2、位移公式:
1、速度公式:
v=v0+at
匀变速直线运动规律:
3、平均速度
位移公式:
4、位移和速
度关系式:
v2-v0=2ax
初速度为零的匀变速直线运动的规律:
1、一般规律:
思考:初速度为零的匀变速直线运动的一般规律有哪些?
v2=2ax
v=at
练习1:一物体做初速为零的匀加速直线运
动。求:
(1)1秒末、2秒末、3秒末……瞬时速度 之比
由速度公式
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(2) 前1秒、前2秒、前3秒……位移之比
由位移公式
故
(3)第一秒、第二秒、第三秒……位移之比
第一秒内位移
(m)
第二秒内位移
(m)
第三秒内位移
(m)
故
(4)通过连续相等位移所用时间之比
如图,物体从A点开始做初速为零的匀加速直线运动, AB、BC、CD……距离均为d,求物体通过AB,BC,CD……所用时间之比
A
B
C
D
由
得
故:
A
B
C
D
2、特殊规律:
请同学们利用匀变速直线运动的规律,推导以下初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律:
①、Ts末、2Ts末、3Ts末……nTs末的瞬时速度之比为多少?
②、 Ts内、2Ts内、3Ts内……nTs内的位移之比为多少?
③、 连续相等时间内的位移之比为多少?
④、 Sm末、2Sm末、3Sm末……nxm末的瞬时速度之比为多少?
⑤、前一个S、前两个S、前三个S……所用的时间之比为多少?
⑥、连续相等位移所用的时间之比为多少?
初速度为零的匀加速直线运动的特殊比例规律:
一、以时间为段(每段时间为T)
①、Ts末、2Ts末、3Ts末……nTs末的瞬时速度之比为: v1:v2:v3:……:vn=
1:2:3:……:n
②、Ts内、2Ts内、3Ts内……nTs内的位移之比为: xⅠ:xⅡ:xⅢ:……:x N=
12:22:32:……:n2
③、连续相等时间内的位移之比为:xⅠ:xⅡ:xⅢ:……:x N=
1:3:5:……:(2n-1)
⑤、前一个S、前两个S、前三个S ……所用的时间之比为: t1:t2:t3:……:tn=
⑥、连续相等位移所用的时间之比为
tⅠ:tⅡ:tⅢ:……:tN=
二、以位移为段(每段位移为S)
④、Sm末、2Sm末、3Sm末 ……nSm末的瞬时速度之比为: v1:v2:v3:……:vn=
归纳:解决匀变速直线问题的要点:
(1)弄清题意,建立正确的物理情景,
(2)选择正方向,选定合适公式或其变形公式
(3)代入运算,有些要检查结果是否符合题意
(4)刹车问题,可用t=v0/lal判断车是否停下,滑行最大位移可用s=v02/2lal计算
【典例1】一小球沿斜面由静止开始匀加速滚下(斜面足够长),已知小球在第4 s末的速度为4 m/s.求:
(1)第6 s末的速度;
(2)前6 s内的位移;
(3)第6 s内的位移.
【思路点拨】此题最基本的解法是利用运动学公式,但运用初速度为零的匀加速运动的比例来解更为简单.
【标准解答】由v1=at1得,
所以第1 s内的位移
(1)由于第4 s末与第6 s末的速度之比
v1∶v2=4∶6=2∶3
故第6 s末的速度
( 2)第1 s内与前6 s内的位移之比x1∶x6=12∶62
故前6 s内小球的位移x6=36x1=18 m
(3)第1 s内与第6 s内的位移之比
xⅠ∶xⅥ=1∶(2×6-1)
故第6 s内的位移xⅥ=11xⅠ=5.5 m
答案: (1)6 m/s (2)18 m (3)5.5 m
【互动探究】求例题中的小球
(1)在前6 s内的平均速度(采用多种求法);
(2)在第6 s内的平均速度(采用多种求法).
【解析】(1)①前6 s内的平均速度等于前6 s内的位移除以时间
②前6 s内的平均速度等于第3 s时的瞬时速度
③前6 s内的平均速度等于前6 s内初、末速度的平均值
答案:
【典例2】如图所示,在水平面上固定着三个完全相同的木块,一子弹以水平速度v射入木块,若子弹在木块中做
匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则子弹依次射入每个木块时的速度比和穿过每个木块所
用时间比分别为
A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1
B.v1∶v2∶v3= ∶ ∶1
C.t1∶t2∶t3=1∶ ∶
D.t1∶t2∶t3=
【思路点拨】用逆向思维法解答,把子弹看做向左的初速度为零的匀加速直线运动.
B 、D
【思维拓展】
1.(新题快递)(4分)如图3所示,
光滑斜面AE被分成四个长度相等
的部分,一个物体由A点静止释放,
下面结论中正确的是( )
A.物体到达各点的速度
vB∶vC∶vD∶vE=1∶ ∶ ∶2
B.物体到达各点所经历的时间
tB∶tC∶tD∶tE=1∶ ∶ ∶2
C.物体从A到E的平均速度
D.通过每一部分时,其速度增量均相等
【解析】选A、B、C.由v2=2ax知,vB∶vC∶vD∶vE=
A正确;由v=at知,t∝v,故tB∶tC∶tD∶tE=vB∶vC∶vD∶vE=1∶ ∶ ∶2,B正确;由于tB∶tE=1∶2,故B是AE段的中间时刻点,C正确;由Δv=a·Δt,又通过各段的时间不等,所以通过各段的速度增量不等,D错误.
例3、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?
(减速上当问题)
练习1:一小球从静止开始做匀加速直线运动,在第15s内的位移比前1s内的位移多0.2m,求小球运动的加速度和前15s内的平均速度。
a=0.2m/s2 v=1.5m/s
练习2:某市规定,车辆在市区内行驶不得超过40km/h,有一辆汽车遇到情况紧急刹车后,经时间t=1.5s停止,量得路面刹车的痕迹长为x=9m,问该车是否违章?(刹车后汽车做匀减速运动)
a= - 8m/s2 v0=12m/s=43.2km/h
练习3:以10m/s的速度匀速行驶的汽车,刹车后做匀减速直线运动。若汽车刹车后第2s内的位移为6.25m(刹车时间超过2s),则刹车后6s的位移是多大?
解:以汽车初速度方向为正方向
由题可知:
代入数据解得:a=-2.5m/s2
汽车刹车到停所需时间
则汽车刹车6s内的位移: