摘要:2.对于匀变速直线运动.其加速度是恒定的.由加速度的定义式可得: vt=v0+at (1)此式叫匀变速直线运动的速度公式.它反映了匀变速直线运动的速度随时间变化的规律.式中v0是 .vt是 . (2)速度公式中的v0.vt.a都是矢量.在直线运动中,若规定正方向后.它们都可用带正.负号的代数值表示.把矢量运算转化为代数运算.通常情况下取 方向为正方向.对于匀加速直线运动.a取正值,对于匀减速直线运动.a取负值.计算结果vt>0.说明vt的方向与v0的方向 ,vt<0,说明vt的方向与v0的方向 . (3)速度公式中.末速度vt是时间t的一次函数.其函数图象是一条倾斜的直线.斜率为 .纵轴上的截距为 .若以v0方向为正方向.匀加速直线运动的图象如图2-2-1所示,匀减速直线运动的图象如图2-2-2所示.图象“越陡 表示速度变化越快. 越大. (4)从静止开始的匀加速直线运动.即v0=0.则vt=at.速度与时间成正比.其图象经过原点. [范例精析] 例1:物体做匀加速直线运动.已知加速度为2m/s2.那么 A.在任意时间内.物体的末速度一定等于初速度的2倍 B.在任意时间内.物体的末速度一定比初速度大2m/s C.在任意一秒内.物体的末速度一定比初速度大2m/s D.第ns的初速度一定比第(n-1)s的末速度大2m/s 解析:由速度公式vt=v0+at可知.在任意时间t内.vt为任意值.所以A错,在一定时间t内的速度增量Δv=vt-v0=at.它的大小既与a有关.又与t有关.当t为任意值时.Δv也为任意值.因此B错,当t=1s.a=2m/s2时.Δv=2m/s.即末速度比初速度大2m/s.所以C正确,由于第ns初和第(n-1)s末是同一时刻.同一时刻对应的速度是相同的.因此.D错. 答案:C 拓展:学习物理公式.不仅要理解公式中各物理量的意义.还要明确它们之的约束关系,对时间.时刻和物体的运动过程.大脑中要有清晰的物理图景. 例2:一质点从静止开始以1m/s2的加速度匀加速运动.经5s后作匀速运动.最后2s的时间使质点匀减速到零.则质点匀速运动的速度是多大?减速运动时的加速度是多大? 解析:质点的运动过程包括加速→匀速→减速三个阶段.如图2-2-3所示.AB段为加速阶段.BC为匀速阶段.CD为减速阶段.匀速运动的速度即为加速阶段的末速度vB. 故vB=v0+at=0+1×5=5m/s.而质点作减速运动的初速度即为匀速运动的速度.即:vB=vC=5m/s.在CD段的减速运动过程中:末速度vD=0.由vt=v0+at得(m/s2).负号表示a的方向与初速度方向相反. 拓展:解题时要正确分析题意.画出物体运动过程的图形.展示物体的运动过程.再运用相应的物理规律来求解,对于分段运动.一定要找出它们之间的联系.如前一段的末速度大小等于后一段初速度的大小. 例3:如图2-2-4所示是某质点直线运动的v-t图象.请回答: (1)质点在AB.BC.CD段的过程各做什么运动? (2)AB.CD段的加速度各是多少? (3)质点在2s末的速度多大? 解析:(1)AB.CD段的v-t图是倾斜直线.说明这两段时间速度变化是均匀变化的.故质点在这两段作匀变速直线运动.AB段是匀加速.CD段是匀减速,BC是平行于x轴直线.质点作匀速直线运动. (2)由加速度的定义:得: m/s2 同理可得CD段的加速度aCD=-2m/s2 若利用v-t图线的斜率大小等于加速度大小.也可得到aAB=1m/ s2.aCD= =-2m/s2. (3)由图象知2s末的速度为4m/s 拓展:正确理解v-t图线的物理意义.并能从中提取相关信息是解题的关键,从v-t图象中,既可以看出质点速度大小的变化情况,又可以看出速度方向的变化情况,本题图中反应出质点的运动是分段变化的,因此要从几个时间段来分析质点的运动. [能力训练]
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(匀变速直线运动+受力分析+牛顿第二定律+v-t图像)“神舟”六号飞船完成了预定空间科学和技术试验任务后,返回舱于2005年10月17日4时11分开始从太空向地球表面按预定轨道返回,在离地10 km的高度打开阻力降落伞减速下降,这一过程中若返回舱所受阻力与速度的平方成正比,比例系数(空气阻力系数)为k,设返回舱总质量M=3000 kg,所受空气浮力恒定不变,且认为竖直降落.从某时刻开始计时,返回舱的运动v-t图象如图中的AD曲线所示,图中AB是曲线在A点的切线,切线交于横轴一点B的坐标为(8,0),CD是平行横轴的直线,交纵轴于C点C的坐标为(0,8).g=10 m/s2,请解决下列问题:
(1)在初始时刻v0=160 m/s时,它的加速度多大?
(2)推证空气阻力系数k的表达式并算出其数值.
(3)返回舱在距离高度h=1 m时,飞船底部的4个反推力小火箭点火工作,使其速度由8 m/s迅速减至1 m/s后落在地面上,若忽略燃料质量的减少对返回舱总质量的影响,并忽略此阶段速度变化而引起空气阻力的变化,试估算每支小火箭的平均推力(计算结果取两位有效数字)
对匀变速直线运动的特点,下列说法正确的是
[ ]
A.在1 s末、2 s末、3 s末、…的速度分别为1 m/s、2 m/s、3 m/s、…的直线运动为匀加速直线运动
B.匀减速直线运动中,由于加速度与初速度方向相反,则加速度为负值
C.物体做匀变速直线运动,其加速度是均匀变化的
D.在匀变速直线运动中,相同时间内速度的变化相同
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B.匀减速直线运动中,由于加速度与初速度方向相反,则加速度为负值
C.物体做匀变速直线运动,其加速度是均匀变化的
D.在匀变速直线运动中,相同时间内速度的变化相同
下列关于匀变速直线运动的说法,正确的是( )
A.匀变速直线运动是运动快慢相同的运动
B.匀变速直线运动是速度变化量相同的运动
C.匀变速直线运动的a-t图像是一条倾斜的直线
D.匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线
【解析】:选D.匀变速直线运动是加速度保持不变的直线运动,其a-t图像是一条平行于t轴的直线,在v-t图像中,匀变速直线运动是一条倾斜的直线,故选项A、B、C错,D对.
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