专题2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系知识点梳理1、位移公式的推导过程运用数学思想得出结论假如把时间t无限分割,情况又会怎么样呢?依据这个结论和v-t图象,求得位移的计算式由图可知:梯形OABC的面积S梯形=(OC+AB)×OA/2代入各物理量得:把v=v0+at,代入得:2.公式:,对位移公式的理解:
(1)反映了位移随时间的变化规律.(2)公式适用于匀变速直线运动(3)因为υ0、α、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。(一般以υ0的方向为正方向)若物体做匀加速运动,a取正值,若物体做匀减速运动,则a取负值.(4)若v0=0,则x=(5)代入数据时,各物理量的单位要统一(用国际单位制中的主单位)3.位移公式为矢量式,若取初速度方向为正方向,当物体做匀加速运动时,a取正值;物体做匀减速运动,a取负值.并注意x、υ0、a必须选取统一的正方向.4、利用面积求位移图像与时间轴围成的“面积”在数值上等于物体在该段时间内的位移,其中在时间轴上面部分的位移为正,在时间轴下面部分的位移为负。在某段时间内合位移在数值上等于这段时间内图象与时间轴围成的“面积”的代数和;路程为位移大小之和。5、多条图象分析——“看交点”在v-t图象中,往往出现多个物体运动的图象,在分析比较两物体运动性质时,除以上五点需要注意外,还应该清楚图象交点的意义,即在该时刻两物体速度相同。这一交点在以后处理追击相遇问题时尤为重要。6.在运用位移公式时要注意一下问题(1).要认真阅读和审题,并学会画物理情境示意图。(2).使用匀变速直线运动的速度公式和位移公式时应先规定正方向。一般地取初速度方向为正(若初速度为零,一般规定运动方向为正方向)。若为加速运动,a取正值;若为减速运动,a取负值.(3).一般先用字母代表物理量进行运算,得出由已知量表达未知量的关系式,然后把数值代入式中,求出未知量的值,这样做能清楚地看出未知量和已知量的关系,计算也比较简便。(4).各物理理单位要用国际单位。考点题组训练题组一匀变速直线运动的位移与时间得关系1.做匀变速直线运动的物体位移随时间的变化规律为x=24t-1.5t2 (m),根据这一关系式可以知道,物体速度为零的时刻是( )A.1.5sB.8sC.16s
D.24s【答 案】B2.某物体做匀变速直线运动,其位移与时间的关系为x=0.5t+t2(m),则当物体速度为3m/s时,物体已运动的时间为( )A.1.25sB.2.5sC.3sD.6s【答 案】A3.一物体做匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )A.物体的末速度一定与时间成正比B.物体的位移一定与时间的平方成正比C.物体的速度在一定时间内发生的变化与这段时间成正比D.若为匀加速运动,速度和位移都随时间增加;若为匀减速运动,速度和位移都随时间减小【答 案】C【解 析】根据v=v0+at和x=v0t+at2可知,A、B选项不正确,由a=可知,C正确.当物体做匀减速直线运动时,速度减小但位移可以增大,D不正确4.做匀加速直线运动的物体,初速度v0=2m/s,当t=2s时,物体的位移x=8m,则物体的加速度为( )A.1m/s2B.2m/s2C.3m/s2D.4m/s2【答案】B【解析】根据位移时间公式可得x=v0t+at2a== m/s2=2m/s25.一辆汽车以2m/s2的加速度做匀减速直线运动,经过2s(汽车未停下),汽车行驶了36m
.汽车开始减速时的速度是( )A.9m/sB.18m/sC.20m/sD.12m/s【答案】C【解析】由x=v0t+at2,将x=36m,a=-2m/s2,t=2s,代入解得:v 0=20m/s,选项C正确.6.由静止开始做匀加速直线运动的火车,在第10s末的速度为2m/s,下列叙述中正确的是( )A.前10s内通过的位移为10mB.每秒速度变化0.2m/sC.10s内平均速度为1m/sD.第10s内的位移为2m【答案】ABC7.(多选)物体从静止开始做匀加速直线运动,第4s内通过的位移是7m,则( )A.第3s内的平均速度是5m/sB.物体的加速度是4m/s2C.4s末的速度是7m/sD.前4s内的位移是16m【答案】AD【解析】第4s内通过的位移是7m,有:at-at=7m,代入数据解得a=2m/s2,第3s内的位移x3=at-at=×2×(9-4)m=5m,则第3s内的平均速度== m/s=5m/s,A正确,B错误;4s末的速度v4=at4=2×4m/s=8m/s,C错误;前4s内的位移x4=at=×2×16m=16m,D正确.题组二v-t图像位移1、如图4所示为某质点做直线运动的v-t图象,关于这个质点在4s内的运动情况,下列说法中正确的是
A.质点始终向同一方向运动B.4s内通过的路程为4m,而位移为零C.4s末物体离出发点最远D.加速度大小不变,方向与初速度方向相同【答案】B2、甲乙两个物体同时同地向同一方向做直线运动,它们的v―t图象如图5所示,则下列说法正确的是( ) A.在2s末,甲乙两物体的速度不同,位移不同B.在2s末,甲乙两物体的速度相同,位移不同C.在4s末,甲乙两物体的速度相同,位移不同D.在4s末,甲乙两物体的速度不同,位移相同【答案】BD【解析】根据图象与时间轴围成的面积表示位移,图象交点表示2s末速度相同,则答案为BD3.(多选)如图所示为一质点做直线运动的速度-时间图象,下列说法中正确的是( )
A.整个过程中,CD段和DE段的加速度数值最大B.整个过程中,BC段的加速度数值最大C.整个过程中,C点所表示的状态离出发点最远D. BC段所表示的运动通过的路程是34m【答案】AD4.(多选)2012年6月24日,中国第一台自行设计、自主集成研制的深海载人潜水器——“蛟龙”号在西太平洋的马里亚纳海沟下潜深度超过7000米,预示着中国已经有能力征服全球99.8%的海底世界.假设在某次实验时,“蛟龙”号从水面开始下潜到最后返回水面共历时10min,其速度随时间的变化如图所示,则“蛟龙”号( )A.下潜的最大深度为360mB.整个过程中的最大加速度为0.025m/s2C.在3~4min和6~8min内加速度方向相同D.在6~10min内向上运动,10min末返回水面【答案】.ACD
5.物体运动的速度-时间图像如图,由图可知( )A.0~2s物体做匀速直线运动B.2~6s物体静止C.2~6s内物体的位移为8mD.0~2s内物体的加速度为1m/s2【答案】.D【解析】0~2s物体做匀加速直线运动,加速度为:a== m/s2=1m/s2,A错误,D正确;2~6s物体做匀速直线运动,速度为4m/s,,位移为x=vt=4×4m=16m,B、C错误