《2019版新教材高中物理 第2章 第2節(jié) 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系學(xué)案 新人教版必修第一冊》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019版新教材高中物理 第2章 第2節(jié) 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系學(xué)案 新人教版必修第一冊(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2節(jié) 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系
1.勻變速直線運動
(1)定義:沿著一條直線,且加速度不變的運動。
(2)分類
①勻加速直線運動:加速度a與初速度v0同向,速度隨時間均勻增加。
②勻減速直線運動:加速度a與初速度v0反向,速度隨時間均勻減小。
(3)勻變速運動的v-t圖像:一條傾斜的直線。
如圖所示,圖線a表示勻加速直線運動,圖線b表示勻減速直線運動。
2.速度與時間的關(guān)系
(1)表達式:v=v0+at。
(2)矢量性:公式中的v0、v、a均為矢量,應(yīng)用公式解題時,首先要規(guī)定正方向。一般取v0的方向為正方向,a、v與v0的方向相同時取正值,與v0的方向相反
2、時取負(fù)值。計算時將各量的數(shù)值和正負(fù)號一并代入計算。
(3)公式的特殊形式
①當(dāng)a=0時,v=v0(勻速直線運動)。
②當(dāng)v0=0時,v=at(由靜止開始的勻加速直線運動)。
(4)根據(jù)關(guān)系式知勻變速直線運動的v-t圖像斜率為加速度,與v軸的交點為初速度,與t軸的交點表示速度為零的時刻。
典型考點一 勻變速直線運動
1.下列有關(guān)直線運動的說法中不正確的是( )
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.速度隨時間不斷增加的直線運動,叫作勻加速直線運動
D.速度隨時間均勻減小的直線運動,叫作勻減速直線運動
答案 C
3、
解析 勻速直線運動的物體速度是恒定不變的,故A正確;勻變速直線運動的瞬時速度隨時間而改變,故B正確;勻加速直線運動的物體加速度恒定不變,速度隨時間是均勻增加的,故C錯誤;速度隨時間均勻減小的直線運動,叫作勻減速直線運動,故D正確。
典型考點二 勻變速直線運動的v-t圖像
2.一小球在斜面上從靜止開始勻加速滾下,進入水平面后做勻減速直線運動,直至停止。則下列哪個選項中的v-t圖像可以反映小球的整個運動過程(v為小球運動的速率)( )
答案 C
解析 A、B中的v-t圖線最后階段表示的是勻速直線運動,不符合題意,故A、B錯誤;D項中v-t圖線表示小球先做勻減速直線運動,后做勻
4、加速直線運動,與題意不符,故D錯誤;C項符合題意,故C正確。
3. (多選)甲、乙兩物體從同一位置出發(fā)沿同一直線運動,兩物體運動的v-t圖像如圖所示,則下列判斷正確的是( )
A.甲做勻速直線運動,乙做勻變速直線運動
B.兩物體兩次速度相同的時刻分別在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、乙兩物體的速度方向相反
答案 BC
解析 由題圖知,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,在2~6 s內(nèi)做勻減速直線運動,A錯誤,C正確;t=1 s和t=4 s時二者速度相同,B正確;在0~6 s
5、內(nèi)甲、乙的速度方向相同,都沿正方向,D錯誤。
典型考點三 速度與時間的關(guān)系
4.關(guān)于兩個做勻變速直線運動的質(zhì)點,下列說法中正確的是( )
A.經(jīng)過相同的時間,速度大的質(zhì)點加速度必定大
B.若初速度相同,速度變化大的質(zhì)點加速度必定大
C.若加速度相同,初速度大的質(zhì)點的末速度一定大
D.相同時間內(nèi),加速度大的質(zhì)點速度變化必定大
答案 D
解析 由v=v0+at可知,a的大小除與t、v有關(guān)之外,還與v0有關(guān),所以經(jīng)過相同時間t,v大的其加速度a未必一定大,故A錯誤;速度的變化Δv=v-v0=at,由于不知道時間的關(guān)系,故B錯誤;若a相同,由于時間t未知,所以也無法判斷v的大
6、小,故C錯誤;若t相同,則Δv=v-v0=at,a大時,Δv一定大,故D正確。
5.一物體從靜止開始以2 m/s2的加速度做勻加速直線運動,經(jīng)5 s后做勻速直線運動,最后以大小為4 m/s2的加速度做勻減速直線運動直至停止。求:
(1)物體做勻速直線運動時的速度大小;
(2)物體做勻減速直線運動到停止所用的時間。
答案 (1)10 m/s (2)2.5 s
解析 解題關(guān)鍵是畫出如下的示意圖:
設(shè)圖中A→B為勻加速直線運動,B→C為勻速直線運動,C→D為勻減速直線運動,BC段的速度為AB段的末速度,也為CD段的初速度。
(1)由速度與時間的關(guān)系式得
vB=vA+a1t1=2×
7、5 m/s=10 m/s,
即做勻速直線運動時的速度大小為10 m/s。
(2)由v=v0+at,得t2== s=2.5 s。
典型考點四 速度公式在剎車問題中的應(yīng)用
6.汽車的加速、減速性能是衡量汽車性能的一項重要指標(biāo)。一輛汽車以54 km/h的速度在平直公路上勻速行駛。
(1)若汽車以1.5 m/s2的加速度加速,求8 s后汽車的速度大小;
(2)若汽車以1.5 m/s2的加速度剎車,分別求剎車8 s時和12 s時的速度大小。
答案 (1)27 m/s (2)3 m/s 0
解析 (1)由初速度v0=54 km/h=15 m/s,
v=v0+at,得v=(15+1.5×8) m/s=27 m/s。
(2)剎車過程中汽車做勻減速直線運動,
初速度v0′=54 km/h=15 m/s,a′=-1.5 m/s2。
減速到停止所用的時間t′== s=10 s。
所以剎車8 s時的速度
v′=v0′+a′t=(15-1.5×8) m/s=3 m/s。
剎車12 s時的速度為零。
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