一、匀变速直线运动的规律 1.匀变速直线运动(理想运动模型) (1)定义:沿着一条直线运动,且 加速度 不变的运动. (2)分类 ①匀加速直线运动,a与v0方向 相同 . ②匀减速直线运动,a与v0方向 相反 .
2.匀变速直线运动的规律 (1)速度公式: v=v0+at 1 2 v0t+ at 2 (2)位移公式x= . .
2 2 v - v 0=2ax . (3)位移速度关系式:
二、匀变速直线运动的推论 1.三个推论 (1)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= =xn-x(n-1)= aT2 . (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.v0+v 2 平均速度公式: v =
t =v . 2
=
x (3)匀变速直线运动的某段位移中点的瞬时速度v 2 2 v2 + v 0 2 .
2.初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律 (1)在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)在1T内,2T内,3T内, ,nT内的位移之比为 x1∶x2∶x3∶ ∶xn=12∶22∶32∶ ∶n2. (3)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∶ ∶xn= 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∶ ∶tn=1∶( 2 -1)∶( 3 - 2 )∶ ∶( n - n-1). (5)从静止开始通过连续相等的位移时的速度之比为v1∶ v2∶v3∶ ∶vn=1∶ 2∶ 3∶ ∶ n.
希望同学们对上述规律逐一推导,弄清来龙 去脉和适用条件记熟记牢,切忌乱套公式.
1.匀变速直线运动的位移是均匀增加的( 答案:× 2.匀变速直线运动的加速度是均匀变化的( 答案:× 3.匀变速直线运动的速度是均匀变化的( 答案:√
)
)
)
4.一辆汽车以72 km/h的速度正在平直公路上匀速行驶, 突然发现前方40 m处有需要紧急停车的危险信号,司机立即采 取刹车措施.已知该车在刹车过程中加速度的大小为5 m/s2,
求从刹车开始经过5 s时汽车前进的距离是多少,此时是否已经 进入危险区域?
某同学解法如下: 72 km/h=20 m/s 设刹车5 s汽车前进的距离为x 1 2 1 x=v0t- at =(20×5- ×5×52) m=37.5 m,由于37.5 2 2 m<40 m,所以汽车没有进入危险区域. 请辨析以上解法是否正确.
提示:以上解析是错误的.出现错误有两个原因.一是对 刹车的物理过程不清楚.当速度减为零时,车已经停止,不再 运动.二是对位移公式的物理意义理解不深刻.位移s对应时间 t,这段时间内a必须存在,而当a不存在时,求出的位移则无意 义.由于第一点的不理解以致认为a永远存在;由于第二点的不 理解以致没有思考a什么时候不存在.
设汽车由刹
车开始至停止运动所用的时间为t0,选初速度 方向为正方向,由于汽车做匀减速直线运动,加速度a=-5 v- v0 m/s ,则由v=v0+at得t0= =4 s a2
可见,该汽车刹车后经过4 s就已停下,其后的时间内汽车 1 2 是静止的.由运动学公式知x=v0t+ at ,刹车后经过5 s时汽车 2 1 2 通过的距离为x=v0t0+ at0=40 m 2 即汽车此时恰好未进入危险区域.答案为:40 m;恰好未 进入
答案:不正确
考向一
匀变速直线运动基本规律的应用
1.公式中各量正负号的确定 x、a、v0、v均为矢量,在应用公式时,一般以初速度方向 为正方向,凡是与v0方向相同的x、a、v均为正值,反之为负 值,当v0=0时,一般以a的方向为正方向.
2.两类特殊的运动问题 (1)刹车类问题 做匀减速运动到速度为零时,即停止运动,其加速度a也突 然消失.求解此类问题时应先确定物体实际运动的时间.注意 题目中所给的时间与实际运动时间的关系.对末速度为零的匀 减速运动也可以按其逆过程即初速度为零的匀加速运动处理, 切忌乱套公式.
(2)双向可逆类的运动 例如:一个小球沿光滑斜面以一定初速度v0向上运动,到 达最高点后就会以原加速度匀加速下滑,整个过程加速度的大 小、方向不变,所以该运动也是匀变速直线运动,因此求解时 可对全过程列方程,但必须注意在不同阶段v、x、a等矢量的 正负号.