2019学年高中物理 第2章 实验归纳:研究匀变速直线运动学案 新人教版必修1
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2 匀变速直线运动的速度与时间的关系[学习目标] 1.知道什么是匀变速直线运动,理解“匀”的含义是指加速度恒定.2.理解vt图像中图线与纵轴的交点、斜率的物理意义.3.会从加速度的定义式中推导速度和时间的关系,明白在vt图像中速度和时间的关系.4.会用v=v0+at解释简单的匀变速直线运动问题.一、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.2.分类(1)匀加速直线运动:速度随时间均匀增加的直线运动.(2)匀减速直线运动:速度随时间均匀减小的直线运动.3.图像:匀变速直线运动的vt图像是一条倾斜的直线.二、速度与时间的关系1.速度公式:v=v0+at.2.对公式的理解:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的速度v0加上在整个过程中速度的变化量at.1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动.(√)(2)物体的加速度为负值时,不可能是匀加速直线运动.(×)(3)公式v=v0+at仅适用于匀变速直线运动.(√)(4)速度随时间不断增加的运动叫作匀加速直线运动.(×)(5)在匀变速直线运动中,由公式v=v0+at可知,经过相同时间t,v0越大,则v越大.(×)2.关于匀变速直线运动,下列说法正确的是( )A.是加速度不变、速度随时间均匀变化的直线运动B.是速度不变、加速度变化的直线运动C.是速度随时间均匀变化、加速度也随时间均匀变化的直线运动D.当加速度不断减小时,其速度也一定不断减小A[匀变速直线运动是速度均匀变化,而加速度不变的直线运动,所以只有A正确.] 3.(多选)如图所示的四个图像中,表示物体做匀加速直线运动的是( )A B C DAD[匀加速直线运动的vt图像是一条远离时间轴的倾斜直线,选项A中速度为负值代表速度方向与规定正方向相反,但速度在均匀增大,选项D中速度为正值,代表速度方向与规定正方向相同,速度不断均匀增大,故A、D正确.]1.而vt图像是一条平行于时间轴的直线.从图像中可以直接读出速度的大小和方向.甲乙2.匀变速直线运动的vt图像:如图乙所示,匀变速直线运动的vt图像是一条倾斜的直线.(1)直线a反映了速度随着时间是均匀增加的,为匀加速直线运动的图像.(2)直线b反映了速度随着时间是均匀减小的,为匀减速直线运动的图像.(3)直线c反映了速度随着时间先均匀减小,后均匀增加,由于加速度不变,整个运动过程也是匀变速直线运动.3.vt图像的应用A.在第8 s末相对于起点的位移最大B.在第4 s末相对于起点的位移最大C.在第2 s末到第4 s末这段时间内的加速度最大D.在第4 s末和第8 s末在同一位置上思路点拨:①vt图线的斜率越大,物体的加速度越大.②vt图线与t轴所围面积表示物体的位移.D[由图可知,6 s内物体一直沿正方向运动,6~8 s内物体反向运动,故第6 s末相对于起点的位移最大,故A、B错误;图像的斜率表示物体的加速度,由图可知,4~8 s内的加速度最大,故C错误;4~6 s内和6~8 s内物体的位移大小相等、方向相反,故第8 s末物体回到第4 s所在的位置,故D正确.]分析vt图像时应注意的两点(1)加速度是否变化看有无折点:在折点位置,图线的倾斜程度改变,表示此时刻物体的加速度改变,vt图像为曲线,可认为曲线上处处是折点,加速度时刻在改变.(2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点:在与时间轴的交点位置前后,纵坐标的符号改变,表示物体的速度方向改变.1.(多选)甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动,两物体运动的vt图像如图所示,下列判断正确的是( )A.甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动B.两物体两次速度相同的时刻分别在第1 s末和第4 s末C.乙在前2 s内做匀加速直线运动,2 s后做匀减速直线运动D.2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反BC[由vt图像知,甲以2 m/s的速度做匀速直线运动,乙在0~2 s内做匀加速直线运动,加速度a1=2 m/s2,2~6 s内做匀减速直线运动,加速度a2=-1 m/s2,A错误,C正确;t=1 s和t=4 s时二者速度相同,B正确;0~6 s内甲、乙的速度方向都沿正方向,D错误.]1.(1)公式中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,首先要规定正方向,一般取v0的方向为正方向,a、v与v0的方向相同时取正值,与v0的方向相反时取负值.计算时将各量的数值和正负号一并代入计算.(2)a与v0同向时物体做匀加速直线运动,a与v0方向相反时,物体做匀减速直线运动.2.公式的适用条件公式v=v0+at只适用于匀变速直线运动.3.公式的特殊形式(1)当a=0时,v=v0(匀速直线运动).(2)当v0=0时,v=at(由静止开始的匀加速直线运动).4.速度公式v =v 0+at 与加速度定义式a =v -v 0t的比较 速度公式v =v 0+at 虽然是加速度定义式a =v -v 0t的变形,但两式的适用条件是不同的: (1)v =v 0+at 仅适用于匀变速直线运动. (2)a =v -v 0t还可适用于匀变速曲线运动. 【例2】 在平直公路上,一辆汽车以108 km/h 的速度行驶,司机发现前方有危险立即刹车,刹车时加速度大小为6 m/s 2,求:(1)刹车后3 s 末汽车的速度大小; (2)刹车后6 s 末汽车的速度大小.思路点拨:①汽车刹车至速度减为零后将停止运动. ②判断汽车在3 s 末、6 s 末是否停止运动.[解析] 汽车行驶速度v 0=108 km/h =30 m/s ,规定v 0的方向为正方向, 则a =-6 m/s 2, 汽车刹车所用的总时间t 0=0-v 0a =0-30-6s =5 s. (1)t 1=3 s 时的速度v 1=v 0+at =30 m/s -6×3 m/s=12 m/s.(2)由于t 0=5 s<t 2=6 s ,故6 s 末汽车已停止,即v 2=0. [答案] (1)12 m/s (2)0上例中,若司机前方有下坡,汽车以6 m/s 2的加速度加速,则经3 s 末汽车的速度大小? [提示] 由v =v 0+at 得v=30 m/s+6×3 m/s=48 m/s.处理刹车问题的三点提醒(1)明确车辆的刹车时间(车辆末速度变为零时所用的时间).通常可由t=v-v0a计算得出.并判断要研究的时长与刹车时间的大小关系.(2)若要研究的时长小于刹车时间,则汽车在要研究的时间段内的实际运动时间等于时长;反之,实际运动时间等于刹车时间.(3)常见错误:误以为汽车在给定的时间内一直做匀减速直线运动,简单套用速度公式v =v0+at,得出的速度出现负值.2.磁悬浮列车由静止开始加速出站,加速度为0.6 m/s 2,假设列车行驶在平直轨道上,则2 min 后列车速度为多大?列车匀速运动时速度为432 km/h ,如果以0.8 m/s 2的加速度减速进站,求减速160 s 时速度为多大?[解析] 取列车运动方向为正方向(1)列车2 min 后的速度v =v 10+a 1t 1=0+0.6×2×60 m/s=72 m/s. (2)列车匀速运动的速度v 20=432 km/h =120 m/s.列车进站过程减速至停止的时间t 0=v 20a 2=1200.8s =150 s所以列车减速160 s 时已经停止运动,速度为零. [答案] 72 m/s 01.如图所示为四个物体做直线运动的速度—时间图像,由图像可知做匀加速直线运动的是( )A B C DC [A 图像表示物体做匀速直线运动,B 图像表示物体做匀减速直线运动,C 图像表示物体做匀加速直线运动,D 图像表示物体做加速度增大的加速运动.故选项C 符合题意.]2.(多选)在公式v =v 0+at 中,涉及四个物理量,除时间t 是标量外,其余三个v 、v 0、a 都是矢量.在直线运动中这三个矢量的方向都在同一条直线上,当取其中一个量的方向为正方向时,其他两个量的方向与其相同的取正值,与其相反的取负值,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BC [若取初速度方向为正方向,加速度为正值,表示初速度方向和加速度方向相同,物体加速,若物体加速度为负值,物体减速,故B 、C 正确.]3.歼20飞机在第11届中国国际航空航天博览会上进行飞行展示,这是中国自主研制的新一代隐身战斗机首次公开亮相.在某次短距离起飞过程中,战机只用了10 s 就从静止加速到起飞速度288 km/h ,假设战机在起飞过程中做匀加速直线运动,则它的加速度大小为( )A .28.8 m/s 2B .10 m/s 2C .8 m/s 2D .2 m/s 2C [飞机末速度v =288 km/h =80 m/s ,飞机做初速度为零的匀加速直线运动,根据公式v =v 0+at 可知v =at ,即a =v t =8010m/s 2=8 m/s 2,选项C 正确.] 4.一物体从静止开始以2 m/s 2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时的速度大小;(2)物体做匀减速直线运动时的加速度.[解析] (1)由速度、时间的关系式得v 1=v 0+a 1t 1=2×5 m/s=10 m/s即做匀速直线运动时的速度大小为10 m/s.(2)由v =v 1+a 2t 2得a 2=v -v 1t 2=0-102m/s 2=-5 m/s 2. 负号表示加速度方向与物体运动方向相反.[答案] (1)10 m/s (2)5 m/s 2 方向与物体运动方向相反。
高中物理 第2章匀变速直线运动的研究复习教案 新人教版必修1单 元 小 结 导 航【知识结构】【难点解析】一.匀变速直线运动规律应用1.匀变速直线运动的规律实质上是研究做匀变速直线运动物体的初速度v 0、末速度v 、加速度A 、位移x 和时间t 这五个量的关系。
具体应用时,可以由两个基本公式演绎推理得出几种特殊运动的公式以及各种有用的推论,一般分为如下情况:(1)从两个基本公式出发,可以解决各种类型的匀变速直线运动的问题。
速度-时间图象 图象 位移-时间图象 意义:表示位移随时间的变化规律 应用:①判断运动性质(匀速、变速、静止)②判断运动方向(正方向、负方向)③比较运动快慢④确定位移或时间等 意义:表示速度随时间的变化规律 应用:①确定某时刻的速度②求位移(面积)③判断运动性质④判断运动方向(正方向、负方向)⑤比较加速度大小等 主要关系式: 速度和时间的关系: 匀变速直线运动的平均速度公式: 位移和时间的关系: 位移和速度的关系: at v v +=020v v v += 2021at t v x += ax v v 2202=- 匀变速直线运动 自由落体运动 定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 特点:初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动 定义:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度 数值:在地球不同的地方g 不相同,在通常的计算中,g 取9.8m/s 2,粗略计算g 取10m/s 2 自由落体加速度(g )(重力加速度) 注意:匀变速直线运动的基本公式及推论都适用于自由落体运动,只要把v 0取作零,用g 来代替加速度a 就行了(2)在分析不知道时间或不需知道时间的问题时,一般用速度位移关系的推论。
(3)处理初速为零的匀加速直线运动和末速为零的匀减速直线运动时,通常用比例关系的方法来解比较方便。
2.匀变速直线运动问题的解题思想(1)选定研究对象,分析各阶段运动性质;(2)根据题意画运动草图(3)根据已知条件及待求量,选定有关规律列出方程,注意抓住加速度A 这一关键量;(4)统一单位制,求解方程。
第二章匀变速直线运动的研究知识点梳理知识网络知识点梳理知识点一、匀变速直线运动1、定义:物体在一条直线上且加速度不变的运动.2、特点:加速度大小、方向都不变3、分类:物体做匀变速直线运动时,若a与v方向相同,则表示物体做匀加速直线运动;若a与v 方向相反,则表示物体做匀减速直线运动.例1.(单选)如图所示是几个质点的运动图像,其中是匀变速直线运动的是()A.甲、乙、丙B.甲、乙、丁C.甲、丙、丁D.乙、丙、丁答案:A变式练习1.(单选)下列关于匀变速直线运动的说法中正确的是( )A .匀变速直线运动的加速度是均匀变化的B .相邻的相同时间间隔内的位移相等C .在任何相等的时间Δt 内的速度变化量Δv 都相等D .速度与运动时间成正比 答案:C知识点二、速度--时间式v =v 0+at 的理解及应用1、公式v =v 0+at 只适用于匀变速直线运动,当v 0=0时,v =at (由静止开始的匀加速直线运动)。
2、公式的矢量性:公式中v 0、v 、a 均为矢量,应用公式解题时,首先应选取正方向。
一般以v 0的方向为正方向,匀加速直线运动中a >0,匀减速直线运动中a <0。
若v 0=0,则以a 的方向为正方向。
3、刹车问题:车辆刹车时可看成匀减速直线运动直至速度变为零,所以刹车时车辆只在“刹车时间”内做匀减速运动,而速度减为零后保持静止。
刹车时间取决于初速度和加速度的大小。
例2.滑雪运动员不借助雪杖,以加速度a 1由静止从山坡顶匀加速滑下,测得其20 s 后的速度为20 m/s ,50 s 后到达坡底,又以加速度a 2沿水平面减速运动,经20 s 恰好停止运动。
求: (1)a 1和a 2的大小;(2)滑雪运动员到达坡底后再经过6 s 的速度大小。
解:(1)运动员下滑过程中的加速度大小 a 1=v 1-v 0t 1=20-020m/s 2=1 m/s 2到达坡底时的速度大小 v 2=a 1t 2=1×50 m/s =50 m/s在水平面上的加速度 a 2=v -v 2t 3=0-5020 m/s 2=-2.5 m/s 2 即a 2的大小为2.5 m/s 2。
教案实验:研究匀变速直线运动(人教)一、实验目的1. 理解匀变速直线运动的概念,掌握其运动规律。
2. 学会使用刻度尺测量物体的位置,计算速度和加速度。
3. 培养观察现象、分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理1. 匀变速直线运动公式:v = v0 + atx = v0t + 1/2at^22. 加速度定义:a = Δv/Δt,其中Δv表示速度变化量,Δt表示时间变化量。
三、实验器材与步骤1. 器材:滑轮组、计时器、刻度尺、小车、毛巾、木板。
2. 步骤:a. 组装滑轮组,确保滑轮光滑,固定在墙上。
b. 将计时器固定在小车上,使其能够记录下落时间。
c. 将刻度尺固定在滑轮下方,用于测量小车下落的高度。
d. 将毛巾和木板放在滑轮组下方,比较不同摩擦力下小车的运动情况。
e. 释放小车,记录下落时间,测量下落高度。
四、实验注意事项1. 确保实验过程中,小车、滑轮组和计时器稳定可靠,避免出现误差。
2. 测量时间、高度时,要尽量精确,减小误差。
3. 实验过程中,注意安全,避免小车碰撞造成伤害。
五、实验数据处理与分析1. 根据实验数据,计算小车的初速度、加速度和运动时间。
2. 分析不同摩擦力对小车运动的影响,探讨匀变速直线运动规律。
3. 结合实验结果,验证匀变速直线运动公式。
六、实验拓展1. 尝试改变滑轮组的高度,观察小车下落时间、速度和加速度的变化,探讨匀变速直线运动与高度的关系。
2. 研究不同质量的小车在相同条件下的匀变速直线运动,分析质量对运动的影响。
七、实验报告要求1. 描述实验过程,包括器材选择、实验步骤、数据采集等。
2. 展示实验数据,包括初速度、加速度、运动时间等。
3. 分析实验结果,探讨匀变速直线运动规律,验证匀变速直线运动公式。
4. 总结实验收获,提出改进措施,展望实验拓展。
八、实验评价1. 评价实验方案的科学性、可行性、准确性。
2. 评价实验操作的规范性、熟练程度。
3. 评价实验数据的可靠性、误差大小。
第二章匀变速直线运动的研究教学设计1.实验:探究小车速度随时间变化的规律................................................................... - 1 -2.匀变速直线运动的速度与时间的关系....................................................................... - 8 -3.匀变速直线运动的位移与时间的关系..................................................................... - 13 -4.自由落体运动............................................................................................................. - 19 -1.实验:探究小车速度随时间变化的规律【教学目标】一、知识与技能1. 巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法;2. 会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度。
二、过程与方法1. 通过实验探究,体验如何从实验研究中获取数据,学会利用图像处理实验数据的科学方法;2. 对打出的纸带,会用近似的方法得出各点瞬时速度。
三、情感态度与价值观1. 通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性;2. 通过对纸带的处理,实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决间题,提高创新意识;3. 在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作能力。
【重点难点】1、处理纸带的数据分析,求各点瞬时速度。
(重点)2、各点瞬时速度的计算。
(难点)3、对实验数据的处理、规律的探究。
(难点)【教学准备】课件、打点计时器、纸带、小车、细绳、槽码、刻度尺、一端附有定滑轮的长铝板【教学过程】一、导入新课:物体的运动通常是比较复杂的。
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微型专题实验:研究匀变速直线运动的规律[学习目标]1。
进一步练习使用打点计时器.2.会利用平均速度求瞬时速度。
3.会利用v-t 图象处理实验数据,并据此判断物体的运动性质。
4。
能根据实验数据求加速度并会测量自由落体加速度.5。
了解误差和有效数字。
一、实验原理图11。
利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法沿直线运动的物体在连续相等时间间隔T内的位移分别为x1、x2、x3、x4…x n,若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…=x n-x n-1,则说明物体在做匀变速直线运动,且Δx=aT2。
2。
测定匀变速直线运动加速度的方法(1)图象法①先根据“平均速度"法求出各计数点的速度v n=错误!。
②作v-t图象,求出图象的斜率即物体的加速度。
(2)利用位移差公式①x n+1-x n=aT2得a=错误!,其中T为两计数点之间的时间间隔.②逐差法若纸带上选出多个计数点,可用逐差法求加速度a=x6+x5+x4-x3+x2+x19T2。
二、实验器材(以小车的匀变速直线运动为例)打点计时器、电源、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、复写纸、坐标纸、刻度尺.三、注意事项1。
亲爱的同学:这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获,我们一直投给你信任的目光……《2.5自由落体运动》高一物理备课组使用时间:班级:姓名:【学习目标】----导1.知道自由落体运动的产生条件,掌握自由落体运动的特点和规律。
2.通过实验探究,知道自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动,建立自由落体加速度的概念并求出其大小。
3.知道什么是自由落体的加速度,知道在地球上的不同地方,重力加速度大小不同。
4.能用自由落体运动的规律解决生活中自由落体运动的问题。
【了解感知】----思1、自由落体运动定义:自由落体运动是物体只在________作用下由________开始下落的运动.2、自由落体运动的加速度:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都________,这个加速度叫自由落体的加速度,又叫________________,通常用g来表示,计算中g一般取________,近似计算时,g取________.重力加速度的方向总是________________的.3、自由落体运动性质:自由落体运动是初速度为____,加速度为____的____________直线运动.4、自由落体运动的速度与时间的关系式:____________;位移与时间的关系式:____________;速度和位移的关系式:____________;平均速度____________。
5、自由落体运动的推论:连续相等的时间t内高度差为____________;连续相等时间内的下落高度之比:____________;下落连续相同高度所用时间之比____________。
【合作探究】---议展评合作探究一1.请你按照下面的要求思考一下:实验①: 一个硬币与一个与硬币面积相同的纸片分别从同一高度同时由静止开始下落实验②:取两张完全相同的纸片,把其中一张纸揉成一团,两者也分别从同一高度同时由静止下落实验③:将一枚硬币与已经黏上了纸片的硬币分别从同一高度同时由静止下落请你根据自己观察到的现象回答下面问题:(1)实验1,________先着地,可以得出什么结论?(2)实验2,________先着地,可以得出什么结论?(3)实验3,________先着地,可以得出什么结论?2.为什么每次实验中两次下落情况的不同?3.若无空气的阻力,它们下落的情况会怎样呢?物体做什么运动?合作探究二1.用打点计时器测出重力加速度。
学习内容:《 专题一、匀变速直线运动两个推论应用》 总第____课时课标核心素养要求运用匀变速直线运动两个推论解决实际问题 自由学习目标1、推导匀变速直线运动两个推论2、会恰当地选用推论对匀变速直线运动的问题进行简单的分析和计算问 题 导 学问题预设与解决【课前复习】请写出匀变速直线运动的四个公式:总结:四个公式中总共涉及几个物理量?每个公式中有含有几个物理量?有一种说法叫“知三求二”,知道什么意思吗?任务一、匀变速直线运动的平均速度与中间时刻的瞬时速度的关系【问题设计】一质点做匀变速直线运动的v -t 图象如图所示.已知一段时间内的初速度为v 0,末速度为v .(1)这段时间内的平均速度(用v 0、v 表示).(2)中间时刻的瞬时速度【要点提炼】1.平均速度公式总结:v =x,适用条件: 。
2tv2.v =v 0+v2,适用条件:3.2t v v,适用条件:【例1】汽车自O 点出发从静止开始在平直公路上做匀加速直线运动,途中在6 s 内分别经过P 、Q 两根电线杆,已知P 、Q 电线杆相距60 m ,车经过电线杆Q 时的速率是15 m/s ,则下列说法正确的是( )A .经过P 杆时的速率是5 m/sB .车的加速度是1.5 m/s 2C .P 、O 间的距离是7.5 mD .车从出发到经过E 所用的时间是9 s【课堂练习】1、从车站开出的汽车,做匀加速直线运动,走了12s 时,发现还有乘客没上来,于是立即做匀减速运动至停车。
汽车从开出到停止总共历时20s ,行进了50 m 。
求汽车的最大速度。
任务二、重要推论Δx =aT 2的推导及应用【问题设计】物体做匀变速直线运动,加速度为a ,从某时刻起T 时间内的位移为x 1,紧接着第二个T 时间内的位移为x 2.试证明:x 2-x 1=aT 2.【要点提炼】应用(1)判断物体是否做匀变速直线运动,如果Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=……=x n -x n -1=aT 2成立,则a 为一恒量,说明物体做匀变速直线运动. (2) 求加速度:利用连续相等时间段内的位移差Δx ,可求得a =ΔxT2.【例2】做匀加速直线运动的物体,从开始计时起连续两个4 s 的时间间隔内通过的位移分别 是48 m 和80 m ,则这个物体的初速度和加速度各是多少?【课堂练习】2、某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验,图是某次实验得出的纸带,分析回答(1)物体做 的运动,理由是 ;(2)物体通过C 计数点的速度 c= m /s ;(3)物体运动的加速度为a = m /s 2.【达标检测】1、一质点做匀加速直线运动,第3s 内的位移2m, 第4s 内的位移是2.5m, 求(1)质点的加速度 (2)质点在3s 末的速度 (3)质点在2.5s 的速度2、从斜面上某一位置每隔0.1 s 释放一个相同的小球,释放后小球做匀加速直线运动,在连续释放几个后,对在斜面上滚动的小球拍下如图4所示的照片,测得x AB =15 cm ,x BC =20 cm.试问:(1)小球的加速度是多少? 图(2)拍摄时小球B 的速度是多少? (3)拍摄时x CD 是多少?3、在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度v t 2与中间位置的瞬时速度v x2哪一个大?单位:cmABCDE5.014.027.044.04、(1),(2).。
追及和相遇问题1.追及问题(1)初速度为零的匀加速直线运动的物体甲追赶同方向匀速运动的物体乙,一定能追上,在追上之前两者有最大距离的条件是速度相等(2)匀速运动的物体甲追赶同方向的做匀加速直线运动的物体乙恰好追上或恰好追不上的条件是速度相等(3)速度大的匀减速直线追速度小的匀速运动A两者速度相等,则永远追不上B若速度相等时有相等位移则恰好追上2追及问题的解题思路(1)分清前后两物体运动的性质(2)找出两物体的位移时间关系(3)列出位移方程(4)当俩物体速度相等时,量物体间距离出现极值例题1、一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶,恰在这时一辆自行车以6m/s 的速度匀速驶来,从后边赶过汽车,试问:(1)汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时距离是多大?(2)什么时候汽车追上自行车?此对汽车的速度是多大?2、平直公路上的甲车以10 m/s的速度做匀速直线运动,乙车静止在路面上,当甲车经过乙车旁边时,乙车立即以大小为1 m/s2的加速度沿相同方向做匀加速运动,从乙车加速开始计时,则()A.乙车追上甲车所用的时间为10 sB.乙车追上甲车所用的时间为20 sC.乙追上甲时,乙的速度是15 m/sD.乙追上甲时,乙的速度是10 m/s3、汽车正以V1=10m/s的速度在平直公路上前进,突然发现正前方S0=6米处有一辆自行车以V2=4m/s速度做同方向匀速直线运动,汽车立即刹车做加速度为a= -5m/s2的匀减速运动,则经过t=3秒,汽车与自行车相距多远?(本题注意汽车在什么时刻停止)4、公共汽车从车站开出以4 m/s的速度沿平直公路匀速行驶,2s后,一辆摩托车从同一车站开出匀加速追赶,加速度为3 m/s2.试问:(1)摩托车出发后,经多少时间追上汽车?(2)追上前,摩托车和汽车最远距离为多少?5、甲、乙两车在同一直线轨道上同向行驶,甲车在前,速度为v1=8 m/s,乙车在后,速度为v2=16 m/s,当两车相距x0=8 m时,甲车因故开始刹车,加速度大小为a1=2 m/s2,为避免相撞,乙车立即开始刹车,则乙车的加速度至少为多大?6、汽车A以v A=4 m/s的速度向右做匀速直线运动,发现前方相距x0=7 m处、以v B=10 m/s的速度同向运动的汽车B正开始匀减速刹车直到静止后保持不动,其刹车的加速度大小a=2 m/s2。
第2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1.定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动.2.分类(1)匀加速直线运动:物体的速度随时间均匀增大.(2)匀减速直线运动:物体的速度随时间均匀减小.3.v-t图象:匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,如图所示,1表示匀加速直线运动,2表示匀减速直线运动.二、速度与时间的关系式1.速度公式:v=v0+at.2.对公式的理解:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度等于初速度v0加上t时间内速度的变化量at.思维辨析(1)加速度不变的运动就是匀变速直线运动.( )(2)匀变速直线运动的加速度不变.( )(3)速度增加的直线运动是匀加速直线运动.( )(4)公式v=v0+at适用于任何做直线运动的物体.( )(5)公式v=v0+at既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动.( )(6)匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.( )提示:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√基础理解(1)如图所示,一辆汽车安装了“全力自动刹车”系统,当车速v<8 m/s ,且与前方障碍物之间的距离达到安全距离时,该系统立即启动,启动后汽车刹车加速度范围为4~6 m/s 2,在该系统控制下汽车刹车的最长时间为( )A .1.33 sB .2 sC .2.5 sD .4 s 提示:选B.刹车时的加速度最小时,刹车时间最长,故有:t =0-v 0-a min =0-8-4s =2 s. (2)货车以v =20 m/s 的速度匀速行驶,突然前面有紧急情况(如图所示),司机紧急刹车,加速度大小为4 m/s 2,求货车6 s 末的速度.提示:因为货车做匀减速直线运动,应该先判断货车停下来的时间是否小于题目所给的时间.取初速度方向为正方向,设经时间t 停下,末速度为零,由速度公式v =v 0+at代入数据得t =v a =5 s可见货车在6 s 前就停下了,所以6 s 末速度为0.答案:0对公式v =v 0+at 的理解和应用问题导引设一个物体做匀变速直线运动,运动开始时刻(t =0)的速度为v 0(叫做初速度),加速度为a ,请根据加速度定义式求t 时刻物体的瞬时速度.要点提示 由加速度的定义式a =Δv Δt =v -v 0t -0=v -v 0t,整理得:v =v 0+at . 【核心深化】1.对速度公式v =v 0+at 的理解速度公式v =v 0+at 虽然是加速度定义式a =0Δt 的变形,但两式的适用条件是不同的:(1)v =v 0+at 仅适用于匀变速直线运动.(2)a =v -v 0Δt可适用于任意的运动,包括直线运动和曲线运动. 2.应用速度公式v =v 0+at 解决问题的步骤(1)选取研究对象和过程.(2)画出运动草图,标上已知量.(3)选定正方向,判断各量的正、负,利用v =v 0+at 由已知条件求解,最后指明所求量的方向.关键能力1 对匀变速直线运动的理解(多选)下列说法中正确的是( )A .匀变速直线运动是加速度恒定的直线运动B .做匀变速直线运动的物体相同时间内速度的变化量相同C .当运动物体的加速度为负值时,物体一定不可能做匀加速直线运动D .匀变速直线运动的v -t 图象是一条倾斜的直线[思路点拨] 物体做匀变速直线运动时,在任意相等的时间内速度的变化量都相等;物体做匀速直线运动时,在任意相等的时间内位移都相等.[解析] 匀变速直线运动的特点是加速度恒定,运动轨迹是直线,A 正确;由于匀变速直线运动的加速度恒定,所以相同时间内速度的变化量at 相同,B 正确;当物体的初速度为负时,加速度的方向与速度方向相同时,物体做匀加速直线运动,C 错误;匀变速直线运动的速度均匀变化,其v -t 图象是一条倾斜的直线,D 正确.[答案] ABD关键能力2 公式v =v 0+at 的应用(2019·滁州月考)美国“肯尼迪”航空母舰上的飞机弹射系统可以缩减战机起跑的位移.假设弹射系统对“F -A15”型战斗机作用了0.2 s 时间后,可以使飞机达到一定的初速度v 0,然后飞机在甲板上起跑,加速度为2 m/s 2,经过10 s ,达到起飞速度v t =50 m/s 的要求,求:(1)飞机离开弹射系统瞬间的速度是多少?(2)弹射系统对飞机提供的加速度是多少?[思路点拨] 飞机的加速过程分为两个过程,在弹射器推动下的加速和在自身动力作用下的加速;对第二个加速过程根据速度时间公式即可以求出弹射的末速度,再对第一个加速过程由速度时间公式求出弹射的加速度.[解析] (1)以初速度方向为正,由匀加速直线运动速度时间公式v t =v 0+at 得: v 0=v t -at =(50-2×10)m/s =30 m/s.(2)弹射系统所提供的加速度为:Δv Δt =30-00.2m/s 2=150 m/s 2. [答案] (1)30 m/s (2)150 m/s 2关键能力3 对刹车类问题的分析计算在某汽车4S 店,一顾客正在测试汽车加速、减速性能.汽车以36 km/h 的速度匀速行驶,现以0.6 m/s 2的加速度加速,则10 s 后速度能达到多少?若汽车以0.6 m/s 2的加速度刹车,则10 s 和20 s 后速度各减为多少?[思路点拨] 汽车刹车时,一定要先判断它的停止时间,在有效时间内计算,否则容易出错.[解析] 初速度v 0=36 km/h =10 m/s ,加速度a 1=0.6 m/s 2,a 2=-0.6 m/s 2.由速度公式得v 1=v 0+a 1t 1=(10+0.6×10)m/s=16 m/s.开始刹车10 s 后汽车的速度 v 2=v 0+a 2t 2=(10-0.6×10) m/s=4 m/s ,从开始刹车至汽车停下所需时间t 3=v -v 0a 2=0-10-0.6s≈16.7 s<20 s. 故刹车20 s 后汽车早已停止运动,所以车速为0.[答案] 16 m/s 4 m/s 0关键能力4 对多过程问题的求解(2019·市中校级月考)世界一级方程式(F1)比赛过程中,赛车在比赛中有一次进站加油的过程.在某次比赛中,处于第一名的赛车进站加油,该赛车进站时一直做减速运动,平均加速度为30 m/s 2,出站时一直做加速运动,平均加速度为45 m/s 2,加油时间为6 s ,进站前和出站后在赛道上的速度均为90 m/s ,则该赛车从进站到出站所用时间是多少?[思路点拨] 赛车的进站过程做匀减速运动,末速度为零.出站过程做匀加速运动,初速度为零.根据速度公式分别求出进站和出站的时间,加上加油的时间,即为赛车从进站到出站所用的时间.[解析] 赛车的进站过程做匀减速运动,初速度为v =90 m/s ,末速度为v =0,加速度为a 1=-30 m/s 2,则进站时间为:t 1=v -v 0a 1=0-90-30s =3 s ;赛车的出站过程做匀加速运动,初速度为v 0=0,末速度为v =90 m/s ,加速度为a 2=45 m/s 2,则出站时间为:t 2=v ′-v ′0a 2=2 s ;所以该赛车从进站到出站所用时间是:t =t 1+t 2+6 s =2 s +3 s +6 s =11 s.[答案] 11 s刹车类问题的处理(1)明确刹车时间(车辆末速度变为0时所用的时间),可由t =-v 0a计算得出. (2)判断要研究的时间是大于刹车时间还是小于刹车时间.(3)若要研究的时间小于刹车时间,则汽车在要研究的时间段内的实际运动时间小于刹车时间.反之,实际运动时间等于刹车时间.【达标练习】1.(2019·于洪校级月考)两个做匀变速直线运动的质点,下列说法中正确的是( )A .经过相同的时间,速度大的质点加速度必定大B .若初速度相同,速度变化大的质点加速度必定大C .若加速度相同,初速度大的质点的末速度一定大D .相同时间里,加速度大的质点速度变化必定大解析:选D.根据v =v 0+at ,t 相同,但初速度v 0不知道,速度大的质点加速度不一定大,故A 错误;根据v =v 0+at ,v 0相同,但t 不知道,速度变化大的质点加速度不一定大,故B 错误;根据v =v 0+at ,a 相同,但t 不知道,初速度大的质点的末速度不一定大,故C 错误;根据Δv =at ,t 相同,a 大者Δv 大,故D 正确.2.以72 km/h 的速度在平直公路上行驶的汽车,遇紧急情况而急刹车获得大小为4 m/s 2的加速度,则刹车3 s 后汽车的速度为( )A .16 m/sB .12 m/sC .8 m/sD .0 解析:选C.取初速度方向为正方向,则v 0=723.6m/s =20 m/s ,a =-4 m/s 2.设刹车经t 0时间而停止运动,即末速度v =0,由v =v 0+at 0得t 0=v -v 0a =0-20-4s =5 s ,故在t 0=5 s 末汽车速度为零,而汽车在t 1=3 s 时仍处于运动状态,故在刹车3 s 后汽车速度为v 1=v 0+at =20 m/s -4×3 m/s =8 m/s ,故C 正确.3.火车沿平直轨道匀加速前进,通过某一路标时的速度为10.8 km/h ,1 min 后变成54 km/h ,再经过多长时间火车的速度才能达到64.8 km/h?解析:法一:由速度公式v =v 0+at 得a =v 2-v 1t 1=15-360m/s 2=0.2 m/s 2 故时间t 2=v 3-v 2a =18-150.2s =15 s. 法二:运动过程中加速度a 不变由a =Δv Δt =v 2-v 1t 1=v 3-v 2t 2得t 2=v 3-v 2v 2-v 1·t 1=15 s. 答案:15 s4.卡车原来以10 m/s 的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使卡车匀减速前进,当车速减到2 m/s 时,交通灯转为绿灯,司机立即停止刹车开始加速,并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复原速共用了12 s .求:(1)减速与加速过程中的加速度大小;(2)开始刹车后2 s 末及10 s 末的瞬时速度大小.解析:(1)卡车先做匀减速运动,再做匀加速运动,其运动简图如图所示.设卡车从A 点开始减速,则v A =10 m/s ,用时t 1到达B 点,从B 点又开始加速,用时t 2到达C 点,则v B =2 m/s ,v C =10 m/s ,且2t 2=t 1,t 1+t 2=12 s ,可得t 1=8 s ,t 2=4 s.由v =v 0+at 得在AB 段v B =v A +a 1t 1①在BC 段v C =v B +a 2t 2②代入数据解①②两式可得a 1=-1 m/s 2,a 2=2 m/s 2.所以减速过程的加速度大小为1 m/s 2,加速过程的加速度大小为2 m/s 2.(2)2 s 末的速度 v 1=v A +a 1t =10 m/s -1×2 m/s =8 m/s.10 s 末的速度v 2=v B +a 2t ′=2 m/s +2×(10-8)m/s =6 m/s.答案:(1)1 m/s 2 2 m/s 2(2)8 m/s 6 m/s匀变速直线运动的v -t 图象问题导引如图所示:问:(1)图线甲、乙分别表示物体做什么运动?(2)甲物体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)乙物体5 s内速度的改变量是多少?方向与速度方向有何关系?(4)甲、乙两物体的运动加速度分别为多少?方向如何?(5)两图线的交点A的意义是什么?要点提示(1)甲做匀加速直线运动;乙做匀减速直线运动.(2)甲物体3 s内速度的改变量是9 m/s,方向与速度方向相同.(3)乙物体5 s内速度的改变量是-9 m/s,方向与速度方向相反.(4)甲、乙两物体的运动加速度分别为3 m/s2、-1.8 m/s2,甲物体加速度与速度方向相同,乙物体加速度与速度方向相反.(5)两图线交点表示此时两物体的速度相同.【核心深化】1.v-t图象中的五点信息2.往返的匀变速直线运动若物体做匀减速直线运动,加速度为a,当速度减为零之后,又反向做匀加速直线运动,且加速度不变,则整个运动过程也是匀变速直线运动.3.变加速直线运动的v-t图象向以加速度a加速,经过t0时间速度变为v0,接着以加速度-a运动,当速度变为-v 02时,加速度又变为a ,直至速度变为v 04时,加速度再变为-a ,直到速度为-v 08…,其v -t 图象如图所示,则下列说法正确的是( )A .质点运动过程中离原点的最大距离为v 0t 0B .质点一直沿x 轴正方向运动C .质点最终静止在原点D .质点在x 轴上的整个运动过程就是一个匀变速直线运动[思路点拨] 在速度时间图象中,最常见的问题.1.速度的大小及方向变化;2.速度线与时间轴围成的面积即为该段时间内的位移;3.斜率表示加速度.斜率不变,加速度不变;斜率变化,加速度变化.斜率既可以表示加速度的大小,也可以表示方向.[解析] 由图象,2t 0时刻位移最大,故质点运动过程中离原点的最大距离为v 0t 0,故A 正确;速度为矢量,图中物体的速度只有两个相反的方向,故物体时而沿x 轴正方向运动,时而沿x 轴负方向运动,故B 、D 错误;由图象,质点每次返回的位移均小于前一个运动周期的位移.故最终静止时离开原点的距离一定小于第一个运动周期的位移v 0t 0,最终位置不在原点,故C 错误.[答案] A(1)v -t 图象只能描述直线运动,无法描述曲线运动.(2)v -t 图象描述的是物体的速度随时间的变化规律,并不表示物体的运动轨迹.(3)加速与减速只决定于a 与v 方向是否相同,与v 的方向无关,如图所示.(多选)(2019·山西高一期中)图示是一汽车在行驶过程中通过交叉路口的速度-时间图象;由图线可知( )A .汽车在路口等候的时间为14 sB .汽车减速阶段的加速度大小为2.5 m/s 2C .汽车减速阶段通过的路程为20 mD .汽车在启动过程做加速度增大的加速运动解析:选BC.由图看出汽车在路口等候的时间t =14.0 s -4.0 s =10.0 s ,A 错误;汽车减速阶段的加速度大小为a =10-04m/s 2=2.5 m/s 2,选项B 正确;汽车减速运动过程位移大小为:x =v 0+v 2t =10+02×4 m =20 m ,故C 正确;14.0 s 后汽车启动,因图象切线的斜率不断减小,知汽车的加速度不断减小,故D 错误.1.(多选)关于匀变速直线运动中加速度的方向和正负值,下列说法中正确的是( )A .匀加速直线运动中,加速度方向一定和初速度方向相同B .匀减速直线运动中,加速度一定是负值C .在匀加速直线运动中,加速度也有可能取负值D .只有在规定了初速度方向为正方向的前提下,匀加速直线运动的加速度才取正值 解析:选ACD.匀加速直线运动中,加速度和初速度方向相同,选项A 正确;加速度的正、负取决于正方向的选取,加速度方向与规定的正方向相同时加速度为正值,反之为负值,所以无论是匀加速还是匀减速,加速度有可能是正值,也有可能是负值,选项C 正确,选项B 错误;当规定初速度方向为正方向时,匀加速直线运动中的加速度与速度方向相同,故取正值,选项D 正确.2.(多选)一个物体做匀变速直线运动,当t =0时,物体的速度大小为12 m/s ,方向向东;当t =2 s 时,物体的速度大小为8 m/s ,方向仍向东.当t 为多少时,物体的速度大小变为2 m/s( )A .3 sB .5 sC .7 sD .9 s解析:选BC.取物体开始运动的方向为正方向,物体的加速度a =v -v 0t =8-122m/s 2=-2 m/s 2.物体的速度大小为2 m/s 时,方向可能向东,也可能向西.当速度方向向东时:t 1=2-12-2s =5 s ; 当速度方向向西时:t 2=-2-12-2s =7 s , 故B 、C 正确.3.汽车以10 m/s 的速度在马路上匀速行驶,驾驶员发现正前方15 m 处的斑马线上有行人,于是刹车礼让,汽车恰好停在斑马线前,假设驾驶员反应时间为0.5 s .汽车运动的v -t 图如图所示.则汽车的加速度大小为( )A .20 m/s 2B .6 m/s 2C .5 m/s 2D .4 m/s 2 解析:选C.根据速度时间图象可以知道,在驾驶员反应时间内,汽车的位移为x 1=vt =10×0.5 m =5 m ,所以汽车在减速阶段的位移x 2=15 m -5 m =10 m ,根据0-v 2=-2ax 2可解得:a =5 m/s 2,故C 对.4.(2019·山西高一期中)在一次空军演习的任务中,某士兵从悬停飞机上无初速度跳下,下落4 s 速度达到30 m/s 时开始打开降落伞,开始做减速直线运动,在跳下14 s 后以4 m/s 的速度着地,他的速度图象如图所示,下列说法正确的是( )A .该士兵是在下落80 m 时打开降落伞的B .该士兵打开伞时离地面的高度等于170 mC .该士兵打开伞时离地面的高度大于170 mD .该士兵跳伞时的高度一定小于230 m解析:选D.4 s 时才打开降落伞,图象的面积表示位移,所以此时下落了x =12×4×30 m =60 m ,A 错误;连接(4,30)和(14,4),所连直线表示做匀减速直线运动,若打开降落伞后做匀减速直线运动,打开伞时离地面的高度x ′=12×10×(30+4) m =170 m ,所以该士兵打开伞时离地面的高度小于170 m ,士兵跳伞时的高度小于x +x ′=230 m ,B 、C 错误,D 正确.5.(2019·合肥一中高一检测)如图所示为某质点的速度-时间图象,则下列说法正确的是( )A .在0~6 s 内,质点做匀变速直线运动B .在6~10 s 内,质点处于静止状态C .在4 s 末,质点运动方向反向D .在t =12 s 末,质点的加速度为-1 m/s 2解析:选D.在0~4 s 和4~6 s 内质点的加速度大小和方向均不同,质点做变速直线运动,选项A 错误;在6~10 s 内质点做v =4 m/s 的匀速直线运动,选项B 错误;在0~14 s内质点运动方向不变,选项C 错误;在10~14 s 内a =0-4 m/s 4 s =-1 m/s 2,故选项D 正确.一、单项选择题1.(2019·北大附中高一检测)下列有关匀变速直线运动的认识,其中正确的是( ) A.物体在一条直线上运动,若在相等的时间内通过的位移相等,则物体的运动就是匀变速直线运动B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动C.匀变速直线运动是速度变化量为零的运动D.匀变速直线运动的加速度是一个恒量解析:选D.匀变速直线运动有两个特点:(1)轨迹为直线;(2)加速度恒定.只有具备这两个特点,物体做的才是匀变速直线运动,B错,D对;匀变速直线运动的速度不断变化,所以速度变化量不为零,相等时间内通过的位移也不相同,A、C错.2.某质点的速度随时间变化的关系是v=4+2t,v与t的单位分别为m/s和s,则质点的初速度与加速度分别为( )A.4 m/s与2 m/s2B.0与4 m/s2C.4 m/s与4 m/s2D.4 m/s与0解析:选A.v=4+2t与v=v0+at比较可知:v0=4 m/s,a=2 m/s2,故A正确.3.(2019·兰山校级月考)一家从事创新设计的公司打造了一辆飞行汽车,既可以在公路上行驶,也可以在天空飞行.已知该飞行汽车起飞时在跑道上的加速度大小为 2 m/s2,速度达到40 m/s后离开地面.离开跑道后的加速度为5 m/s2,最大速度为200 m/s.该飞行汽车从静止加速到最大速度所用的时间为( )A.40 s B.52 sC.88 s D.100 s解析:选 B.在跑道上的运动时间t1=v1a1=402s=20 s,在空中的运动时间t2=v2-v1a2=200-405s=32 s,则运动的总时间t=t1+t2=(20+32) s=52 s,故B正确,A、C、D错误.4.(2019·富阳校级月考)奥迪车有多种车型,如30TFSI、35TFSI、50TFSI,(每个车型字母前的数字称为G值)G值用来表示该车型的加速性能,数字越大,加速越快.G值的大小为车辆从静止开始加速到100 km/h的平均加速度数值(其单位为国际单位)再乘以10.如图所示为某一型号的奥迪车的尾标,其值为30TFSI,则该型号车从静止开始加速到100 km/h 的时间约为( )A.5.6 s B.6.2 sC.8.5 s D.9.3 s解析:选D.由题意可得30TFSI 的加速度大小为a =3 m/s 2,末速度大小为v =100 km/h=27.8 m/s ,由速度时间关系可得时间为t =v a =27.83s =9.3 s ,故D 正确,A 、B 、C 错误.5.(2019·石景山期末)“某物体做匀加速直线运动,初速度为零,加速度为2 m/s 2,求物体4 s 末的速度?”对于该问题解答最为规范的是( )A .由v =v 0+at 得 v =0+2 m/s 2×4 s =8 m/s B .根据v =at 得 v =2×4=8C .根据物理规律v =v 0+at 得 v =2×4=8 m/sD .根据v =v 0+at 得 v =0+2×4 m/s =8 m/s解析:选D.由v =v 0+at 得 v =0+2×4 m/s =8 m/s ,在计算时不需要每个物理量的后面都带单位,故A 错误,D 正确;在计算时要在整个结果后带上所求物理量单位,故B 、C 错误.6.如图所示为四个物体在一条直线上运动的v -t 图象,那么由图象可以看出,做匀加速直线运动的是( )解析:选C.v -t 图象的斜率就是物体的加速度,选项A 中图线平行于时间轴,斜率为0,加速度为0,所以物体做匀速直线运动.选项B 中图线斜率不变,加速度不变,物体做的是匀变速直线运动,且由图象可看出,物体的速度随时间而减小,所以物体做匀减速直线运动.选项C 中图线斜率不变,加速度不变,物体的速度随时间而增大,所以物体做匀加速直线运动.选项D 中图线不是一条直线,表示物体不做匀变速直线运动.7.爬杆运动员从杆上端由静止开始先匀加速下滑时间2t ,后再匀减速下滑时间t 恰好到达杆底且速度为0,则这两段匀变速运动过程中加速度大小之比为( )A .1∶2B .2∶1C .1∶4D .4∶1解析:选A.设加速下滑的加速度大小为a 1,减速下滑的加速度大小为a 2,下滑2t 时的速度为v ,则:a 1=v -02t ,a 2=v -0t,故a 1∶a 2=1∶2,A 正确. 二、多项选择题8.一物体做匀变速直线运动.当t =0时,物体的速度大小为12 m/s ,方向向东;当t =2 s 时,物体的速度大小为8 m/s ,方向仍向东.当t 为多少时,物体的速度大小变为2 m/s( )A .3 sB .5 sC .7 sD .9 s解析:选BC.物体做匀变速直线运动的加速度:a =v 2-v 1t=-2 m/s 2;当2 m/s 的速度方向向东,则t 1=v -v 1a =5 s ;当2 m/s 的速度方向向西,则t 2=-v -v 1a=7 s ;故B 、C 正确,A 、D 错误.9.(2019·临翔校级月考)贵广高铁是贵州的第一条高铁,于2018年12月26日正式开通,到时候从贵州到广州的时间也就4小时左右.假设动车出站时能在150 s 内匀加速到180 km/h ,然后正常行驶.某次因意外动车以加速时的加速度大小将车速减至108 km/h.以初速度方向为正,则下列说法正确的是( )A .列车加速时的加速度大小为13m/s 2B .列车减速时,若运用v =v 0+at 计算瞬时速度,其中a =-13 m/s 2C .若用v -t 图象描述列车的运动,减速时的图线在时间轴t 轴的下方D .列车由静止加速,1 min 内速度可达20 m/s解析:选ABD.180 km/h =50 m/s ,根据速度时间公式得,列车加速时的加速度为:a =v t=50150 m/s 2=13 m/s 2,故A 正确;规定初速度的方向为正方向,由于列车减速时的加速度大小等于加速时的加速度大小,若运用v =v 0+at 计算瞬时速度,其中a =-13 m/s 2,故B 正确;在速度时间图线中,速度的正负表示运动的方向,减速时由于速度的方向未变,则减速时的图线仍然在时间轴的上方,故C 错误;根据速度时间公式得:v =at =13×60 m/s =20 m/s ,故D正确.10.(2019·青岛二中高一月考)亚丁湾索马里海盗的几艘快艇试图靠近中国海军护航编队保护的商船,中国海军发射爆震弹成功将其驱逐.假如其中一艘海盗快艇在海面上的速度-时间图象如图所示,则下列说法中正确的是( )A .海盗快艇行驶的最大速度为15 m/sB .海盗快艇在66 s 末开始调头逃离C .海盗快艇在0~66 s 做的是加速度逐渐减小的加速运动D .海盗快艇在96~116 s 内做匀减速直线运动解析:选AC.从v -t 图象上得知海盗快艇行驶的最大速度为15 m/s ,在0~66 s 内v -t 图线的斜率逐渐减小,故加速度逐渐减小,选项A 、C 正确;在66 s 末海盗快艇速度方向没变,速度大小减小,选项B 错误;在96~116 s 内海盗快艇调头做匀加速直线运动,选项D错误.11.甲、乙两物体在t =0时刻经过同一位置沿x 轴运动,其v -t 图象如图所示,则( )A .甲、乙在0~1 s 之间沿同一方向运动B .乙在0~7 s 之间的位移为0C .甲在0~4 s 之间做往复运动D .甲、乙在t =6 s 时的加速度方向相同解析:选BD.在0~1 s 内甲沿x 轴正方向运动,乙先沿x 轴负方向运动,后沿x 轴正方向运动,选项A 错误;在0~7 s 内乙的位移x =-v 02×0.5+v 02×0.5+v 02×3-v 02×3=0,选项B 正确;在0~4 s 内甲的速度恒为正值,始终沿x 轴正方向运动,选项C 错误;在t =6 s 时,甲、乙速度图象的斜率均为负值,即甲、乙的加速度方向均沿x 轴负方向,选项D 正确.12.(2019·河北衡水高一期中)雨滴从高空由静止下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到为零,在此过程中雨滴的运动情况是( )A .速度的变化率越来越小B .速度不断增大,加速度为零时,速度最大C .速度不断减小,加速度为零时,速度最小D .速度一直保持不变解析:选AB.加速度是反映速度变化快慢的物理量,加速度逐渐减小,则速度变化率逐渐减小,故A 正确;加速度方向与速度方向相同,雨滴做加速运动,当加速度减小到零,速度达到最大,故B 正确,C 、D 错误.三、非选择题13.(2019·娄底期中)高铁G1378从娄底南站由静止开始加速出站,加速度为0.6 m/s 2,1.5 min 后G1378速度为多大?G1378匀速运动时速度为388.8 km/h ,到达长沙南站时,如果以1.0 m/s 2的加速度减速进站,求减速110 s 时速度为多大?解析:取G1378开始时运动方向为正方向.G1378初速度v 0=0,则G1378 1.5 min 后的速度v 1=v 0+a 1t 1=(0+0.6×1.5×60)m/s =54 m/s ;当G1378减速进站时a 2=-1.0 m/s 2;初速度v 20=388.8 km/h =108 m/s ,从刹车到速度为0的时间t 2=0-v 20a 2=108 s ;所以110 s时G1378已经停止运动,速度为0.答案:54 m/s 014.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?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.解析:(1)取A 、B 的初速度方向为正方向.A 物体沿规定的正方向做匀加速直线运动,加速度为a 1=v -v 0t =8-26m/s 2=1 m/s 2,沿规定的正方向;B 物体前4 s 沿规定的正方向做匀减速直线运动,4 s 后沿反方向做匀加速直线运动,加速度为a 2=0-84 m/s 2=-2 m/s 2,与初速度方向相反.(2)两图象交点表示在该时刻A 、B 速度相同.(3)1 s 末A 物体的速度为3 m/s ,和初速度方向相同;B 物体的速度为6 m/s ,和初速度方向相同.(4)6 s 末A 物体的速度为8 m/s ,和初速度方向相同;B 物体的速度大小为4 m/s ,和初速度方向相反.答案:见解析。
实验:研究匀变速直线运动
1.实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.
2.实验原理(如图1所示)
图1
3.实验步骤
(1)按照如图所示实验装置,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,接好电源;
(2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端挂合适的钩码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面;
(3)把小车停靠在打点计时器处,先接通电源,后放开小车;
(4)小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带;
(5)换纸带重复做三次,选择一条比较理想的纸带进行测量分析.
4.注意事项
(1)平行:纸带、细绳要和长木板平行.
(2)两先两后:实验中应先接通电源,后让小车运动;实验完毕应先断开电源,后取纸带.
(3)防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地及小车与滑轮相撞.
(4)减小误差:小车的加速度宜适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜.
(5)小车从靠近打点计时器位置释放.
5.数据处理
(1)目的
通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度,确定物体的运动性质等.
(2)方法
①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质.
②利用逐差法求解平均加速度
a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2, a 3=x 6-x 33T 2⇒a =a 1+a 2+a 33=x 4+x 5+x 6-x 1+x 2+x 39T 2 ③利用平均速度求瞬时速度:v n =
x n +x n +12T =d n +1-d n -12T
④利用速度—时间图象求加速度
a.作出速度—时间图象,通过图象的斜率求解物体的加速度;
b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.
6.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动
(1)x 1、x 2、x 3…x n 是相邻两计数点间的距离.
(2)Δx 是两个连续相等的时间里的位移差:Δx 1=x 2-x 1,Δx 2=x 3-x 2….
(3)T 是相邻两计数点间的时间间隔:T =0. 02n (打点计时器的频率为50 Hz ,n 为两计数点间计时点的间隔数).
(4)Δx =aT 2,只要小车做匀变速直线运动,它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.。