2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系
图线与时间轴围成的矩形面积正好是vt横轴下方,有何意义?
vt对于匀变速直线运动,是不是也有类似的关系呢?tv1v2
在“探究小车的运动规律”的测量记录中,某同学得到了小车在0,1,2,3,4,5几个位置的瞬时速度.如下表:位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5速度v/(m·s—1)0.080.120.160.200.240.28能否根据表中的数据,用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移?基本思想:1、分成若干段可求位移,然后相加;2、小时间内,平均速度等于瞬时速度。X=0.08*0.1+0.12*0.1+0.16*0.1+0.2*0.1+0.24*0.1一、匀变速直线运动的位移
ABCO
匀变速直线运动,物体的位移对应着v-t图象中图像与轴之间包围的梯形面积。v平=(v1+v2)/2x=v1t+at2/22、公式3、平均速度公式:BCAx=t(v1+v2)/2v1v2t
匀变速直线运动公式1、速度公式v2=v1+at2、位移公式x=v1t+1/2at23、位移x=(v1+v2)t/2平均速度公式v=(v1+v2)/2由于反映匀变速直线运动的规律公式很多,因此,对同一个具体问题往往有许多不同的解法,但不同的解法繁简程度不一样,所以应注意每个公式的特点:1式不涉及位移,2式不涉及末速度,3式不涉及加速度。
例1、一辆沿平直公路行驶的汽车,经过路口时,其速度为36km/h,经过路口后以2m/s2的加速度加速行驶,求:(1)加速3s后的速度和距路口的位移(2)第三秒内位移(3)从开始加速到达该路所限制的最高时速72km/h时,距路口的位移。二、匀变速直线运动规律的应用
例2、一架载满乘客的客机由于某种原因紧急着陆,着陆时的加速度大小为6m/s2,着陆时的速度为60m/s,问飞机着陆后12s内滑行的距离为多大?注意刹车问题的陷阱
3、以10m/s的速度匀速行驶的汽车刹车后做匀减速运动。若汽车刹车后第2s内的位移为6.25m(刹车时间超过2s),则刹车后6s内汽车的位移是多大?a=-2.5m/s220m
探究:一个滑雪的人,从85m的山坡上匀变速滑下,初速度是1.8m/s,末速度是5m/s,他通过这段山坡需要多长时间?解:根据v22-v12=2as可得:a=(v22-v12)/2s=0.128m/s2根据速度公式v2=v1+at可得:t=(v2-v1)/a=25s即滑雪的人通过这段山坡需要25s。还有其它更简单的方法吗?推论:v22-v12=2as
4、射击时,火药在枪筒中燃烧。燃气膨胀,推动弹头加速运动。我们把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动,假设子弹的加速度是a=5×103m/s2,枪筒长x=0.64m,计算子弹射出枪口时的速度。
物理问题的结果一定要有物理意义5:骑自行车的人以5.0m/s的初速度匀减速地上一个斜坡,加速度的大小是0.40m/s2,斜坡长30m,试求骑自行车的人通过斜坡需要多长时间?解:根据位移公式:x=v1t+at2/2可得30=5.0t-0.40t2/2解得:t1=10st2=15s其中t2不合题意舍去。即骑车人通过斜坡需要10s时间。
匀变速直线运动公式1、速度公式v2=v1+at2、位移公式x=v1t+1/2at23、位移x=(v1+v2)t/24、推论v22-v12=2as5、平均速度公式v=(v1+v2)/2由于反映匀变速直线运动的规律公式很多,因此,对同一个具体问题往往有许多不同的解法,但不同的解法繁简程度不一样,所以应注意每个公式的特点:1式不涉及位移,2式不涉及末速度,3式不涉及加速度,4式不涉及时间。
[课堂探究]一质点以一定初速度沿竖直方向抛出,得到它的速度一时间图象如图所示.试求出它在前2s内的位移,后2s内的位移,前4s内的位移.哪一时刻离出发点最远
6.如图是甲乙两物体的位移和速度图像,试根据图像回答:①甲乙两物体各做什么运动?②甲乙两物体在5s内的位移是多少?③甲在各段时间的速度是多少?④乙在各段时间的加速度是多少?
四`两个重要推论1、平均速度2、相邻的相等时间间隔内位移差为恒量
分割和逼近的方法在物理学研究中有着广泛的应用.早在公元263年,魏晋时的数学家刘徽首创了“割圆术”——圆内正多边形的边数越多,其周长和面积就越接近圆的周长和面积.他著有《九章算术》,在书中有很多创见,尤其是用割圆术来计算圆周率的想法,含有极限观念,是他的一个大创造.他用这种方法计算了圆内接正192边形的周长,得到了圆周率的近似值π=157/50(=3.14);后来又计算了圆内接正3072边形的周长,又得到了圆周率的近似值π=3927/1250(=3.1416),用正多边形逐渐增加边数的方法来计算圆周率,早在古希腊的数学家阿基米德首先采用,但是阿基米德是同时采用内接和外切两种计算,而刘徽只用内接,因而较阿基米德的方法简便得多.