，两物体运动方向相同，且vA>vB B.两物体由同一位置开始运动，但物体A 比B 迟3s 才开始运动 C.在5s 内物体的位移相同，5s 末A 、B 相遇 D.5s 内A 、B 的加速度相等 5. A 、 B 、 C 三质点同时同地沿一直线运动，其s －t 图象如图所示，则在0～t 0这段时间内，下列说法中正确的是 ( ) A ．质点A 的位移最大 B ．质点 C 的平均速度最小 C ．三质点的位移大小相等 D ．三质点平均速度不相等 6.一质点沿直线运动时的速度—时间图线如图所示，则以下说法中正确的是：( ) A ．第1s 末质点的位移和速度都改变方向。 B ．第2s 末质点的位移改变方向。) C ．第4s 末质点的位移为零。 D ．第3s 末和第5s 末质点的位置相同 0t
第一章运动的描述匀变速直线运动的研究 学案1 运动的描述 一、概念规律题组 1．在以下的哪些情况中可将所研究的物体看成质点( ) A．研究某学生骑车由学校回家的速度 B．对这位学生骑车姿势进行生理学分析 C．研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹 D．研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面 答案AC 解析质点是指有质量而不考虑大小和形状的物体．它是我们为了研究问题方便而引入的一种理想化模型，A、C情景中物体的大小和形状能忽略，因而可看成质点；B、D情景中所研究的问题都涉及物体的不同部分，此时的物体就不能再看成质点，否则问题将无法研究．2．两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内的人看见窗外树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动．如果以大地为参考系，上述事实说明( ) A．甲车向西运动，乙车不动 B．乙车向西运动，甲车不动 C．甲车向西运动，乙车向东运动 D．甲、乙两车以相同的速度都向西运动 答案 D 3．某人站在楼房顶层从O点竖直向上抛出一个小球，上升的最大高度为20 m，然后落回到抛出点O下方25 m的B点，则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为(规定竖直向上为正方向)( ) A．25 m、25 m B．65 m、25 m C．25 m、－25 m D．65 m、－25 m 答案 D 解析注意位移正、负号的意义：正号时位移方向与规定的正方向相同，负号时位移方向与规定的正方向相反． 4．下列关于瞬时速度和平均速度的说法中正确的是( ) A．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零 B．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零 C．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度 D．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度 答案AC 解析由于各时刻的瞬时速度都等于零，即物体静止，因此平均速度也一定等于零，故A正确；物体从某点沿一曲线运动又回到原出发点，则平均速度为零，但各个时刻的瞬时速度不为零，故B错误；匀速直线运动中速度不变(包括大小、方向)，平均速度与瞬时速度相等，故C正确；由于运动情况不确定，一段时间的平均速度可能等于某时刻的瞬时速度，故D错误． 二、思想方法题组 5．甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时，取物体的初速度方向为正，甲的加速度恒为2 m/s2，乙的加速度恒为－3 m/s2，则下列说法中正确的是( ) A．两物体都做加速直线运动，乙的速度变化快 B．甲做加速直线运动，它的速度变化快 C．乙做减速直线运动，它的速度变化率大