第二章探究匀变速直线运动规律知识点总结
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结果发现n 段分位移之和恰好是四边形OAPQ 的面积(即梯形面积)。
所以计算匀变速直线运动的位移时,也可以通过计算图线与两坐标轴所围成的面积。
以匀加速直线运动为例。
图线与横纵坐标轴所围成的为梯形。
上底为 v 0-0,下底为v t -0,高为t-0,梯形面积
高下底上底梯⨯+=2
s 即
t v v s t ⋅+=20面 则位移:
()t v v s t ⋅+=02
1 图线
方法二:“爬坡法”,根据图线走势的平缓和陡峭程度(平缓处加速度小,陡峭处加速度大)。
(3)追及相遇问题
①两物体在同一直线上一前一后运动,它们之间的距离发生变化时,可能出现最大距离、最小距离或者距离为零的情况,这类问题称为追及相遇问题,讨论追及相遇问题的实质是两物体能否在同一时刻到达同一位置。
②追及相遇问题的分析思路
③方法技巧(三种常用方法)
方法一:物理分析法:抓住“两物体能否同时到达同一位置”这一关键,认真审题,挖掘题中的隐含条件,建立物体运动关系的情境,并画出运动情况示意图,找出位移关系。
方法二:图像法:将两者的v-t图像画在同一坐标系中,然后利用图像分析求解。
第二章 匀变速直线运动第一节 匀变速直线运动的速度与时间的关系一.匀变速直线运动的速度与时间的关系式由 000t t v v v v v a t t t--∆===∆- 得 = ― 解得0t v v at =+,两种特殊情况:(1) 当a =0时,v =v 0,做匀速直线运动.(2) 当v 0=0时,v =at ,做初速为零的匀加速直线运动.二.中间时刻的速度 : =推导: 0~= +①~t, = +②②—①得— = — 2 = +所以 =第二节 匀变速直线运动的位移与时间的关系一.匀速直线运动位移与时间的关系由xv t∆=∆得△x=v △t, 即x=vt x 为v-t 图像围成矩形的面积二.匀变速直线运动的位移与时间的关系:△x=( )t= t+①把△t 等分成n 份,每一份时间为△t/n,当n 很大时,每一份△t/n 时间内v 与△t/n 所围成的小梯形面积就近似等于小矩形面积,小矩形面积就是△t/n 内的位移,所以△t 时间内所有小梯形面积加起来就近似等于所有小矩形面积,所有小矩形面积加起来就是△t 时间内总位移,所以△t 时间内所有小梯形面积加起来就近似等于总位移②当n 趋向无穷大时,△t/n 趋向无穷小,在无穷小时间内,小梯形面积严格等于小矩形面积,所以△t 时间内所有小梯形面积加起来就等于总位移,所以匀变速直线运动v-t 图像围成的梯形面积就是位移 ③位移公式推导 △x= =( )①△x =21201122S S S OA OQ AR RP v t at =+=⨯+⨯=+ ② (1)当a =0时,△x= v 0 (2)当v 0=0时,△x=三.匀变速直线运动平均速度:=由xvt∆=∆得△x=t又因为△x=()t所以t=()t消掉t得=四.纸带问题⑴判断物体是否做匀变速直线运动时:利用公式如图是相邻两计数点间的距离,△x是两个连续相等的时间内的位移之差,即,…T是相邻两计数点间的时间间隔,对两段距离进行分析则任意相邻两计数点间的位移差为:拓展公式:-= (m-n)²(2)用逐差法求加速度由-=(4-1)²可得:同理可得:加速度的平均值为:第三节 匀变速直线运动的位移与速度的关系一.匀变速直线运动的位移与速度的关系:△x==由 =得 =把 △x=( )t 中t 替换得△x=( ) ( ) =公式习惯写成: △x=二.中间位移的速度:因为 ==所以=所以 = 所以2 =所以<第四节自由落体运动一.自由落体运动1定义:物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
高中物理必修一第二章探究匀变速运动的规律近年高考考查的重点是匀变速直线运动的规律及 v-t 图像。
本章知识较多与牛顿运动定律、电场中带电粒子的运动等知识结合起来进行考察。
近年试题的内容与现实生活和生产实际的结合逐步密切。
专题一:自由落体运动◎ 知识梳理1.定义:物体从静止开始下落,并只受重力作用的运动。
2.规律:初速为 0 的匀加速运动,位移公式:h =1gt 2 ,速度公式:v=gt23 .两个重要比值:相等时间内的位移比1 :3 :5-----,相等位移上的时间比1: ( 2 -1) : ( 3 - 2).....◎ 例题评析【例 1】建筑工人安装塔手架进行高空作业,有一名建筑工人由于不慎将抓在手中的一根长5m 的铁杆在竖直状态下脱落了,使其做自由落体运动,铁杆在下落过程中经过某一楼层面的时间为0.2s,试求铁杆下落时其下端到该楼层的高度?〔g=10m/s2,不计楼层面的厚度〕【分析与解答】铁杆下落做自由落体运动,其运动经过下面某一楼面时间Δt=0.2s,这个Δt也就是杆的上端到达该楼层下落时间tA与杆的下端到达该楼层下落时间t B之差,设所求高度为h,那么由自由落体公式可得到:h =1gt 2 2 Bh + 5 =1gt 2 2 AtA-t B=Δt解得h=28.8mt 0t 0 落到地面的雨滴速度一般不超过 8m/s ,为什么它们之间有这么大的差异呢?【分析与解答】根据: s = 1gt22v t = gt可推出v t == 2 ⨯10 ⨯1.5 ⨯103 m / s = 1.732 ⨯102 m / s可见速度太大,不可能出现这种现象。
[点评]实际上雨滴在下落过程所受空气阻力和其速度是有关的,速度越大所受阻力也越大, 落到地面之前已做匀速运动.专题二:匀变速直线运动的规律 ◎ 知识梳理1.常用的匀变速运动的公式有:①v =v +at ②s=v t+at 2/2 ③v 2=v 2+2as-④ v =v 0 + v t2= v t / 2 S=(v 0+v t )t/2 ⑤ ∆s = aT 〔1〕说明:上述各式有 V 0,V t ,a ,s ,t 五个量,其中每式均含四个量,即缺少一个量,在 应用中可根据量和待求量选择适宜的公式求解。
第二章:匀变速直线运动的规律及其运用一、匀变速直线运动的规律:(1)匀变速直线运动五个基本公式atv v t 02021attv x asvvt2202t v v vt2tx v注:①涉及五个物理量四个是矢量,注意方向。
一般取V0方同为正a 正加速a 负减速②每个式子中有四个物理量,知3求2③加速正常,减速——末速度为零的可视为反向初速为零的匀加速实际交通工具——一定要先计算停下来的时间(2)初速度为零(或末速度为零)的匀变速直线运动的运动规律: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 ,221ats,as v22,tv s2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。
(3)初速为零的匀变速直线运动的相关结论:①第1秒末、第2秒末、第3秒末……的瞬时速度之比为1∶2∶3∶……∶ n②前1秒内、前2秒内、前3秒内……的位移之比为1∶4∶9∶……③第1秒内、第2秒内、第3秒内……的位移之比为1∶3∶5∶……④前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为1∶2∶3∶……⑤第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为1∶12∶(23)∶…(子弹穿木板)⑥倒带规律:对末速为零的匀变减直线运动,可视为反方向的初速度为零的匀加速直线运动,相应的运用上面五条规律。
(4)匀变速直线运动中几个常用的结论①Δs=aT 2,即任意相邻相等时间内的位移之差相等。
可以推广到Sm-Sn=(m-n)aT 2②中间时刻的时速度t v v v ttx22:,某段时间的中间时刻的时速度等于该段时间内的平均速度。
中间位置的时速度:22202t sv v v (不等于该段位移内的平均速度)。
可以证明,无论匀加速还是匀减速,都有22stv v (三种比较方法:意义、数学、图像)(5)特殊规律的用处:(注:选择填空) ①自由落体运动中②竖直上抛运动中③平抛(判断是否为起抛点、求v T,抛出点坐标)④纸带相关计算(实验)Δs=aT 2tv v v ttx 202二、两个特例1、自由落体运动①定义:只在重力作用下,由静止开始下落的运动。
高二物理《匀变速直线运动基本规律》知识点总结一、匀变速直线运动的规律1. 匀变速直线运动沿一条直线且加速度不变的运动。
2. 匀变速直线运动的基本规律(1)速度公式:v =v 0+at ;(2)位移公式:x =v 0t +12at 2; (3)位移速度关系式:v 2-v 20=2ax 。
二、匀变速直线运动的推论1. 三个推论(1)做匀变速直线运动的物体在某段时间内的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,等于这段时间初、末时刻速度矢量和的一半。
平均速度公式:2v t =v =v 0+v 2; (2)连续相等的相邻时间间隔T 内的位移差为一定值:即∆x =aT 2(或x m −x n =(m −n)aT 2);(3)位移中点速度2v x =v 20+v 22。
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v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n ;(2)1T 内,2T 内,3T 内,…,nT 内的位移之比为x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2 ;(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x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶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t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶(2-3)∶…∶(n -n -1) .三、自由落体运动和竖直上抛运动1. 自由落体运动 (1)条件:物体只在重力作用下,从静止开始下落;(2)基本规律①速度公式:v =gt ;②位移公式:x =12gt 2; ③速度位移关系式:v 2=2gx 。
2.竖直上抛运动(1)运动特点:加速度为g ,上升阶段做匀减速运动,下降阶段做自由落体运动;(2)运动性质:匀变速 直线运动;(3)基本规律①速度公式:v =v 0-gt ;②位移公式:x =v 0t -12gt 2。
第二章匀变速直线运动知识点匀变速直线运动,速度均匀变化的直线运动,即加速度不变的直线运动。
其速度时间图像是一条倾斜的直线,表示在任意相等的时间内速度的变化量都相同,即速度(v)的变化量与对应时间(t)的变化量之比保持不变(加速度不变),这样的运动是变速运动中最简单的运动形式,叫做匀变速直线运动。
[1]基本公式速度时间公式:位移时间公式:速度位移公式:其中a为加速度,;为初速度, 为末速度,t为该过程所用时间,x为该过程中的位移。
V=V0+at条件物体作匀变速直线运动须同时符合下述两条:(1)所受合外力不为零,且保持不变;(2)合外力与初速度在同一直线上。
分类在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。
若速度方向与加速度方向相同(即同号),则是加速运动;若速度方向与加速度方向相反(即异号),则是减速运动。
规律推导一、位移公式推导:(1)由于匀变速直线运动的速度是均匀变化的,故平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度中间时刻的瞬时速度=平均速度:平均速度公式:(2) 相邻相等时间段内位移差:二、速度公式推导(1)中间位移的速度(2)中间时刻的速度比例关系(1)重要比例关系由,得。
由,得,或。
由,得,或。
(2)基本比例(当初速度为0的匀加速运动)①第1秒末、第2秒末、……、第n秒末的速度之比推导:②前1秒内、前2秒内、……、前n秒内的位移之比推导:③第1个t内、第2个t内、…、第n个t内(相同时间内)的位移之比推导:④通过前1s、前2s、前3s……、前ns的位移所需时间之比推导:,当位移等比例增大时,根号内的比值也等比例增大。
⑤通过第1个s、第2个s、第3个s、……、第n个s(通过连续相等的位移)所需时间之比推导:自由落体运动一、概念物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。
1、运动学特点:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
探究匀变速直线运动规律知识点(10.28)探究匀变速直线运动⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎧自由落体运动⎩⎪⎨⎪⎧1.定义:从静止开始,仅受重力的作用的运动2.特点⎩⎪⎨⎪⎧v 0=0a =g3.运动规律⎩⎪⎨⎪⎧v t =gt s =12gt 2匀变速直线运动⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧定义:速度均匀变化的直线运动特点:加速度的大小和方向恒定不变基本公式⎩⎪⎨⎪⎧v t =v 0+at s =v 0t +12at 2导出公式⎩⎪⎨⎪⎧v 2t -v 20=2as s =v -·t =v 0+v t 2t =v t 2t Δs =aT 2匀变速直线运动规律应用:汽车安全行驶、追及相遇问题 一、探究自由落体运动1.亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的重量决定的,物体越重,下落得越快W.2.伽利略认为,物体下落的快慢与物体的质量无关W.3.认识自由落体运动:(1)定义:物体仅在重力的作用下,从静止开始下落的运动叫自由落体运动.(2)自由落体运动具备两个特点:①初速度为零;②下落物体只受重力W.(3)若物体受到的空气阻力远小于物体的重力时也可将从静止开始下落的物体视为自由落体运动.二、自由落体运动规律1.自由落体运动是一种初速度为零的匀变速直线运动,其加速度是一个常量.2.重力加速度的方向总是竖直向下的,地球上不同位置的重力加速度大小一般不同,随纬度的增大而增大W.三、匀变速直线运动1.匀变速直线运动是加速度恒定不变的直线运动.(1).特征:速度的大小随时间均匀变化,加速度的大小和方向保持不变.(2)分类 ⎩⎪⎨⎪⎧ 匀加速直线运动:a 与v 0方向相同; 匀减速直线运动:a 与v 0方向相反。
2.匀变速直线运动的基本规律:设物体的初速度为v 0、t 秒末的速度为v t 、经过的位移为s 、加速度为a ,则:(1)速度公式:v t =v 0+at ;(2)位移公式:s =v 0t +12at 2; (3)速度—位移公式:v 2t -v 20=2as ;(4)平均速度公式:v -=v t +v 02. 3.匀变速直线运动的重要推论(1)任意相邻相等时间T 内的位移差:Δx =aT 2;可以推广到:x m -x n =(m -n )aT 2。
匀变速直线运动公式、规律总结一.基本规律:=ts 1. =t v v t 0-(1)加速度 =20t v v + at v v t +=0 2021at t v s +=2 t v v t 20+= t v t 22022v v as t -= 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2tv =t s 20t 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,末速度为,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 =2220t v v + 无论匀加速还是匀减速总有2t v ==20t v v +<2s v =2220t v v +三.自由落体运动和竖直上抛运动:=2tv2tv总结:自由落体运动就是初速度=0,加速度=的匀加速直线运动.(1)瞬时速度gtvt-2021gttvs-=(3)重要推论22vvt-=-总结:竖直上抛运动就是加速度ga-=的匀变速直线运动.四.初速度为零的匀加速直线运动规律:设T为时间单位,则有:(1)1s末、2s末、3s末、…… ns末的瞬时速度之比为:v1∶v2∶v3∶……:vn=1∶2∶3∶……∶n同理可得:1T末、2T末、3T末、…… nT末的瞬时速度之比为:v1∶v2∶v3∶……:vn=1∶2∶3∶……∶n(2)1s内、2s内、3s内……ns内位移之比为:S1∶S2∶S3∶……:S n=12∶22∶32∶……∶n2同理可得:1T内、2T内、3T内……nT内位移之比为:S1∶S2∶S3∶……:S n=12∶22∶32∶……∶n2(3)第一个1s内,第二个2s内,第三个3s内,……第n个1s内的位移之比为:SⅠ∶SⅡ∶SⅢ∶……:S N=1∶3∶5∶……∶(2n-1)同理可得:第一个T内,第二个T内,第三个T内,……第n个T内的位移之比为:SⅠ∶SⅡ∶SⅢ∶……:S N=1∶3∶5∶……∶(2n-1)(4)通过连续相等的位移所用时间之比为:t1∶t2∶t3∶……:t n=1∶(12-)∶(23-)∶………∶(1--nn)课时4:匀速直线运动、变速直线运动基本概念(例题)一.变速直线运动、平均速度、瞬时速度:例1:一汽车在一直线上沿同一方向运动,第一秒内通过5m,第二秒内通过10m,第三秒内通过20m,第四秒内通过5m,则最初两秒的平均速度是_________m/s,则最后两秒的平均速度是_________m/s,全部时间的平均速度是_________m/s.例2:做变速运动的物体,若前一半时间的平均速度为4m/s,后一半时间的平均速度为8m/s,则全程内的平均速度是_________m/s;若物体前一半位移的平均速度为4m/s,后一半位移的平均速度为8m/s,则全程内的平均速度是_________m/s.二.速度、速度变化量、加速度:提示:1、加速度:是表示速度改变快慢的物理量,是矢量。
匀变速直线运动的研究知识要点总结一、运动的基本概念和物理量:1.位移:物体运动的位移是物体从起点到终点的直线距离,具有方向性。
2.速度:速度是单位时间内位移的大小和方向,表示物体单位时间内运动的快慢和方向。
3.加速度:加速度是单位时间内速度的改变量,表示物体单位时间内速度改变的快慢和方向。
4.时间:表示物体运动的持续时间。
二、匀变速直线运动的基本规律:1.位移和速度的关系:a.位移与速度成正比,即位移与速度的乘积等于时间。
b.位移与加速度成正比,即位移与加速度的乘积等于时间的平方的一半。
2.速度和时间的关系:a.速度与时间成正比,即速度等于加速度乘以时间。
b.局部恒速(匀速)运动的速度与时间成正比,即速度等于位移与时间的比值。
3.加速度和时间的关系:a.加速度恒定的物体,速度的变化成正比于时间,即速度等于加速度乘以时间。
b.加速度与位移的关系:加速度等于位移的变化率与时间的比值。
三、匀变速直线运动的运动学公式:1. 位移公式:位移等于初速度与时间的乘积加上加速度乘以时间的平方的一半,即 S=vt+1/2at^22. 速度公式:速度等于初速度加上加速度乘以时间,即 V=u+at。
3.加速度公式:加速度等于位移的变化率与时间的比值,即a=(v-u)/t。
4. 位移与速度的关系:位移等于速度和时间的乘积,即 S=vt。
四、匀变速直线运动的图形分析:1.速度-时间图像:a.匀速运动的速度-时间图像是一条水平直线,斜率为零。
b.变速运动的速度-时间图像是一条直线,斜率代表加速度。
2.位移-时间图像:a.匀速运动的位移-时间图像是一条直线,斜率代表速度。
b.变速运动的位移-时间图像是一条弯曲的曲线。
五、匀变速直线运动的应用:1.汽车行驶过程中的加速和减速过程。
2.发射和升空的火箭。
3.受重力作用下的自由落体运动。
4.抛体运动等。
总结:匀变速直线运动是物体运动的一种常见形式,研究它的基本规律和运动学公式可以帮助我们更好地理解和描述物体在直线上的运动过程。
物理必修一第二章匀变速直线运动知识总结物理必修一换档第二章匀变速直线运动知识总结捻第二章匀变速直线运动的研究作者谭洋一、全章思路网1、第一节与第二节之间的联系利探究实验数据处理中所发现用二者之间所利用数学知识得到此v-t得变小一种特别的数据即速匀图像的表达式表达式为速车度随时间均匀的变化。
到直速的线度实运随验动此种特殊的变化即为数时据由数学知识得到的表达式的间我们在这一词语章节中要作在物理学中的含义是:速变研究的匀变速直线运出度化动。
速与的度时规时间律间图的像关系2、第一节与第三节之间的联系利探用利用计算机处理得到匀究实验数据处理中发现所此x-t图像的函数表达式变小得到特别的数据即速一种为速车度随时间均匀的变化。
直速的度验运随数动时此种特殊的变化即为据由计算机处理得到的表达的语意间我们在这一章节中要作式在物理学中的含义是:位变运出研究的管吻变速直线运出移化动。
位与的移时规时间律间图的像关系3、第三节规律的另一种得出思想利用微分的思想证明前面由匀速直线运动x=vt的规的结论是可以运用于匀变匀匀广韵,结合其v-t 图像的特速点得出v-t图像与时间轴匀速直线运动中的,并由此排列成变变直所围成的图形面积即为物速得出了相应的表达式速线体的位移直直运线线动运运动的速将此结论用于匀变速动的将此表达式与前面用计算的直线运动成立算出么?速位度时度机处理得出的表达式进行展开移时对比,见到其再次证明了与间间以上观点图图屈埃泰时像间像的关系4、第一、二、三节内容得到的匀变速直线运动的运动学规律有:(1)(2)5、利用前面所得出的两个匀变速直线运动的运动学规律结合数学知识我们能得到第四节全部内容的结论,匀变速直线运动中速度与固定点位移的关系为:(3)(5)在匀变速直线运动中所,物体在一段过程中,在此过程中的中点位移时中曾的瞬时速度与其在这个工程中的初末速度之间的关系:(6)在匀变速直线运动中,物体在任意两个连续相等延时的时间间隔T内,位移之差是一个隐式(逐差相等)(7)逐差相等的推广规律7、在初速度为零的匀变速直线运动中的几个比例关系:(8)连续相等时间间隔下,每段间隔时间的北段末速度之比:(9)连续相等时间间隔下,每段间隔内的位移之比:(10)连续相等位移内,每段位移所花时间之比:(11)连续相等位移下,每北段位移的末速度之比为:8、对于自由落体运动,其为一个理想的物理模型,即物体在只受作用下由静止开始下落的运动。
第二章匀变速直线运动的研究知识梳理第1节实验:探究小车速度随时间变化的规律一、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。
2.用v-t图像表示小车的运动情况:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法画出小车的v-t图像,图线的倾斜程度表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的。
二、实验器材打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、槽码、刻度尺、坐标纸。
三、实验步骤1.如图所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路。
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的槽码,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行,然后把纸带穿过打点计时器,并把纸带的另一端固定在小车后面。
3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,后释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列小点。
4.换上新纸带,重复实验两次。
5.增减所挂槽码,按以上步骤再做两次实验。
四、数据处理1.纸带的选取与测量(1)在三条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带。
(2)为了便于测量,一般舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点作计时起点(0点)。
(3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如图所示,相邻两点中间还有4个点未画出)。
(4)采集数据的方法:不要直接去测量两个计数点间的距离,而是要量出各个计数点到计时零点的距离d1、d2、d3…然后再算出相邻的两个计数点的距离x1=d1;x2=d2-d1;x3=d3-d2;x4=d4-d3…2.瞬时速度的计算瞬时速度的求解方法:时间间隔很短时,可用某段时间的平均速度表示这段时间内中间时刻的瞬时速度,即v n =x n +x n +12T。
3.画出小车的v -t 图像(1)定标度:坐标轴的标度选取要合理,应使图像大致分布在坐标平面中央。
第二章匀变速直线运动的研究※知识点一、知识网络※知识点二、匀变速直线运动规律的理解与应用 1.公式中各量正负号的确定x 、a 、v 0、v 均为矢量,在应用公式时,一般以初速度方向为正方向(但不绝对,也可规定为负方向),凡是与v 0方向相同的矢量为正值,相反的矢量为负值.当v 0=0时,一般以a 的方向为正方向,这样就把公式中的矢量运算转换成了代数运算. 2.善用逆向思维法特别对于末速度为0的匀减速直线运动,倒过来可看成初速度为0的匀加速直线运动,这样公式可以简化⎝ ⎛⎭⎪⎫如v =at ,x =12at 2,初速度为0的比例式也可以应用.3.注意(1)解题时首先选择正方向,一般以v 0方向为正方向. (2)刹车类问题一般先求出刹车时间.(3)对于有往返的匀变速直线运动(全过程加速度a 恒定),可对全过程应用公式v =v 0+at 、x =v 0t +12at 2、……列式求解.(4)分析题意时要养成画运动过程示意图的习惯,特别是对多过程问题.对于多过程问题,要注意前后过程的联系——前段过程的末速度是后一过程的初速度;再要注意寻找位移关系、时间关系. 4.匀变速直线运动的常用解题方法【典型例题】【例题1】一个物体以v 0=8m/s 的初速度沿光滑斜面向上滑,加速度的大小为2 m/s 2,冲上最高点之后,又以相同的加速度往回运动,下列说法错误的是( ) A .1 s 末的速度大小为6 m/s B .3 s 末的速度为零 C .2 s 内的位移大小是12 m D .5 s 内的位移大小是15 m【审题指导】分析题中已知条件选择合适的关系式求解. 【答案】 B【针对训练】在某地地震发生后的几天,通向灾区的公路非常难行,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8 s ,由于前方突然有巨石滚在路中央,所以又紧急刹车,经4 s 停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是 ( ) A .加速、减速中的加速度大小之比a 1∶a 2=1∶2 B .加速、减速中的加速度大小之比a 1∶a 2=2∶1 C .加速、减速中的平均速度之比v -1∶v -2=2∶1 D .加速、减速中的位移之比x 1∶x 2=1∶1 【答案】A 【解析】 由a =v -v 0t 可得a 1∶a 2=1∶2,选项A 正确,B 错误;由v -=v 0+v 2可得v -∶v -2=1∶1,选项C错误;又根据x =v -t ,x 1∶x 2=2∶1,选项D 错误.※知识点三、x -t 图象和v -t 图象 ★x -t 图象和v -t 图象的比较2.在图象问题的学习与应用中首先要注意区分它们的类型,其次应从图象所表达的物理意义,图象的斜率、截距、交点、拐点、面积等方面的含义加以深刻理解.【典型例题】【例题2】在水平直轨道上距离A点右侧10 m处,一辆小车以4 m/s的速度匀速向右行驶,5 s末,小车的速度立即变为2 m/s匀速向左行驶.设小车做直线运动的位移和运动方向都以水平向左为正方向,(1)试作出小车在20 s内的v-t图象和x-t图象:(写出必要的计算过程,以小车出发点为位移坐标原点);(如图所示)(2)根据图象确定小车在20 s末的位置.(用文字表达)【针对训练】一质点由静止开始做直线运动的v-t关系图象如图所示,则该质点的x-t关系图象可大致表示为下图中的( )【答案】 B※知识点四、纸带问题的处理方法纸带的分析与计算是近几年高考中考查的热点,因此应该掌握有关纸带问题的处理方法.1.判断物体的运动性质(1)根据匀速直线运动的位移公式x =vt 知,若纸带上各相邻的点的间隔相等,则可判定物体做匀速直线运动.(2)由匀变速直线运动的推论Δx =aT 2知,若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移差相等,则说明物体做匀变速直线运动. 2.求瞬时速度根据在匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度:v n =x n +x n +12T,即n 点的瞬时速度等于(n -1)点和(n +1)点间的平均速度. 3.求加速度 (1)逐差法虽然用a =ΔxT2可以根据纸带求加速度,但只利用一个Δx 时,偶然误差太大,为此应采取逐差法.如图所示,纸带上有六个连续相等的时间间隔T 内的位移x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6.由Δx =aT 2可得:x 4-x 1=(x 4-x 3)+(x 3-x 2)+(x 2-x 1)=3aT 2 x 5-x 2=(x 5-x 4)+(x 4-x 3)+(x 3-x 2)=3aT 2 x 6-x 3=(x 6-x 5)+(x 5-x 4)+(x 4-x 3)=3aT 2所以a =(x 6-x 3)+(x 5-x 2)+(x 4-x 1)9T 2=(x 6+x 5+x 4)-(x 3+x 2+x 1)9T 2. (2)两段法将如图所示的纸带分为OC 和CF 两大段,每段时间间隔是3T ,可得:x 4+x 5+x 6-(x 1+x 2+x 3)=a (3T )2,显然,求得的a 和用逐差法所得的结果是一样的,但该方法比逐差法简单多了. (3)v -t 图象法根据纸带,求出各时刻的瞬时速度,作出v -t 图象,求出该v -t 图象的斜率k ,则k =a . 这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值,有效地减少偶然误差. 【典型例题】【例题3】某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示.倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K ,电磁铁吸住第1个小球.手动敲击弹性金属片M ,M 与触头瞬间分开,第1个小球开始下落,M迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球.当第1个小球撞击M时,M与触头分开,第2个小球开始下落…….这样,就可测出多个小球下落的总时间.(1)在实验中,下列做法正确的是________.A.电路中的电源只能选用交流电源B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度D.手动敲击M的同时按下秒表开始计时(2)实验测得小球下落的高度H=1.980 m,10个小球下落的总时间T=6.5 s.可求出重力加速度g=________ m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间△t磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差△t,这导致实验误差.为此,他分别取高度H1和H2测量n个小球下落的总时间T1和T2.他是否可以利用这两组数据消除△t对实验结果的影响?________(填“是”或“否”)(4)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法.①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________.【答案】(1)BD (2)9.4 (3)是(4)见解析(2)H =12gt 2=12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫T 102所以g =200H T 2=200×1.980(6.5)2 m/s 2=9.4 m/s 2(3)由H 1=12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫T 1n -Δt 2和H 2=12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫T 2n -Δt 2可得g =2n 2(H 1-H 2)2(T 1-T 2)2,因此可以消去Δt 的影响. (4)增加小球下落的高度或多次重复实验,取平均值做为最后的测量结果均能使实验误差减小【针对训练】 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,取一段如图所示的纸带研究其运动情况.设O 点为计数的起始点,在四个连续的计数点中,相邻计数点间的时间间隔为0.1 s ,若物体做理想的匀加速直线运动,则计数点“A ”与起始点O 之间的距离x 1为________ cm ,打计数点“A ”时物体的瞬时速度为________ m/s ,物体的加速度为________ m/s 2.【答案】 4.00 0.50 2.00【解析】 设相邻相等时间内的位移之差为Δx ,则AB =x 1+Δx ,BC =x 1+2Δx ,OC =OA +AB +BC =3(x 1+Δx )=18.00 cm ,故AB =6.00 cm ,x 1=4.00 cm ;由Δx =aT 2=2.00 cm 可得a =2.00 m/s 2;A 点的速度v A =OA +AB2T=0.50 m/s.※知识点五、追及相遇问题★追及问题的解题思路:(1)根据对两物体运动过程的分析,画出两物体运动的示意图.(2)根据两物体的运动性质,分别列出物体的位移方程,注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中.(3)由运动示意图找出两物体位移间的关联方程,这是关键.(4)联立方程求解,并对结果进行简单分析.【典型例题】【例题4】A火车以v1=20m/s速度匀速行驶,司机发现前方同轨道上相距100m处有另一列火车B正以v2=10m/s 速度匀速行驶,A车立即做加速度大小为a的匀减速直线运动。
一、实验:速度时间关系1、速度: 应用匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度,即12n n n S S v T ++=比如求A 点的速度,则2O A A B A S S v T +=2、加速度:(1)逐差法求加速度 如果有6组数据,则4561232()()(3)s s s s s s a T ++-++=如果有4组数据,则34122()()(2)s s s s a T +-+=如果是奇数组数据,则撤去第一组或最后一组就可以。
(2)利用v-t 图象求加速度a这个必须先求出每一点的速度,再做v-t 图。
值得注意的就是作图问题,根据描绘的这些点做一条直线,让直线通过尽量多的点,同时让没有在直线上的点均匀的分布在直线两侧,画完后适当向两边延长交于y 轴。
那么这条直线的斜率就是加速度a ,求斜率的方法就是在直线上(一定是直线上的点,不要取原来的数据点。
因为这条直线就是对所有数据的平均,比较准确。
直接取数据点虽然算出结果差不多,但是明显不合规范)取两个比较远的点,则2121v v a t t -=-。
二、匀变速直线运动1、定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。
2、基本公式(1)速度公式:v =v 0+at .(2)位移公式:x =v 0t +12at 2.(3)位移速度关系式:v 2-v 20=2ax .这三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.均为矢量式,应用时应规定正方向.(4)对于初速度为零的匀加速直线运动t v at = 212s at =22t v a s =3、图像(st 、vt )(1)s-t 图像平行时间轴的直线,静止;● 斜线表示匀速直线运动● 交点,位移相等,就是相遇(2)v-t 图像● 平行时间轴,速度不变,就是匀速直线运动● 夹角小于90度,就是匀加;大于90小于180度,就是匀减● 交点,速度相等● 位移,图像是时间轴围成的面积● 追及与相遇问题三、推论与比例式1、平均速度: a 02t v v v +=(这个是匀变速直线运动才可以用) bsv t ∆=∆(位移/时间),这个是定义式。
匀变速直线运动的规律一.考点整理匀变速直线运动规律1.匀变速直线运动:沿着一条直线,且加速度的运动.分为匀加速直线运动〔a与v方向〕和匀减速直线运动〔a与v向〕.2.三个根本规律:①速度公式:v = ;②位移公式:x = ;③位移速度关系式:v2t–v02 = .3.三个推论:①做匀变速直线的物体在连续相等的相邻时间间隔T内的位移差等于恒量,即x2–x1 = x3–x2 =……= x n–x n – 1 = ;②做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间初末时刻速度矢量和的一半,还等于中间时刻的瞬时速度,即v平均= v t/2= ;③匀变速直线运动的某段位移中点的瞬时速度v x/2 = .4.初速度为零的匀加速直线运动的特别规律:⑴在1T末,2T末,3T末,…,n T末的瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶v n = ;⑵在1T内,2T内,3T内,…,n T内的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶x n = ;⑶在第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 =____________________________________;⑷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 = ;⑸从静止开始通过连续相等的位移时的速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶v n = ;5.自由落体运动:物体只在作用下,从开始下落的运动叫自由落体运动.⑴根本特征:只受,且初速度为、加速度为的匀加速直线运动.⑵根本规律:由于自由落体运动是直线运动,所以匀变速直线运动的根本公式及其推论都适用于自由落体运动.①速度公式:v = ;②位移公式:h = ;③位移与速度的关系:v2 = .⑶推论:①平均速度等于中间时刻的瞬时速度,也等于末速度的一半,即v平均= v/2 = ;在相邻的相等时间内下落的位移差Δh = 〔T为时间间隔〕.二.思考与练习思维启动1.依据给出的速度和加速度的正负,对物体运动性质的推断正确的选项是〔〕A.v > 0,a < 0,物体做加速运动B.v < 0,a < 0,物体做加速运动C.v < 0,a > 0,物体做减速运动D.v > 0,a >0,物体做加速运动2.一物体由静止开始沿光滑斜面做匀加速直线运动,运动6秒到达斜面底端,斜面长为18米,则:⑴物体在第3秒内的位移多大?⑵前3秒内的位移多大?3.甲物体的质量是乙物体质量的5倍,甲从H高处自由下落,同时乙从2H高处自由下落,以下说法中正确的选项是〔高度H远大于10 m〕〔〕A.两物体下落过程中,同一时刻甲的速率比乙的大B.下落1 s末,它们的速度相等C.各自下落1 m,它们的速度相等D.下落过程中甲的加速度比乙的大三.考点分类探讨典型问题〖考点1〗匀变速直线运动规律的应用【例1】珠海航展现场空军八一飞行表演队两架“歼-10〞飞机表演剪刀对冲,上演精彩空中秀.质量为m的“歼-10〞飞机表演后返回某机场,降落在跑道上减速过程简化为两个匀减速直线运动.飞机以速度v0着陆后马上翻开减速阻力伞,加速度大小为a1,运动时间为t1;随后在无阻力伞情况下匀减速直至停下.在平直跑道上减速滑行总路程为x.求:第二个减速阶段飞机运动的加速度大小和时间.【变式跟踪1】如下列图,是某型号全液体燃料火箭发射时第—级发动机工作时火箭的a– t图象,开始时的加速度曲线比较平滑,在120 s的时候,为了把加速度限制在4g以内,第—级的推力降至60%,第—级的整个工作时间为200s.由图线可以看出,火箭的初始加速度为15 m/s2,且在前50 s内,加速度可以看做均匀变化,试计算:⑴t = 50 s时火箭的速度大小;⑵如果火箭是竖直发射的,在t = 10 s前看成匀加速运动,则t =10 s时离地面的高度是多少?如果此时有一碎片脱落,不计空气阻力,碎片将需多长时间落地?〔取g = 10 m/s2,结果可用根式表示〕〖考点2〗自由落体运动和竖直上抛运动例2某人在高楼的平台边缘,以20 m/s的初速度竖直向上抛出一石子.不考虑空气阻力,取g=10 m/s2,求:⑴物体上升的最大高度;回到抛出点所用的时间;⑵石子抛出后通过距抛出点下方20 m处所需的时间.【变式跟踪2】在塔顶上将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为20m,不计空气阻力,设塔足够高,则物体位移大小为10 m时,物体通过的路程可能为〔〕A.10 m B.20 m C.30 m D.50 m考点3:实际应用:汽车的“刹车〞问题.汽车刹车问题的实质是汽车做单方向匀减速直线运动问题.汽车在刹车过程中做匀减速直线运动,速度减为0后,车相对地面无相对运动,加速度消逝,汽车停止不动,不再返回.汽车运动时间满足t≤v0/a,发生的位移满足x≤v02/2a〔停止时取“=〞号〕.例3一辆汽车以10 m/s的速度沿平直的公路匀速前进,因故紧急刹车,加速度大小为0.2 m/s2,则刹车后汽车在1 min内通过的位移大小为〔〕A.240 m B.250 m C.260 m D.90 m【变式跟踪3】一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动,开始刹车后的第1 s内和第2 s内位移大小依次为9 m和7 m,则刹车后6 s内的位移是〔〕C.25 m D.75 m四.考题再练高考真题1.〔202xX高考〕某航母跑道长200m,飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2,起飞需要的X速度为50m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为〔〕A.5m/s B.10m/s C.15m/s D.20m/s【预测1】中国首架空客A380大型客机在最大重量的状态下起飞需要滑跑距离约3000m,着陆距离大约为202xm.设起飞滑跑和着陆时都是匀变速运动,起飞时速度是着陆时速度的1.5倍,则起飞滑跑时间和着陆滑跑时间之比是〔〕A.3∶2 B.1∶1 C.1∶2 D.2∶12.〔202x全国卷大纲版〕一客运列车匀速行驶,其车轮在铁轨间的接缝处会产生周期性撞击.坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10.0s.在相邻的平行车道上有一列货车,当该旅客经过货车车尾时,货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动.该旅客在此后的20.0s内,看到恰好有30节货车车厢被他连续超过.每根铁轨的长度为25.0m,每节货车车厢的长度为16.0m,货车车厢间距忽略不计.求:⑴客车运行速度的大小;⑵货车运行加速度的大小【预测2】小明同学乘坐“和谐号〞动车组,觉察车厢内有速率显示屏.当动车组在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间,他记录了不同时刻的速率,局部数据列于表格中.动车组的总质量M = 2.0×105kg,假设动车组运动时受到的阻力是其重力的0.1倍,取g = 10m/s2.在小明同学记录动车组速率这段时间内,求:⑴动车组的加速度值;⑵动车组牵引力的最大值;⑶动车组位移的大小.五.课堂演练自我提升t/s v/m·s-1 0 30 100 40 300 50 400 50 500 60 550 70 600 801.一个物体从静止开始做匀加速直线运动.它在第1 s内与第2 s内的位移之比为x1∶x2,在走完第1 m时与走完第2 m时的速度之比为v1∶v2.以下说法正确的选项是〔〕A.x1∶x 2 = 1∶3,v1∶v2 = 1∶2 B.x1∶x2 = 1∶3,v1∶v2 = 1∶ 2C.x1∶x2 = 1∶4,v1∶v2 = 1∶2 D.x1∶x2 = 1∶4,v1∶v2 = 1∶ 22.某做匀加速直线运动的物体初速度为2 m/s,经过一段时间t后速度变为6 m/s,则t/2时刻的速度为〔〕A.由于t未知,无法确定t/2时刻的速度B.5 m/sC.由于加速度a及时间t未知,无法确定t/2时刻的速度D.4 m/s3.科技馆里有一个展品,该展品放在暗处,顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置,在频闪光源的照耀下,可以看到水滴好似静止在空中固定的位置不动,如下列图.某同学为计算该装置喷射水滴的时间间隔,用最小刻度为毫米的刻度尺测量了空中几滴水间的距离,由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为〔g取10 m/s2〕〔〕A.0.01 s B.0.02 s C.0.1 s D.0.2 s4.做匀减速直线运动的物体经4 s后停止,假设在第1 s内的位移是14 m,则最后1 s内的位移是〔〕A.3.5 m B.2 m C.1 m D.05.沙尘暴天气会严峻影响交通.有一辆卡车以54 km/h的速度匀速行驶,司机突然模糊看到正前方十字路口一个老人跌倒〔假设没有人扶起他〕,该司机刹车的反响时间为0.6 s,刹车后卡车匀减速前进,最后停在老人前1.5 m处,预防了一场事故.刹车过程中卡车加速度大小为5 m/s2,则〔〕A.司机觉察情况后,卡车经过3 s停下B.司机觉察情况时,卡车与该老人的距离为33 mC.从司机觉察情况到停下来的过程,卡车的平均速度为11 m/sD.假设卡车的初速度为72 km/h,其他条件都不变,则卡车将撞到老人6.从地面竖直上抛一物体A,同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落,两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v,则以下说法正确的选项是〔〕A.A上抛的初速度与B落地时速度大小相等,都是2vB.两物体在空中运动的时间相等C.A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同D.两物体在空中同时到达的同一高度处肯定是B开始下落时高度的中点7.一条东西方向的平直公路边上有两块路牌A、B,A在西B在东,一辆匀速行驶的汽车自东向西经过B路牌时,一只小鸟恰自A路牌向B匀速飞去,小鸟飞到汽车正上方马上折返,以原速率飞回A,过一段时间后,汽车也行驶到A.以向东为正方向,它们的位移-时间图像如下列图,图中t2 = 2t1,由图可知〔〕A.小鸟的速率是汽车速率的两倍B.相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3:1C.小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍D.小鸟和汽车在0-t2 时间内位移相等8.汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动产生明显的滑动痕迹,即常说的刹车线.由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小,因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据.假设某汽车刹车后至停止的加速度大小为7 m/s2,刹车线长为14 m,求:⑴该汽车刹车前的初始速度v0的大小;⑵该汽车从刹车至停下来所用的时间t0;⑶在此过程中汽车的平均速度.参考答案:一.考点整理匀变速直线运动规律1.保持不变同反2.v0 + at v0t + at2/2 2ax 3.aT2(v0 + v t)/22220tvv4.1∶2∶3∶…∶n 12∶22∶32∶…∶n21∶3∶5∶…∶(2n–1) 1∶(2–1)∶(3–2)∶…∶(n–n-1) 1∶2∶3∶…∶n5.重力静止重力零g初速度为零的匀加速gt gt2/2 2gh gt/2 gT2二.思考与练习思维启动1.BCD;速度和加速度都是矢量,假设二者符号相同,物体就做加速运动,故B、D正确;假设二者符号相反,物体就做减速运动,故A错误,C正确.2.⑴第1 s,第2 s,第3 s……第6 s内的位移之比为1∶3∶5∶7∶9∶11,因此第3秒内的位移xⅢ=51+3+5+7+9+11×18 m = 2.5 m,⑵将6 s的时间分成2个3 s,前3 s内的位移x3=11+3×18 m=4.5 m.3.BC三.考点分类探讨典型问题例1如图,A为飞机着陆点,AB、BC分别为两个匀减速运动过程,C点停下.A到B过程,依据运动学规律有:x1 = v0t1–12a1t12,v B = v0–a1t1,B到C过程,依据运动学规律有:x2 = v B t2–12a2t22,0 = v B–a2t2,A到C过程,有:x = x1 + x2,联立解得:a2 = (v 0–a1t1)2/(2x + a1t12– 2 v0t1) t2 = (2x + a1t12– 2v0t1)/( v 0–a1t1)变式1 ⑴因为在前50 s内,加速度可以看做均匀变化,则加速度图线是倾斜的直线,它与时间轴所围的面积就表示该时刻的速度大小,所以有:v = (1/2)(15+20)×50 m/s = 875 m/s.⑵如果火箭是竖直发射的,在t = 10 s前看成匀加速运动,则t = 10 s时离地面的高度是h=at2/2 =(1/2)×15×102 m = 750 m,如果有一碎片脱落,它的初速度v1=at=150 m/s,离开火箭后做竖直上抛运动,有-h = v1t-12gt2,代入数据解得t=5(3+15) s,t′=5(3-15) s舍去.例2 法1:⑴上升过程,匀减速直线运动,取竖直向上为正方向,v0 = 20 m/s,a1 = –g,v = 0,依据匀变速直线运动公式:v2–v02 = 2ax,v= v0 + at,得物体上升的最大高度:H = v02/2a1 = v02/2g = 20 m;上升时间:t1 = v0/g = 2 s;下落过程,自由落体运动,取竖直向下为正方向.v02 = 0,a2 = g,回到抛出点时,x1 = H,到抛出点下方20 m处时,x2 = 40 m,依据自由落体公式,得下落到抛出点的时间:t2=2x1g =2×2010s=2 s,回到抛出点所用的时间为t = t1+t2 = 4 s.⑵下落到抛出点下方20 m处的时间:t2′=2x2g=2×4010s = 2 2 s;从抛出到落到抛出点下方20 m处所经历时间为t′ = t1 + t2′= 2(1+2) s.法2:⑴全过程分析,取向上为正方向,v0 = 20 m/s,a= –g,最大高度时v = 0,回到原抛出点时x1 =0 m,由匀变速运动公式得最大高度:H = v02/2g = 20 m,回到原抛出点:x1 = v0t–12gt2,t = 2 v0/g =4 s.⑵落到抛出点下方20 m处时,x = – 20 m:x = v0t2–12gt22,代入数据得:–20 = 20t2–12×10t22,解得⎩⎨⎧t2=〔2+22〕 s t2′=〔2-22〕 s.舍去.所以石子落到抛出点下方20 m 处所需时间t 2=2(1+2) s 变式2 A CD ;物体在塔顶上的A 点抛出,位移大小为10 m 的位置有两处,如下列图,一处在A 点之上,另一处在A 点之下,在A 点之上时,通过位移为10 m 处又有上升和下降两种过程,上升通过时,物体的路程s 1等于位移x 1的大小,即s 1=x 1=10 m ;下落通过时,路程s 2=2H -x 1=2×20 m -10 m =30 m ,在A 点之下时,通过的路程s 3=2H +x 2=2×20 m +10 m =50 m .故A 、C 、D 正确例3 B ;因汽车刹车后一直做匀减速直到运动速度为零为止,所以t = v 0/a = 50 s ,所以汽车刹车后在1 min内通过的位移为x = v 0t /2 = 250 m . 变式3 C ;因汽车做匀减速直线运动.由x = v 0t +12at 2得 9=v 0×1-12a ×12,9+7=v 0×2-12a ×22,解得v 0 = 10 m/s ,a = 2 m/s 2.汽车从刹车到停止所需时间t = v 0/a = 5s ;刹车后6 s 内的位移即5 s 内的位移x = v 0t – 12at 2,代入数据解得x = 25 m .四.考题再练 高考真题 1.B预测1:B ;由x = v t /2解得起飞滑跑时间和着陆滑跑时间之比是 t 1:t 2 =(x 1/x 2)(v 2/v 1) =1∶1,选项B 正确. 2.⑴ 设连续两次撞击铁轨的时间间隔为Δt ,每根铁轨长度为l ,则客车速度为v = l /Δt ,其中l = 25.0m 、Δt = 10.0/(16–1) s 得 v = 37.5m/s .⑵ 设从货车开始运动后t = 20.0s 内客车行驶了s 1米,货车行驶了s 2米,货车加速度为a ,30节货车车厢的总长度为L = 30×16.0m .由运动学公式有 s 1 = v t 、s 2 = at 2/2,由题给条件有L = s 1 – s 2,联立上述各式,并代入数据解得a = 1.35m/s 2.预测2:⑴ 通过记录表格可以看出,动车组有两个时间段处于加速状态,设加速度分别为a 1、a 2,由 a =Δv /Δt 代入数据后得a 1 = 0.1m/s 2、a 2 = 0.2m/s 2.⑵ 由牛顿第二定律 F - F f = Ma ,F f = 0.1Mg 当加速度大时,牵引力也大.代入数据得 F = F f + Ma 2 =2.4×105N .⑶ 通过作出动车组的 v – t 图可知,第—次加速运动的结束时刻是200s ,第二次加速运动的开始时刻是450s .x 1 = (v 1 + v 2)/2]t 1、x 2 = v 2t 2、x 3 = (v 2 + v 3)/2]t 3、x = x 1 + x 2 + x 3,代入数据解得x = 30250m .五.课堂演练 自我提升1.B ;由x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶xn =1∶3∶5∶…∶(2n – 1)知x 1∶x 2=1∶3,由x =12at 2知t 1∶t 2=1∶2,又v=at 可得v 1∶v 2=1∶2,正确.2.D ;中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度,即v t/2 = (v 0 + v )/2 = 4 m/s3.C ;自上而下第—、二和三点之间的距离分别为x 1 = (10.00 – 1.00)×10-2 m = 9.00×10-2 m ,x 2 = (29.00 –10.00)×10-2 m =19.00×10-2 m ,依据公式Δx = aT 2得x 2–x 1 = gT 2,故T = 0.1 s . 4.B ;设加速度大小为a ,则开始减速时的初速度大小为v 0=at =4a ,第1 s 内的位移是x 1=v 0t 1-12at 12=3.5a = 14 m ,所以a =4 m/s 2,物体最后1 s 的位移是x =12at 22=2 m .此题也可以采纳逆向思维的方法,把物体的运动看做是初速度为零的匀加速直线运动,其在连续相邻相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7,第4 s 内的位移是14 m ,所以第1 s 内的位移是2 m .5.BD ;v 0=15 m/s ,故刹车后卡车做匀减速运动的时间t 2 = v 0/a = 3 s ,故卡车经过3.6 s 停下来,A 错误;卡车与该老人的距离x =v 0t 1 + v 02/2a +Δx =33 m ,B 正确;v 平 = (x –Δx )/(t 1 + t 2) =8.75 m/s ,C 错误;x ′ = v ′t 1 + v ′2/2a = 52 m > 33 m ,所以D 正确.6.AC ;设两物体从下落到相遇的时间为t ,竖直上抛物体初速度为v 0,由题gt = v 0 – gt = v 得v 0=2v .故A 正确.依据竖直上抛运动的对称性可知,B 自由落下到地面的速度为2v ,在空中运动时间为t B = 2v /2g ,A 竖直上抛,在空中运动时间t A = 2×(2v /g ) = 4v /g .故B 错误.物体A 能上升的最大高度h A = (2v )2/2g ,B 开始下落的高度h B =g (2v /g )2/2,显然两者相等.故C 正确.两物体在空中同时到达同一高度为h = gt 2/2 = g (v /g )2/2 = v 2/2g = h B /4.故D 错误.应选AC7.BC ;设AB 之间的距离为L ,小鸟的速率是v 1,汽车的速率是v 2,小鸟从出发到与汽车相遇的时间与返回的时间相同,故它们相向运动的时间为t 1/2,则在小鸟和汽车相向运动的过程中有v 1t 1/2 + v 2t 1/2 = L ,即〔v 1 + v 2〕t 1/2 = L ,对于汽车来说有v 2t 2 = L ;联立以上两式可得v 1 =3 v 2,故A 错误B 正确.汽车通过的总路程为x 2 = v 2t 2,小鸟飞行的总路程为x 1 = v 1t 1=3 v 2×(t 2/2) = (3/2)x 2,故C 正确.小鸟回到出发点,故小鸟的位移为0,故D 错误.应选BC .8.⑴ 由题意依据运动学公式v 2 – v 20 = 2ax 得– v 20 = 2ax 代入数据解得v 0 = 14 m/s . ⑵ 法1:由v = v 0 + at 0得t 0 = (v – v 0)/a = 2s ;法2:(逆过程) 由x = 12at 02 得t 0 =2xa= 2 s . ⑶ 法1:v 平均 = x /t = 7 m/s ;法2:v 平均 = (v 0 + v )/2 = 7 m/s .附:9.物体以肯定的初速度v 0冲上固定的光滑斜面,到达斜面X 点C 时速度恰为零,如下列图.物体第—次运动到斜面长度3/4处的B 点时,所用时间为t ,求物体从B 滑到C 所用的时间. 法1〔比例法〕:对于初速度为0的匀加速直线运动,在连续相等的时间里通过的位移之比为 x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n = 1∶3∶5∶…∶(2n – 1),现有x BC ∶x AB = (x AC /4)∶(3x AC /4) = 1∶3,通过x AB 的时间为t ,故通过x BC 的时间t BC = t . 法2〔中间时刻速度法〕:中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度.v AC = (v 0 + 0)/2 = v 0/2,又v 02 =2ax AC ① v B 2 = 2ax BC ② x BC = x AC /4 ③ 解①②③得:v B = v 0/2,可以看出v B 正好等于AC 段的平均速度,因此B 点是中间时刻的位置.因此有t BC = t . 法3〔利用有关推论〕:对于初速度为0的匀加速直线运动,通过连续相等的各段位移所用的时间之比为 t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n = 1∶(2-1)∶(3-2)∶(4-3)∶…∶(n-n -1).现将整个斜面分成相等的四段,如下列图.设通过BC段的时间为t x ,那么通过BD ,DE ,EA 的时间分别为:t BD = (2-1)t x ,t DE = (3-2)t x ,t EA = (2-3)t x ,又t BD + t DE + t EA = t ,得t x = t .v /m·s -1t/s100 200 300 400 500 600 20406080。
《匀变速直线运动规律》复习 知识点总结一、匀变速直线运动:1、定义:沿着一条直线且a 不变(a 的大小、方向都不变)的直线运动2、分类: 匀加速直线运动:a 、v 0方向______匀减速直线运动:a 、v 0方向______3、v-t 图像:倾斜直线(直线可能会跨过时间轴);二、匀变速直线运动的规律1.三个基本公式(均为矢量式)速度公式:v =位移公式:x =位移速度关系式: .位移与平均速度关系式:_________________2.三个推论(1)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间初末时刻速度矢量和的 ,还等于 的瞬时速度.即公式为(2)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的中间位置的速度和这段时间初、末速度的关系满足: ,其中vt x 22v >(3)连续相邻相等的时间间隔T 内的位移差等于 .即:x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x (n -1)= . 进一步推导,得:Xm —Xn=(m —n) a T23、5个比例式(v 0=0时)(1)前T 、前2T 、前3T......前nt 内的位移之比为:x 1:x 2:x 3:…… :x n=1:4:9:……n 2(2)第1个T 、第2个T 、第3个T …...第n 个T 内的位移之比为:x i :x ii :x iii :……:X n =1:3:5:…(2n-1)(3)前x 、2x 、3x 、 nx 所用时间之比为:t 1:t 2: t 3: :t n =1:(4)第1个x 、第2个x 、第3个x 、……第n 个x 所用时间之比为:t 1:t 2: t 3:…:t n =1: (5 ) 1T 末、2T 末、3T 末......nT 末的瞬时速度之比为:v 1:v 2:v 3:…… :x n=4、1个处理方法:逆过程处理:一个末速度为0的匀减速直线运动可当作一个初速度为0,具有等大加速度的匀加速直线运动处理。
第二章探究匀变速直线运动规律知识点总结
第一、二节探究自由落体运动/自由落体运动规律
记录自由落体运动轨迹
1.物体仅在中立的作用下,从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动(理想化模型)。
在空气中影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响,与物体重量无关。
2.伽利略的科学方法:观察→提出假设→运用逻辑得出结论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广
自由落体运动规律
自由落体运动是一种初速度为0的匀变速直线运动,加速度为常量,称为重力加速度(g)。
g=9.8m/s²
重力加速度g的方向总是竖直向下的。
其大小随着纬度的增加而增加,随着高度的增加而减少。
vt²=2gs
竖直上抛运动
1.处理方法:分段法(上升过程a=-g,下降过程为自由落体),整体法(a=-g,注意矢量性)
1.速度公式:vt=v0—gt位移公式:h=v0t—gt²/2
2.上升到最高点时间t=v0/g,上升到最高点所用时间与回落到抛出点所用时间相等
3.上升的最大高度:s=v0²/2g
第三节匀变速直线运动
匀变速直线运动规律
1.基本公式:s=v0t+at²/2
2.平均速度:vt=v0+at
3.推论:1)v=vt/2
2)S2—S1=S3—S2=S4—S3=……=△S=aT²
3)初速度为0的n个连续相等的时间内S之比:
S1:S2:S3:……:Sn=1:3:5:……:(2n—1)
4)初速度为0的n个连续相等的位移内t之比:
t1:t2:t3:……:tn=1:(√2—1):(√3—√2):……:(√n—√n—1)
5)a=(Sm—Sn)/(m—n)T²(利用上各段位移,减少误差→逐差法)
6)vt²—v0²=2as
第四节汽车行驶安全
1.停车距离=反应距离(车速×反应时间)+刹车距离(匀减速)
2.安全距离≥停车距离
3.刹车距离的大小取决于车的初速度和路面的粗糙程度
4.追及/相遇问题:抓住两物体速度相等时满足的临界条件,时间及位移关系,临界状态(匀减速至静止)。
可用图象法解题。