§2.2匀变速直线运动的规律【学习目标】1、掌握匀变速直线运动的速度公式,知道他是如何推导出的,知道他的图像的物理意义,会应用这一公式分析和计算。2、掌握匀变速直线运动的位移公式,会应用这一公式对问题进行分析和计算。【重点难点】1、重点:推导和理解匀变速直线运动的速度公式、位移公式。2、难点:位移公式的推导。【重点探究】一、速度和时间的关系1、速度公式:vt=推导:0tv理解公式:a——单位时间内速度的变化量at——是0至t时间内的速度变化量v0+at——t时刻的速度V思考:你能否将公式v=v0+at与一次函数类比?2、矢量式:(解题时规定正方向)3、在v—t图像中,(1)斜率表示a(2)纵轴截距代表初速度V0【例1】:汽车以6m/s的速度行驶,现以2m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少?
【例2】:汽车以10m/s的速度匀速行驶,若汽车以0.6m/s2的加速度刹车,则10s后的速度减为多少?20s后呢?注意点:【例3】:某辆汽车以v1的初速度从甲地开出做匀加速直线运动,经过乙地到达丙地,到达丙地时的速度为v2。汽车从甲地到乙地的行驶时间等于从乙地到丙地的行驶时间,则汽车经过乙地时的速度多大?1.下列有关匀变速直线运动的认识正确的是( )A.物体在一条直线上运动,若在相等的时间内通过的位移相等,则物体的运动就是匀变速直线运动B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动C.匀变速直线运动是速度变化量为零的运动D.匀变速直线运动的加速度是一个恒量2.(多选)某物体做匀变速直线运动,在运用公式v=v0+at解题时,若取初速度方向为正方向,则下列说法正确的是( )A.匀加速直线运动中,加速度a取负值B.匀加速直线运动中,加速度a取正值
C.匀减速直线运动中,加速度a取负值D.无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动,加速度a均取正值3.以6m/s的速度在水平面上运动的小车,如果获得2m/s2与运动方向同向的加速度,它的速度增加到10m/s所经历的时间为( )A.5B.2sC.3sD.8s4.某质点做直线运动的vt图象如图226所示,由图可知( )A.4s末至6s末速度方向为负B.6s内运动方向始终不变C.前2s内静止D.质点在加速过程中的加速度比减速运动过程中的加速度大5.关于匀变速直线运动中的加速度的方向和正、负值问题,下列说法中错误的是()A.匀加速直线运动中的加速度方向一定和初速度方向相同B.匀减速直线运动中的加速度一定是负值C.匀加速直线运动中的加速度也有可能取负值410-1123v/(m·s-1)t/s567D.只有在规定了初速度方向为正方向的前提下,匀加速直线运动的加速度才取正值6.某质点运动的v-t图象如图所示,则该质点()A.在第1s末运动方向发生变化B.在第2s末运动方向发生变化C.在第3s末加速度方向发生变化D.在第4s内速度越来越大7.物体由静止开始做加速度为5m/s2的匀加速直线运动,4s后物体做匀速直线运动,一段时间后,接着又经过5s匀减速直线运动后静止,全程所花总时间为10s,求(1)物体做匀速直线运动时的速度大小(2)物体做匀减速直线运动时的加速度(3)物体在6s末的速度大小(4)作出物体运动的v-t图象
8.假设有一个发射卫星的多级火箭,第一级火箭点火后,使卫星向上做匀加速运动的加速度为20m/s2,燃烧80s后第一级脱离,第二级火箭没有马上点火,所以卫星向上做加速度为10m/s2的匀减速运动,10s后第二级火箭启动,卫星向上做匀加速运动的加速度为60m/s2,这样经过2分钟当第二级火箭脱离时,卫星的速度为多大?二、位移和时间的关系1、位移公式:X=推导:2、矢量式:(解题时规定正方向)【例4】:一辆汽车原来匀速行驶,速度是24m/s,从某时刻起以2m/s2的加速度匀加速行驶。从加速行驶开始行驶180m所需时间为多少?【变式训练】骑自行车的人以5m/s的初速度匀减地上一个斜坡,加速度的大小为0.4m/s2,斜坡长30m,骑自行车的人通过斜坡需要多少时间?
【例5】:做匀加速直线运动的物体,在前3s内通过了18m,在紧接着的2s内又通过了22m。求它的初速度和加速度。【课堂反馈】一、选择题1.关于汽车做匀减速直线运动,下列说法正确的是()A速度随时间增加而增大,位移随时间增加而减小B.速度随时间增加而减小,位移随时间增加而增大C.速度和位移都随时间增加而减小D.速度和位移都随时间增加而增大2.对于公式vt=v0+at,下列说法中正确的是()A.适用于任何变速运动B.只适用于匀加速直线运动C.适用于任何匀变速直线运动D.v0和vt只能取正值,不可能为负值3.一个初速度不为零的物体,开始一段时间做匀加速直线运动,从t时刻起做匀减速直线运动,再经过10s物体停下来,已知t时刻后物体的加速度大小为0.5m/s2,则在整个运动过程中,该物体的最大速度应该是()A.(v0+0.5t)m/sB.2.5m/sC.5m/sD.条件不足,无法求出4.一质点做直线运动,t=t0时,s>0,v>0,a>0,此后a逐渐减小,则()
A.速度的变化越来越慢B.速度逐步变小C.位移继续增大D.位移、速度始终为正值5.一个物体位移与时间的关系为s=5t+5t2(s以m为单位,t以s为单位),下列说法中正确的是()A.这个物体的初速度是2.5m/sB.这个物体的加速度大小是10m/s2C.这个物体的初速度是10m/sD.这个物体加速度方向一定与初速度方向一致6.甲、乙两汽车,速度相等,制动后做匀减速运动,甲在3s内前进18m停止,乙在制动后1.5s停止,则乙前进的距离为()A9mB.18mC.36mD.72m三、计算题7.汽车以36km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少?加速后经过多长时间汽车的速度达到72km/h?8.汽车在平直路面紧急刹车时,加速度的大小是6m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车的行驶速度最高不能超过多少?如果汽车以最高允许速度行驶,必须在1.5s内停下来,汽车在刹车的过程中加速度至少多大?
9.在正常情况下,火车以54km/h的速度匀速开过一个小站。现因需要,必须在这一小站停留。火车将到小站时,以-5m/s2的加速度做匀减速运动,停留2min后,又以0.3m/s2的加速度出站一直到恢复原来的速度。求因列车停靠小站而延误的时间。10.五辆汽车,每隔一定的时间以相同的加速度从车站由静止开始沿平直公路开出,当最后一辆汽车起动时,第一辆汽车已离站320m,这时第四辆汽车离站的距离;若每隔5s发出一辆车,则汽车的加速度.