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1、
第三節(jié) 從自由落體到勻變速直線運動
第1課時 勻變速直線運動規(guī)律
1.做直線運動的物體,如果________不變,就叫做勻變速直線運動.勻變速直線運動的v-t圖象是________________.
2.對勻變速直線運動來說,速度vt與時間t的關(guān)系式為________,其位移的表達式為s=____________,公式中若規(guī)定初速度的方向為正方向,當物體做加速運動時,a取正值,當物體做減運動時,a取負值.
3.若物體的初速度為零,勻加速運動的速度公式可以簡化為________,位移公式可以簡化為s=________.
4.
圖1
(1)勻速直線運動的v-t圖象
2、是一條平行于________的直線,如圖1所示.
(2)勻變速直線運動的v-t圖象是一條________的直線,如圖2所示.a(chǎn)表示勻加速直線運動,b表示勻減速直線運動.
圖2
(3)v-t圖線的傾斜程度,即________表示物體的加速度.
(4)在v-t圖象中,圖象與時間軸所圍成的________表示物體的位移.
5.(雙選)如下圖所示的四個圖象中,表示物體做勻加速直線運動的圖象是( )
6.一物體做勻變速直線運動,下列說法中正確的是( )
A.物體的末速度一定與時間成正比
B.物體的位移一定與時間的平方成正比
C.物體的速度在一定時間內(nèi)發(fā)生的變化與這段時間
3、成正比
D.若為勻加速運動,速度和位移都隨時間增加;若為勻減速運動,速度和位移都隨時間減小
【概念規(guī)律練】
知識點一 勻變速直線運動的概念
1.(雙選)下列關(guān)于勻變速直線運動的說法正確的是( )
A.做勻變速直線運動的物體,它的加速度方向和速度方向總是相同的
B.做勻變速直線運動的物體,它的加速度方向和速度變化的方向總是相同的
C.做勻變速直線運動的物體,它的速度變化越大,加速度越大
D.做勻變速直線運動的物體,它的速度變化在單位時間內(nèi)越大,加速度越大
2.某運動物體做勻變速直線運動,加速度大小為0.6 m/s2,那么在任意1 s內(nèi)( )
A.此物體的末速度一定等于
4、初速度的0.6倍
B.此物體任意1 s的初速度一定比前1 s的末速度大0.6 m/s
C.此物體在每1 s內(nèi)的速度變化為0.6 m/s
D.此物體在任意1 s內(nèi)的末速度一定比初速度大0.6 m/s
知識點二 勻變速直線運動速度公式的應(yīng)用
3.一物體做勻變速直線運動,初速度為2 m/s,加速度大小為1 m/s2,則經(jīng)1 s后,其末速度( )
A.一定為3 m/s B.一定為1 m/s
C.可能為1 m/s D.不可能為1 m/s
4.一質(zhì)點從靜止開始以1 m/s2的加速度做勻加速運動,經(jīng)5 s后做勻速運動,最后2 s的時間質(zhì)點做勻減速運動直至靜止,則
5、質(zhì)點勻速運動時的速度是多大?減速運動時的加速度是多大?
知識點三 位移公式s=v0t+at2的應(yīng)用
5.在公式vt=v0+at和s=v0t+at2中涉及的五個物理量,除t是標量外,其他四個量vt、v0、a、s都是矢量,在直線運動中四個矢量的方向都在一條直線中,當取其中一個量的方向為正方向時,其他三個量的方向與此相同的取正值,與此相反的取負值,若取速度v0方向為正方向,以下說法正確的是( )
A.勻加速直線運動中a取負值
B.勻加速直線運動中a取正值
C.勻減速直線運動中a取正值
D.無論勻加速直線運動還是勻減速直線運動a都取
6、正值
6.某質(zhì)點的位移隨時間變化的關(guān)系式為s=4t+2t2,s與t的單位分別是m和s,則質(zhì)點的初速度和加速度分別是( )
A.4 m/s和2 m/s2 B.0和4 m/s2
C.4 m/s和4 m/s2 D.4 m/s和0
【方法技巧練】
一、利用v—t圖象分析物體運動的技巧
7.甲、乙兩物體從同一位置出發(fā)沿同一直線運動的v-t圖象如圖3所示,下列判斷正確的是( )
圖3
A.甲做勻速直線運動,乙做勻變速直線運動
B.兩物體相遇的時刻分別在1 s末和4 s末
C.乙在前2 s內(nèi)做勻加速直線運動,2 s后做勻減速直線運動
D.2 s后,甲
7、、乙兩物體的速度方向相反
8.如圖4所示,請回答:
圖4
(1)圖線①②分別表示物體做什么運動?
(2)①物體3 s內(nèi)速度的改變量是多少,方向與速度方向有什么關(guān)系?
(3)②物體5 s內(nèi)速度的改變量是多少?方向與其速度方向有何關(guān)系?
(4)①②物體的運動加速度分別為多少?方向如何?
(5)兩圖象的交點A的意義.
二、利用平均速度公式分析物體的運動
9.我國自行研制的“梟龍”戰(zhàn)機已在四川某地試飛成功.假設(shè)該戰(zhàn)機起飛前從靜止開始做勻加速直
8、線運動,達到起飛速度v所需時間為t,則起飛前的運動距離為( )
A.vt B.
C.2vt D.不能確定
1.下列有關(guān)勻變速直線運動的認識,其中觀點正確的是( )
A.物體在一條直線上運動,若在相等的時間內(nèi)通過的位移相等,則物體的運動就是勻變速直線運動
B.加速度大小不變的運動就是勻變速直線運動
C.勻變速直線運動是速度變化量為零的運動
D.勻變速直線運動的加速度是一個恒量
2.關(guān)于直線運動,下列說法中不正確的是( )
A.勻速直線運動的速度是恒定的,不隨時間而改變
B.勻變速直線運動的瞬時速度隨時間而改變
C.速度隨時間不斷增
9、加的運動,叫勻加速直線運動
D.速度隨著時間均勻減小的運動,通常叫做勻減速直線運動
3.在勻變速直線運動中,下列說法中正確的是( )
A.相同時間內(nèi)位移的變化相同
B.相同時間內(nèi)速度的變化相同
C.相同時間內(nèi)速率的變化相同
D.相同路程內(nèi)速度的變化相同
4.(雙選)甲、乙、丙三個物體做勻變速直線運動,通過A點時,物體甲的速度是6 m/s,加速度是1 m/s2;物體乙的速度是2 m/s,加速度是6 m/s2;物體丙的速度是-4 m/s,加速度是2 m/s2,則下列說法中正確的是 ( )
A.通過A點,物體甲最快,丙最慢
B.通過A點前1 s時,物體丙最快,乙最慢
C.通過
10、A點后1 s時,物體乙最快,丙最慢
D.以上說法都不正確
5.一小球在斜面上由靜止開始勻加速滾下,進入水平面后又做勻減速運動,直至停止.下圖所示的速率—時間圖象中可以反映小球這一運動過程的是( )
6.一物體由靜止開始做勻加速直線運動,在時間t內(nèi)通過位移s,則它從出發(fā)開始通過s/4所用的時間為( )
A. B. C. D.t
7.(雙選)
圖5
甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上運動,它們的v-t圖象如圖5所示,由圖象可知( )
A.在t1時刻,甲和乙的速度相同
B.在t1時刻,甲和乙的速度大小相同,方向相反
C.在t2時
11、刻,甲和乙的速度方向相同,加速度方向相反
D.在t2時刻,甲和乙的速度不相同,加速度方向相同
8.一個做勻加速直線運動的物體,初速度v0=2.0 m/s,它在第3 s內(nèi)通過的位移是4.5 m,則它的加速度為( )
A.0.5 m/s2 B.1.0 m/s2
C.1.5 m/s2 D.2.0 m/s2
9.(雙選)若一質(zhì)點從t=0開始由原點出發(fā)沿直線運動,其速度—時間圖象如圖6所示,則該質(zhì)點( )
圖6
A.t=1 s時離原點最遠
B.t=2 s時離原點最遠
C.t=3 s時回到原點
D.t=4 s時回到原點
題 號
1
2
3
12、4
5
6
7
8
9
答 案
10.甲、乙兩物體分別做勻加速和勻減速直線運動,已知乙的初速度是甲的初速度的2.5倍,且甲的加速度大小是乙的加速度大小的2倍,經(jīng)過4 s兩者的速度均達到8 m/s,則兩者的初速度大小分別為多大?兩者加速度大小分別為多大?
11.某物體以v0=1.2 m/s的初速度做勻加速直線運動,在第5 s內(nèi)物體的位移為2.1 m.求物體的加速度和8 s內(nèi)的位移.
12.卡車原來以10 m/s的速度在平直公路上
13、勻速行駛,因為路口出現(xiàn)紅燈,司機從較遠的地方就開始剎車,使卡車勻減速前進,當車減速到2 m/s時,交通燈轉(zhuǎn)為綠燈,司機當即放開剎車,并且只用了減速過程一半的時間就加速到原來的速度,從開始剎車到恢復(fù)原速用了12 s.求:
(1)減速與加速過程中的加速度;
(2)開始剎車后2 s末及10 s末的瞬時速度.
第三節(jié) 從自由落體到勻變速直線運動
第1課時 勻變速直線運動規(guī)律
課前預(yù)習(xí)練
1.加速度 一條傾斜的直線
2.vt=v0+at v0t+at2
3.vt=at at2
4.(1)時間軸 (2)傾斜 (3)斜率 (4)面積
5.AD [各選項表示
14、的均是勻變速直線運動,其中A、D表示勻加速直線運動,B、C表示勻減速直線運動.]
6.C
課堂探究練
1.BD [勻變速直線運動的加速度恒定,但其方向與速度方向可能相同,也可能相反,故A錯;根據(jù)加速度的定義可知,B、D對,C錯.]
2.C [因已知物體做勻變速直線運動,又知加速度為0.6 m/s2,主要涉及對速度公式的理解:①物體可能做勻加速直線運動,也可能做勻減速直線運動;②vt=v0+at是矢量式.勻加速直線運動a=0.6 m/s2;勻減速直線運動a=-0.6 m/s2.]
3.C
4.5 m/s 2.5 m/s2,方向與速度方向相反
解析
質(zhì)點的運動過程包括加速—勻
15、速—減速三個階段,如右圖所示.圖示中AB為加速階段,BC為勻速階段,CD為減速階段,勻速運動的速度即為AB段的末速度,也為CD段的初速度,這樣一來,就可以利用公式方便地求解了.
由運動學(xué)公式可知:vB=v0+at=5 m/s,vC=vB=5 m/s,將vt=v0+at應(yīng)用于CD段 (vD=0)得:a′== m/s2=-2.5 m/s2,方向與速度方向相反.
點評 1.多運動過程問題要劃分不同的運動階段,并搞清楚各運動過程之間的聯(lián)系.
2.選取一個過程為研究對象,以初速度方向為正方向,判斷各量的正負,利用vt=v0+at由已知條件求解未知量.
5.B [據(jù)vt=v0+at可知,當v0與a
16、同向時,vt增大;當v0與a反向時,vt減?。畇=v0t+at2也是如此,故當v0取正值時,勻加速直線運動中,a取正;勻減速直線運動中,a取負,故選項B正確.]
6.C
7.C [甲以2 m/s的速度做勻速直線運動,乙在0~2 s內(nèi)做勻加速直線運動,a1=2 m/s2,2~6 s內(nèi)做勻減速直線運動,a2=-1 m/s2.t1=1 s和t2=4 s二者只是速度相同,未相遇.2~6 s內(nèi),甲、乙速度方向相同.故正確答案為C.]
點評 分析圖象應(yīng)從軸、點、線、面積、斜率等幾個方面著手.軸是指看坐標軸代表的物理量,是s-t圖象還是v-t圖象.點是指看圖線與坐標軸的交點或者是圖線的折點.線是看圖的
17、形狀,是直線還是曲線,通過圖線的形狀判斷兩物理量的關(guān)系,還要通過面積和斜率看圖象所表達的含義.
8.見解析
解析 (1)①做勻加速直線運動;②做勻減速直線運動
(2)①物體3 s內(nèi)速度的改變量
Δv=9 m/s-0=9 m/s,方向與速度方向相同
(3)②物體5 s內(nèi)的速度改變量Δv′=(0-9) m/s=-9 m/s,負號表示速度改變量與速度方向相反.
(4)①物體的加速度a1===3 m/s2,方向與速度方向相同.
②物體的加速度a2===-1.8 m/s2,方向與速度方向相反.
(5)圖象的交點A表示兩物體在2 s時的速度相同.
方法總結(jié) 勻變速直線運動的速度圖象是一條
18、傾斜的直線,圖象向上傾斜即斜率為正,表示物體加速,斜率為負表示物體減速,斜率大小表示物體的加速度大小,正負表示加速度方向.
9.B [因為戰(zhàn)機在起飛前做勻加速直線運動,則s=t=t=t.B選項正確.]
課后鞏固練
1.D 2.C
3.B [勻變速直線運動中加速度是恒定的,即相同時間內(nèi)速度的變化相同,B正確.]
4.BC [通過A點時甲的速度為6 m/s最大,乙的速度為2 m/s最小,所以A錯;通過A點前1 s時,丙的速度為-6 m/s,甲為5 m/s,乙為-4 m/s,所以B對;通過A點后1 s時,v甲=7 m/s,v乙=8 m/s,v丙=-2 m/s,所以C對.]
5.C [小球
19、先做勻加速運動,速率均勻增大,后做勻減速運動,速率均勻減小,故能夠反映小球運動過程的是圖象C.]
6.B
7.AC [由圖象可知,甲、乙兩質(zhì)點速度方向相同,但加速度方向相反,兩直線的交點表示兩個質(zhì)點的速度在t1時刻相同,故A、C正確,B、D錯.]
8.B
9.BD [做直線運動的速度—時間圖線與時間軸所圍成的圖形面積表示了質(zhì)點的位移,要想離原點最遠,則所圍成圖形面積應(yīng)最大.t=1 s時,所圍成圖形為△OAB,t=2 s時,為△OAC.很顯然S△OAC>S△OAB,所以t=2 s時位移大,離原點最遠;當t=3 s時,所圍圖形為△OAC和△CDE,由于△CDE在t軸以下位移為負,則S合應(yīng)為
20、S△OAC-S△CDE≠0,t=4 s時,S合=S△OAC-S△CDF=0,即位移為零,質(zhì)點回到原點,故選B、D.]
10.見解析
解析 對甲、乙兩物體分別應(yīng)用勻變速直線運動的速度公式,有vt=v甲+a甲t,vt=v乙-a乙t,
又v乙=2.5v甲,a甲=2a乙,
由以上四式可得甲、乙兩物體的初速度大小分別為
v甲== m/s=4 m/s,
v乙=2.5 v甲=2.5×4 m/s=10 m/s;
甲、乙兩物體的加速度大小分別為
a甲== m/s2=1 m/s2,
a乙=a甲=×1 m/s2=0.5 m/s2.
11.0.2 m/s2 16 m
解析 設(shè)物體的加速度為a,在
21、第4 s末物體速度為v4
由vt=v0+at得:v4=1.2+4a,①
由s=v0t+at2得:2.1=v4×1+a×12.②
①②聯(lián)立解得:a=0.2 m/s2,設(shè)物體在8 s內(nèi)的位移為s8,由s=v0t+at2得:s8=1.2×8 m+×0.2×82 m=16 m.
12.(1)-1 m/s2 2 m/s2 (2)8 m/s 6 m/s
解析
(1)卡車先做勻減速直線運動,再做勻加速直線運動,其運動簡圖如右圖所示,
設(shè)卡車從A點開始減速,則vA=10 m/s,用t1時間到達B點,從B點又開始加速,用時間t2到達C點,則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+a1t1,①
在BC段,vC=vB+a2t2,②
聯(lián)立①②兩式并代入數(shù)據(jù)解得a1=-1 m/s2,a2=2 m/s2
(2)2 s末的速度為v1=vA+a1t=10 m/s-1×2 m/s=8 m/s,
10 s末的速度為v2=vB+a2t′=2 m/s+2×(10-8) m/s=6 m/s.