2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 讲义

文档属性

名称 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 讲义
格式 zip
文件大小 220.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-07-08 16:41:05

图片预览

文档简介

匀速直线运动的速度与时间的关系
知识点总结
考点一、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,叫作匀变速直线运动。
(2)分类:
①匀加速直线运动:ɑ和v同向
②匀减速直线运动:ɑ和v反向
(3)图像
①匀变速直线运动是一条倾斜的直线
②斜向上表示匀加速 (a);斜向下表示匀减速(b)
③斜率的大小表示加速度大小
④斜率的正负表示加速度方向
⑤纵坐标交点表示初始速度
2、匀变速直线运动中速度与时间的关系:
(1)速度与时间关系式推导:
设一个物体做匀变速直线运动,0时刻的速度为,在1时刻速度为,如图所示:
由加速度定义可知ɑ== ɑ = = ɑ =
解的
即匀变速直线运动中任意时刻间隔内都有
虽然是定义式 ɑ= 推导而来但:
只适应于匀变速直线运动
ɑ= 适应于任何运动形式
匀变速直线运动的两个重要推论
推论一、某段过程的平均速度等于初、末速度的平均值。即
证明:如图所示,t时间内的位移t
故平均速度为 =
推论二、某段时间的中间时刻的瞬时速度,等于该过程的平均速度,即
证明:如图,0-- 时间内有 = ①
--t时间内有 ②
由①②得=
注:两种推论只适应于匀变速直线运动
题型总结
1、对以 做匀加速直线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.在任意 内末速度比初速度大
B.第 末的速度比第 末的速度大
C. 末速度是 末速度的 2 倍
D. 时的速度是 时速度的 2 倍
2、某一做匀加速直线运动物体的加速度为 3m/s 2 。对于运动过程中的任意 1s 来说,下列说法正确的是(  )
A .物体在这 1s 末的速度比这 1s 初的速度总是大 3m/s
B .物体在这 1s 末的速度比这 1s 初的速度总是大 3 倍
C .物体在这 1s 末的速度一定比前 1s 初的速度大 3m/s
D .物体在这 1s 末的速度一定比前 1s 初的速度大 3 倍
3、水平面上,一物块做匀减速运动,经过连续相等两段位移 AB 、 BC ,且 AB = 12m ,所用时间分别为 2s 、 3s 。设物块运动的加速度大小为 a ,物块经过 B 点时速度为 v ,达到 C 点的速度不为零,则下列说法正确的是(  )
A.a = 0.8m/s 2 B.a = 1m/s 2
C.v = 5.2m/s D.v = 3.6m/s
4、赛车在比赛中从静止开始做匀加速直线运动, 10s 末的速度为 50m/s ,则该赛车的加速度大小是( )
A.0.2m/s 2 B.1m/s 2 C.2.5 m/s 2 D.5m/s 2
5、在公式 v=v 0 +at 中,涉及到四个物理量,除时间 t 是标量外,其余三个 v、 v0 、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
6、如图所示为一物体做直线运动的图像,则关于该物体的运动,下列说法中正确的是( )
该物体在8~10 s内的位移为6 m
该物体在6~8 s内的加速度最大
该物体在8 s末离出发点最远
D.该物体在6~10 s内的平均速度为2 m/s
7、a、b两个物体在同一时间、从同一地点开始,沿同一条直线运动,v-t图象如图所示,a、b两物体运动图线均为正弦(余弦)曲线的一部分。在0~6s时间内,关于两物体的运动,下列说法正确的是( )
A. b物体的加速度先增加后减小
B. a物体的位移大于b物体的位移
C. 2s末a物体的加速度大于b物体的加速度
D. 3s末a、b两物体之间的距离最大
8、一辆汽车沿平直公路从甲地开往乙地,先以15 m/s的速度驶完全程的,余下的路程以20 m/s的速度行驶,则汽车从甲地到乙地的平均速度大小为
A.16 m/s B.16.3 m/s C.17.3 m/s D.17.5 m/s

9、某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点,推测纸带的运动是加速还是减速?在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是多大?B点的瞬时速度为多大?
10、甲、乙两车在时从同一地点、向同一方向沿直线运动,甲以的速度匀速行驶,乙以的初速度、加速度大小为的刹车减速运动,求:
(1)经多长时间甲车追上乙车?
(2)追上前两者之间的最大距离;
(3)在时,两者之间的距离。
11、已知一汽车在平直公路上运动,它的位移-时间图像如甲图所示,
(1)根据图像在图乙所示的位置坐标轴上标出O、A、B、C、D、E各点代表的汽车的位置;
(2)求出前4s内的平均速度;
(3)求出第5s末的瞬时速度;
(4)求出第7s末的加速度。
12、灵活起降的飞机是航母的主要攻击力之一.“辽宁号”航空母舰上暂时还没有飞机弹射系统.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“FA15 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v0,然后飞机在甲板上起跑,加速度为2 m/s2,经过10 s达到起飞速度v1=50 m/s的要求.
(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?
13、汽车原来以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,使汽车匀减速前进,当车速减到2 m/s时,交通灯转为绿色,司机当即放开刹车,并且只用了减速过程的一半时间,汽车加速达到原来的速度,从刹车开始到恢复原来速度的过程用了12 s.求:
(1)减速与加速过程中的加速度;
(2)开始刹车后2 s末及10 s末的瞬时速度.
14、如图所示,利用运动传感器测量速度,运动物体正远离测速仪,在t1时刻测速仪向运动物体发出超声波,经物体反射后,在t1+Δt1时刻测速仪接收到反射信号;过一段很短的时间后,在t2时刻测速仪再次向运动物体发射超声波,经物体发射后,在t2+Δt2时刻测速仪再次接收到反射信号。设超声波在空气中的传播速度为v0,求:运动物体的速度v。
答 案
1、【答案】A
【详解】
A.加速度是 ,即每秒速度变化 ,在任意 内末速度比初速度大 , A 正确,符合题意;
B.第 末的速度比第 末的速度大 , B 错误,不符合题意;
CD.因为物体不一定是从静止开始做匀加速运动,所以 CD 错误,均不符合题意.
2、【答案】A
【详解】AB .由物体在这 1s 末和这 1s 初的时间间隔为 1s ,所以物体在这 1s 末的速度比这 1s 初的速度总是大 3m/s ,故 A 正确, B 错误;
CD .由物体在这 1s 末和前 1s 初的时间间隔为 2s ,所以物体在这 1s 末的速度一定比前 1s 初的速度大 6m/s ,故 CD 错误。
故选 A 。
3、【答案】AC
【解析】
【详解】
AB .物块在 AB 段时间中点的速度
物块在 BC 段时间中点的速度
则物块的加速度
B 错误, A 正确;
CD .物块经过 B 点时速度为
D 错误, C 正确。
故选 AC 。
4、【答案】D
【解析】
【详解】
因为初速度为零,所以根据公式 可得 ,故 D 正确
5、【答案】BC
【详解】
若取初速度方向为正方向,物体做匀加速运动,表示初速度方向和加速度方向相同,加速度为正值,故 A 错误, B 正确;若物体做匀减速运动,加速度与速度方向相反,即物体加速度为负值,故 C 正确;综上可知 D 错误.所以 BC 正确, AD 错误.
6、【答案】D
解析:由图看出,物体在8~9 s内沿正方向运动,9~10 s内沿负方向运动,由于两段时间内图线与时间轴所围的“面积”相等,知两段时间内位移大小相等,所以物体在8~10 s内位移为0,故A错误;根据速度图像的斜率表示加速度,可以看出,物体在8~10 s内加速度最大,故B错误;物体在0~9 s内沿正方向运动,9~10 s内沿负方向返回,所以物体在9 s末离出发点最远,故C错误;物体在6~10 s内的位移等于物体在6~9 s内的位移,物体在6~10 s内的位移,平均速度为,故D正确。
7、【答案】C
【解析】A.b的 斜率先减小后增大,固b的加速度先减小后增大;A错误。
B.由图可知曲线a 在 0~6 秒内与时间轴所围上下面积之和小于曲线b与时间轴所围上下面积之和,固曲线a位移小于曲线b位移;B错误。
C.2s末曲线a的斜率大于曲线b的斜率,故两秒末曲线a的加速度大于曲线b的加速度;C正确。
D.6s末曲线ab所围面积之差最大,故6s末ab两物体之间距离最大;D错误。
故选C。
【点睛】v-t图像基本知识点。如斜率代表加速度,斜率的绝对值代表加速度大小,斜率的正负代表加速度方向,与时间轴所围面积代表位移。
8、【答案】A
【解析】设全程的位移大小为4x,则全程的平均速度为,又,,代入数据联立解得 m/s,选项A正确。
9、【答案】
探究小车速度随时间变化的规律.
【分析】知道相邻的计数点之间的时间间隔相等.根据纸带上相邻点的距离间隔判断小车的运动情况.
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B时小车的瞬时速度大小.
【解答】解:从A点开始每打五个点取一个计数点,计数点间只有5个间隔,则计数点间运动的总时间为t=0.02×5s=0.1s,每隔0.1s纸带运动的位移分别是2.15cm、2.89cm、3.74cm、4.32cm、A5.15cm,说明纸带作加速运动.
A、F间纸带运动的平均速度为: =0.365m/s;
B点的瞬时速度可以用AC、AD、AE或AF段的平均速度表示,其中AC段的平均速度最接近B点瞬时速度为: =0.504m/s
答:纸带加速运动,AF间的平均速度为0.365m/s;B点的瞬时速度为0.504m/s.
10、【答案】
(1);(2);(3)
【解析】
考点:匀变速直线运动的位移与时间的关系、匀变速直线运动的速度与时间的关系
【名师点睛】本题属于运动学中的追及问题,关键是灵活掌握运动学公式,知道在该问题中速度相等时,距离最远。
11、【答案】
(1)如图所示(2)(3)0(4)0
(2)前4s内的位移为100m,所以有(1分,计算过程或者结果没有单位扣0.5分)
(3)在4s末至6s末,汽车的位移没有发生变化,由可得速度为0,所以第5s末的速度为0。(1分,直接说“第5s末速度为0”,而未作其他说明的扣1分)
(4)在6s末至8s末,汽车的x-t图象是一条倾斜直线,表示汽车作匀速直线运动,在这个过程中△V=0,根据a=△V/△t可得第7s末的加速度为0
12、【答案】
(1)30 m/s (2)150 m/s2
[解析] (1)由速度—时间关系v=v0+at得
飞机离开弹射系统瞬间的速度
v0=v1-at=50 m/s-2 m/s2×10 s=30 m/s.
(2)弹射系统对飞机提供的加速度
a′===150 m/s2.
13、【答案】
(1)-1 m/s2 2 m/s2
(2)8 m/s 6 m/s
解析:(1)汽车先做匀减速运动,再做匀加速运动,其运动简图如图,设汽车从A点开始减速,其运动
初速度vA=10 m/s,用t1表示到达B点的时间,则从B点又开始加速,用时间t2到达C点,则vB=2 m/s,vC=10 m/s.且t2=t1,t1+t2=12 s可得t1=8 s,t2=4 s
由v=v0+at得
在AB段,vB=vA+a1t1
在BC段,vC=vB+a2t2
代入数据得a1=-1 m/s2,a2=2 m/s2.
(2)2 s末的速度v2=vA+a1t1′=10 m/s-1×2 m/s=8 m/s,
10 s末的速度v10=vB+a2t2″=2 m/s+2×(10-8) m/s=6 m/s.
14、【答案】
解:第一次超声波在空中的传播时间为:t1+Δt1- t1=Δt1 对应反射时刻:t1+Δt1/2
第一次超声波在空中的传播时间为:t2+Δt2- t1=Δt2 对应反射时刻:t2+Δt2/2