高中物理直线运动知识点详解和答案
高中物理匀变速直线运动知识点

高中物理匀变速直线运动知识点以下是高中物理中关于匀变速直线运动的一些重要知识点:1. 位移和位移公式:位移是物体从初始位置到最终位置的直线距离,用Δx表示。
当物体做匀变速直线运动时,位移与物体的初速度v0、末速度v、加速度a以及时间间隔t 之间满足位移公式:Δx = v0t + 1/2at²。
2. 速度和速度公式:速度是物体在单位时间内移动的距离,用v表示。
当物体做匀变速直线运动时,速度与物体的初速度v0、加速度a和时间间隔t之间满足速度公式:v = v0 + at。
3. 加速度和加速度公式:加速度是速度的改变率,用a表示。
当物体做匀变速直线运动时,加速度与位移Δx、初速度v0和时间间隔t之间满足加速度公式:a = 2(Δx -v0t) / t²。
4. 时间和时间公式:时间是运动持续的时间,用t表示。
当物体做匀变速直线运动时,时间与位移Δx、初速度v0和加速度a之间满足时间公式:t = (v - v0) / a。
5. 加速度与运动方程:当物体做匀变速直线运动时,速度与时间t的关系可由运动方程表示:v = v0 + at。
位移与时间t的关系可由运动方程表示:Δx = v0t + 1/2at²。
另外还有另一种形式的运动方程:v² = v0² + 2aΔx。
6. 匀变速直线运动的图像表示:匀变速直线运动可以用速度-时间图、位移-时间图和加速度-时间图来表示。
在速度-时间图中,匀速直线表示匀速运动,斜线表示匀变速运动;在位移-时间图中,直线表示匀速运动,抛物线表示匀变速运动;在加速度-时间图中,横线表示匀速运动,直线表示匀变速运动。
7. 自由落体运动:自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动,加速度恒定为重力加速度g。
自由落体运动的速度可用v = v0 + gt表示,位移可用Δx = v0t + 1/2gt²表示。
8. 瞬时速度和瞬时加速度:瞬时速度是物体在某一时刻的速度,用v表示;瞬时加速度是物体在某一时刻的加速度,用a表示。
高中物理—常见的匀变速直线运动

1、自由落体运动:(1)条件:①物体只受_____作用;②从_____开始下落。
(2)运动性质:初速度v 0=0,加速度为重力加速度g 的___________运动。
(3)基本规律。
①速度公式:v =___; ②位移公式:h =_____; ③速度位移关系式:v 2=____。
【答案】重力;静止;匀加速直线;gt ;12gt 2;2gh2、竖直上抛运动:(1)运动特点:加速度为g ,上升阶段做___________运动,下降阶段做_________运动。
(2)基本规律。
①速度公式:v =_____; ②位移公式:h =________;③速度位移关系式:v 2-v 20=_______; ④上升的最大高度:H =_______; ⑤上升到最高点所用时间:t =______。
【答案】匀减速直线;自由落体;v 0-gt ;v 0t -12gt 2;-2gh ;v 202g ;v 0g知识点回顾常见的匀变速直线运动一、自由落体运动的特点:1、自由落体运动是初速度为零,加速度为g 的匀加速直线运动。
2、一切匀加速直线运动的公式均适用于自由落体运动,特别是初速度为零的匀加速直线运动的比例关系式,在自由落体运动中应用更频繁。
二、竖直上抛运动的两种研究方法:1、分段法:将全程分为两个阶段,即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。
2、全程法:将全过程视为初速度为v 0,加速度a =-g 的匀变速直线运动,必须注意物理量的矢量性。
习惯上取v 0的方向为正方向,则v >0时,物体正在上升;v <0时,物体正在下降;h >0时,物体在抛出点上方;h <0时,物体在抛出点下方。
三、竖直上抛运动的对称性:如图所示,物体以初速度v 0竖直上抛,A 、B 为途中的任意两点,C 为最高点,则: (1)时间对称性:物体上升过程中从A →C 所用时间t AC 和下降过程中从C →A 所用时间t CA 相等,同理有t AB =t BA 。
高中物理必修一第二章匀变速直线运动的研究考点大全笔记(带答案)

高中物理必修一第二章匀变速直线运动的研究考点大全笔记单选题1、如图为小球在水平面上移动,每隔0.02秒记录下的位置。
将该段运动分为5段,则其中平均速度最大与平均加速度最小的运动过程分别为()A.①和②B.②和③C.⑤和②D.⑤和③答案:D由图可知⑤位移最大,各段运动时间相同,由v̅=x t知⑤平均速度最大;③最近似于匀速直线运动,即速度大小和方向变化最小,平均加速度最小,故选D。
2、小明和小华操控各自的玩具赛车甲、乙在小区平直的路面上做直线运动,t=0时刻两赛车恰好并排,此后两赛车运动的位移x与时间t的比值随时间t的关系如图所示,对于甲、乙两赛车前2 s的运动,下列说法正确的是()A.t=1 s时,甲在乙的前面且相距最远B.t=1 s时,甲、乙两赛车相遇C.t=2 s时,甲在乙的前面且相距最远D.t=2 s时,甲、乙两赛车相遇答案:B甲赛车xt恒定不变,故做匀速直线运动,速度为v甲=1 m/s。
根据x=v0t+12at2可得x t=12at+v0可知乙赛车初速度为零,加速度为a=2 m/s2,故两质点在t=0.5 s时速度相等,此时两者相距最远;当两者相遇时v 甲t=12at2解得t=1s甲、乙相遇,此后乙的速度大于甲的速度,乙在甲的前面,ACD错误,B正确。
故选B。
3、某物理兴趣小组的同学们利用课堂上学到的物理知识,动手对自由落体运动的规律进行了实验研究,实验装置如图所示。
为了让实验效果更好,实验室提供以下几种小球,应选择哪种球会使得效果更好()A.空心大铁球B.实心小铁球C.空心大木球D.实心小木球答案:B为了减小实验中空气阻力的影响,应该选密度大、体积小的实心小铁球做实验。
故选B。
4、一列火车正在做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,第1分钟内,发现火车前进了180 m,第6分钟内,发现火车前进了360 m。
则火车的加速度为()A.0.01 m/s2B.0.06 m/s2C.0.6 m/s2D.1.8 m/s2答案:A由相同时间内的位移差x6−x1=(6−1)aT2解得a=360−1805×(60)2m/s2=0.01m/s2故A正确,BCD错误。
高中物理讲义:直线运动受力分析(提高)

直线运动受力分析(二)【考点归纳】一、受力分析1.把指定物体(研究对象)在特定的物理情景中受到的所有外力全找出来,并画出受力图的过程。
2.一般步骤(1)明确研究对象在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体,在解决比较复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题很快得到解决。
研究对象确定以后,只分析研究对象所受的外力,而不分析研究对象对外的力。
(2)按顺序找力先分析场力(重力),后分析接触力;接触力中必须先弹力,后摩擦力。
(3)只画性质力,不画效果力画受力图时,按力的性质分类画力,不按作用效果(拉力、压力、向心力等)画力,否则将出现重复。
(4)需要合成或分解时,画出相应的平行四边形。
在解同一个问题时,分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力。
3.在进行受力分析时,应注意:(1)防止“漏力”和“添力”.按正确顺序进行受力分析是防止“漏力”的有效措施.注意寻找施力物体,这是防止“添力”的措施之一,找不出施力物体,则这个力一定不存在.(2)深刻理解“确定研究对象”的含义,题目要求分析B物体受力,那么B物体对其他物体的力就不是B 所受的力.(3)画受力图时,力的作用点可沿作用线移动.4.主要考查的几种力二、整体法与隔离法在进行受力分析时,第一步就是选取研究对象。
选取的研究对象可以是一个物体(质点),也可以是由几个物体组成的整体(质点组)。
1.隔离法:将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体所受到的各个力,称为隔离法。
2.隔离法的原则:把相连结的各个物体看成一个整体,如果要分析的是整体内物体间的相互作用力(即内力),就要把跟该力有关的某物体隔离出来。
当然,对隔离出来的物体而言,它受到的各个力就应视为外力了。
3.整体法:把相互连结的几个物体视为一个整体(系统),从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力),称为整体法。
4.整体法的基本原则:(1)当整体中各物体具有相同的加速度或都处于平衡状态(即a =0)时,命题要研究的是外力,而非内力时,选整体为研究对象。
专题01 直线运动 (解析版)--高考物理5年真题分项汇编(2019-2023)

专题01直线运动--高中物理一、单选题1.(2023·浙江·统考高考真题)图为“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处的照片,轨迹OA段是直线,AB段是曲线,巡视器质量为135kg,则巡视器()A.受到月球的引力为1350N B.在AB段运动时一定有加速度C.OA段与AB段的平均速度方向相同D.从O到B的位移大小等于OAB轨迹长度【答案】B【详解】A.在月球上的g与地球不同,故质量为135kg的巡视器受到月球的引力不是1350N,故A错误;B.由于在AB段运动时做曲线运动,速度方向一定改变,一定有加速度,故B正确;C.平均速度的方向与位移方向相同,由图可知OA段与AB段位移方向不同,故平均速度方向不相同,故C错误;D.根据位移的定义可知从O到B的位移大小等于OB的连线长度,故D错误。
故选B。
2.(2023·浙江·统考高考真题)下列四组物理量中均为标量的是()A.电势电场强度B.热量功率C.动量动能D.速度加速度【答案】B【详解】A.电势只有大小没有方向,是标量;电场强度既有大小又有方向,是矢量,故A错误;B.热量和功率都是只有大小没有方向,都是标量,故B正确;C.动量既有大小又有方向,是矢量;动能只有大小没有方向,是标量,故C错误;D.速度和加速度都是既有大小又有方向的物理量,是矢量,故D错误。
故选B。
3.(2023·浙江·统考高考真题)在足球运动中,足球入网如图所示,则()A.踢香蕉球时足球可视为质点B.足球在飞行和触网时惯性不变C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力D.触网时足球对网的力大于网对足球的力【答案】B【详解】A.在研究如何踢出“香蕉球”时,需要考虑踢在足球上的位置与角度,所以不可以把足球看作质点,故A错误;B.惯性只与质量有关,足球在飞行和触网时质量不变,则惯性不变,故B正确;C.足球在飞行时脚已经离开足球,故在忽略空气阻力的情况下只受重力,故C错误;D.触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力,大小相等,故D错误。
高中物理-专题二第1课时 力与直线运动

专题二力与物体的运动第1课时力与直线运动专题复习定位解决问题本专题主要解决直线运动中匀变速直线运动规律、牛顿运动定律和动力学方法的应用。
高考重点匀变速直线运动规律的应用;应用牛顿第二定律分析瞬时、超重和失重、连接体和图象等问题;应用动力学方法处理“传送带模型”和“板—块模型”等问题。
题型难度以选择题为主,有时候在计算题中的某一问或者单独以计算题的形式命题,题目难度一般为中档题。
1.匀变速直线运动的条件物体所受合力为恒力,且与速度方向共线。
2.匀变速直线运动的基本公式及推论速度公式:v=v0+at。
位移公式:x=v0t+12at2。
速度和位移公式的推论:v2-v20=2ax。
中间时刻的瞬时速度:v t2=xt=v0+v2。
任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差是一个恒量,即Δx=x n+1-x n=aT2。
3.图象问题(1)速度—时间图线的斜率或切线斜率表示物体运动的加速度,图线与时间轴所包围的面积表示物体运动的位移。
匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜直线。
(2)位移—时间图线的斜率或切线斜率表示物体的速度。
4.超重和失重超重或失重时,物体的重力并未发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化。
物体发生超重或失重现象与物体的运动方向无关,只取决于物体的加速度方向。
当a有竖直向上的分量时,超重;当a有竖直向下的分量时,失重;当a=g且竖直向下时,完全失重。
5.瞬时问题应用牛顿第二定律分析瞬时问题时,应注意物体与物体间的弹力、绳的弹力和杆的弹力可以突变,而弹簧的弹力不能突变。
6.连接体问题在连接体问题中,一般取连接体整体为研究对象,求共同运动的加速度,隔离法求连接体内各物体间的相互作用力。
1.基本思路2.解题关键抓住两个分析,受力分析和运动情况分析,必要时要画运动情景示意图。
对于多运动过程问题,还要找准转折点,特别是转折点的速度。
3.常用方法(1)整体法与隔离法:单个物体的问题通常采用隔离法分析,对于连接体问题,通常需要交替使用整体法与隔离法。
高中物理第二章匀变速直线运动的研究知识点梳理(带答案)

高中物理第二章匀变速直线运动的研究知识点梳理单选题1、若一质点从t=0开始由原点出发沿直线运动,其速度—时间图像如图所示,则该质点()A.t=1s时离原点最远B.t=2s时离原点最远C.t=3s时回到原点D.t=4s时回到原点,路程为20m答案:BABC.根据题意,由图可知,质点在0∼2s内沿正方向运动,在2∼4s内沿负方向运动,由图线围成的面积可知,两段时间内质点位移的大小相等,则在t=2s时离原点最远,t=4s时回到原点,故AC错误,B正确;D.根据v−t图像中图线围成的面积表示位移,由图可知,质点在在0∼2s内位移大小为x1=12×2×5m=5m则质点在2∼4s内位移大小为x2=5m则质点在0∼4s内运动的路程为s=x1+x2=10m故D错误。
故选B。
2、汽车在水平公路上运动时速度大小为108km/h,司机突然以5m/s2的加速度刹车,则刹车后 8s 内汽车滑行的距离为()A.50mB.70mC.90mD.110m答案:C汽车刹车后到停止运动所用的时间为t=v0a=305s=6s即汽车在6s时已停止运动,则刹车后8s内滑行的距离就是6s内的位移,由逆向分析可得x=v02t=302×6m=90m故选C。
3、2021年8月3日,在东京奥运会跳水男子3米板决赛中,中国选手谢思埸夺得金牌!在某次比赛中,若将运动员入水后向下的运动视为匀减速直线运动,该运动过程的时间为7t。
设运动员入水后第一个t时间内的位移为x1,最后一个t时间内的位移为x2,则x1:x2为()A.7:1B.9:1C.11:1D.13:1答案:D将运动员入水后的运动逆过来可看作初速度为零的匀加速直线运动,根据初速度为零的匀加速直线运动的规律可知,连续相等的时间间隔内的位移之比为1:3:5:7:9:11:13⋅⋅⋅:(2n−1),所以x1:x2=13:1故选D。
4、短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段,一次比赛中,某运动员用11.00 s跑完全程。
高中物理:直线运动知识点

高中物理:直线运动知识点1. 质点:不考虑物体的形状和大小,把物体看作是一个有质量的点。
它是运动物体的理想化模型。
注意:质量不可忽略。
哪些情况可以看做质点:1)运动物体上各点的运动情况都相同,那么它任何一点的运动都可以代表整个物体的运动。
2)物体之间的距离远远大于物体本身的大小,即可忽略形状和大小,而看做质点。
(比如:研究地球绕太阳公转时即可看成质点,而研究地球自转时就不能看成质点)2. 位移和路程:从初位置指向末位置的有向线段,矢量.路程是物体运动轨迹的长度,是标量。
路程和位移是完全不同的概念,仅就大小而言,一般情况下位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程.3. 速度和速率①平均速度:位移与时间之比,是对变速运动的粗略描述。
而平均速率:路程和所用时间的比值。
v=s/t。
在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在单方向的直线运动,二者才相等.②瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧,瞬时速度是对变速运动的精确描述.4. 加速度(1)加速度是描述速度变化快慢的物理量,矢量。
加速度又叫速度变化率.(2)定义:速度的变化Δv跟所用时间Δt的比值,,比值定义法。
(3)方向:与速度变化Δv的方向一致.但不一定与v的方向一致. 注意]加速度与速度无关.只要速度在变化,无论速度大小,都有加速度;只要速度不变化(匀速),无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体加速度就大.5. 匀速直线运动(1)定义:在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动.(2)特点:a=0,v=恒量.(3)位移公式:s=vt.匀变速直线运动(1)定义:在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动.(2)特点:a=恒量(3)★公式:速度公式:v=v0+at位移公式:速度位移公式:vt2-v02=2as以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.6. 初速度为0的匀加速直线运动的几个比例关系的应用:(一)时间连续等分1) 在T 、2T、3T…nT内的位移之比为12:22:32:……:n2;2) 在第1个T内、第 2个T内、第3个T内……第N个T内的位移之比为1:3:5:……:(2N-1);3) 在T末、2T末、3T末……nT末的速度之比为1:2:3:……:n;(二)位移连续等分1) 在第1个S内、第2个S内、第3个S内……第n个S内的时间之比为7. 重要结论(1)匀变速直线运动的质点,在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量,即ΔS=Si+l -Si=aT2 =恒量(2)匀变速直线运动的质点,在某段时间内的中间时刻的瞬时速度,等于这段时间内的平均速度,即:(3)匀变速直线运动的质点,在某段位移中点的瞬时速度(4)无论匀加速还是匀减速直线运动,都是7. 匀减速直线运动至停止:可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动。
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二、直线运动一、知识网络概念1、质点:⑴定义:用来代替物体的只有质量、没有形状和大小的点,它是一个理想化的物理模型。
⑵物体简化为质点的条件:只考虑平动或物体的形状大小在所研究的问题中可以忽略不计这两种情况。
2、位置、位移和路程⑴位置:质点在空间所处的确定的点,可用坐标来表示。
⑵位移:描述质点位置改变的物理量,是矢量。
方向由初位置指向末位置。
大小则是从初位置到末位置的直线距离⑶路程:质点实际运动轨迹的长度,是标量。
只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程。
3、时间与时刻⑴时刻:在时间轴上可用一个确定的点来表示。
如“第3秒末”、“第5秒初”等⑵时间:指两时刻之间的一段间隔。
在时间轴上用一段线段来表示。
如:“第2秒内”、“1小时”等4、速度和速率⑴平均速度:①v=Δs/Δt ,对应于某一时间(或某一段位移)的速度。
②平均速度是矢量,方向与位移Δs 的方向相同。
③公式20tv v v +=,只对匀变速直线运动才适用。
⑵瞬时速度:①对应于某一时刻(或某一位置)的速度。
②当Δt 0时,平均速度的极限为瞬时速度。
③瞬时速度的方向就是质点在那一时刻(或位置)的运动方向。
④简称速度⑶平均速率:①质点在某一段时间内通过的路程和所用的时间的比值叫做这段时间内的平均速率。
②平均速率是标量。
③只有在单方向的直线运动中,平均速度的大小才等于平均速率。
④平均速率是表示质点平均快慢的物理量⑷瞬时速率:①瞬时速度的大小。
②是标量。
③简称为速率。
5、加速度⑴速度的变化:Δv =v t -v 0,描述速度变化的大小和方向,是矢量。
⑵加速度:①是描述速度变化快慢的物理量。
②公式:a =Δv/Δt 。
③是矢量。
④在直线运动中,若a 的方向与初速度v 0的方向相同,质点做匀加速运动;若a 的方向与初速度v 0的方向相反,质点做匀减速运动6、匀速直线运动:⑴定义:物体在一条直线上运动,如果在任何相等的时间内通过的位移都相等,则称物体在做匀速直线运动⑵匀速直线运动只能是单向运动。
定义中的“相等时间”应理解为所要求达到的精度范围内的任意相等时间。
⑶在匀速直线运动中,位移跟发生这段位移所用时间的比值叫做匀速直线运动的速度。
它是描述质点运动快慢和方向的物理量。
速度的大小叫做速率。
⑷匀速直线运动的规律:①ts v ,速度不随时间变化。
②s=vt ,位移跟时间成正比关系。
⑸匀速直线运动的规律还可以用图象直观描述。
①s-t 图象(位移图象):依据S = vt 不同时间对应不同的位移, 位移S 与时间t 成正比。
所以匀速直线运动的位移图象是过原点的一条倾斜的直线, 这条直线是表示正比例函数。
而直线的斜率即匀速直线运动的速度。
(有tg α==S t v )所以由位移图象不仅可以求出速度, 还可直接读出任意时间内的位移(t 1时间内的位移S 1)以及可直接读出发生任一位移S 2所需的时间t 2。
②v-t 图象,由于匀速直线运动的速度不随时间而改变, 所以它的速度图象是平行时间轴的直线。
直线与横轴所围的面积表示质点的位移。
例题: 关于质点,下述说法中正确的是:(A)只要体积小就可以视为质点(B)在研究物体运动时,其大小与形状可以不考虑时,可以视为质点(C)物体各部分运动情况相同,在研究其运动规律时,可以视为质点(D)上述说法都不正确解析:用来代替物体的有质量的点叫做质点。
用一个有质量的点代表整个物体,以确定物体的位置、研究物体的运动,这是物理学研究问题时采用的理想化模型的方法。
把物体视为质点是有条件的,条件正如选项(B)和(C)所说明的。
答:此题应选(B)、(C)。
例题: 小球从3m 高处落下,被地板弹回,在1m 高处被接住,则小球通过的路程和位移的大小分别是:(A)4m,4m(B)3m,1m (C)3m,2m(D)4m,2m 解析:小球从3m 高处落下,被地板弹回又上升1米,小球整个运动轨迹的长度是4m ;而表示小球位置的改变的物理量位移的大小为2m ,其方向为竖直向下。
答:此题应选(D)。
例题:图2-2是一个物体运动的速度图线。
从图中可知AB 段的加速度为____m/s 2,BC 段的加速度为_______m/s 2,CD 段的加速度为______m/s 2,在这段时间内物体通过的总路程为____m 。
解析:AB 段的加速度为:22m/s 5.0m/s 431-=-=-=tv v a tAB 段物体做匀减速直线运动,所以加速度是负的。
而BC 段物体做匀速直线运动,故a =0CD 段物体做匀加速直线运动,故加速度为220m/s 1m/s 314=-=-=tv v a t 又因AB 段的平均速度为m/s2m/s 213201=+=+=tv v v 同法求得CD 段的平均速度m/s 5.2m/s 2413=+=v物体在AB 段、BC 段、CD 段运动的时间分别为t 1=4s ,t 2=2s ,t 3=3s ,故物体在这段时间内运动的总路程为S =v 1t 1+v 2t 2+v 3t 3=(2×4+1×2+2.5×3)m=17.5m答:此题应填-0.5,0,1,17.5研究质点的运动,首先要选定参照物。
参照物就是为了研究物体运动,而被我们假定不动的那个物体。
由于选定不同参照物,对于同一个物体的运动情况,包括位置、速度、加速度和运动轨迹的描述都可能不同,这就是运动的相对性。
例题:关于人造地球通讯卫星的运动,下列说法正确的是:(A)以地面卫星接收站为参照物,卫星是静止的。
(B)以太阳为参照物,卫星是运动的。
(C)以地面卫星接收站为参照物,卫星的轨迹是圆周。
(D)以太阳为参照物,卫星的轨迹是圆周。
解析:地球同步卫星的轨道被定位在地球赤道平面里,定位在赤道的上空,它绕地心转动的周期与地球自转的周期相同,因此地面上的人看地球同步卫星是相对静止的。
答:此题应选(A)、(B)、(D)。
7、匀变速直线运动⑴定义:物体在一条直线上运动,如果在任何相等的时间内速度变化相等,这种运动叫做匀变速直线运动,即a 为定值。
⑵若以v 0为正方向,则a >0,表示物体作匀加速直线运动;a <0,表示物体作匀减速运动。
8、匀变速直线运动的速度及速度时间图象可由a v v tv v at t t =-→=+00,即匀变速直线运动的速度公式,如知道t = 0时初速度v 0和加速度大小和方向就可知道任意时刻的速度。
应指示,v 0 = 0时,v t = at (匀加),若v 00≠,匀加速直线运动v v at t =+0,匀减速直线运动v t = v 0-at ,这里a 是取绝对值代入公式即可求出匀变速直线运动的速度。
匀变速直线运动速度——时间图象,是用图象来描述物体的运动规律,由匀变速直线运动速度公式:v t = v 0 + at ,从数学角度可知v t 是时间t 的一次函数,所以匀变速直线运动的速度——时间图象是一条直线[即当已知:v 0 = 0(或v 00≠)a 的大小给出不同时间求出对应的v t 就可画出。
]从如右图图象可知:各图线的物理意义。
图象中直线①过原点直线是v 0 = 0,匀加速直线运动,图象中直线②是v 00≠,匀加速直线运动。
图象③是v 00≠匀减速直线运动。
速度图象中图线的斜率等于物体的加速度,以直线②分析,tg α==∆v ta ,斜率为正值,表示加速度为正,由直线③可知△v = v 2-v 1 < 0,斜率为负值,表示a 为负,由此可知在同一坐标平面上,斜率的绝对值越大。
回忆在匀速直线运动的位移图象中其直线的斜率是速度绝对值,通过对比,加深对不同性质运动的理解做到温故知新。
当然还可以从图象中确定任意时刻的即时速度,也可以求出达到某速度所需的时间。
9、匀变速直线运动的位移由匀速运动的位移S = vt ,可以用速度图线和横轴之间的面积求出来。
如右图中AP 为一个匀变速运动物体的速度图线,为求得在t 时间内的位移,可将时间轴划分为许多很小的时间间隔,设想物体在每一时间间隔内都做匀速运动,虽然每一段时间间隔内的速度值是不同的,但每一段时间间隔t i 与其对应的平均速度v i 的乘积S i = v i t i 近似等于这段时间间隔内匀变速直线运动的位移,因为当时间分隔足够小时,间隔的阶梯线就趋近于物体的速度线AP 阶梯线与横轴间的面积,也就更趋近于速度图线与横轴的面积,这样我们可得出结论:匀变速直线运动的位移可以用速度图线和横轴之间的面积来表示,此结论不仅对匀变速运动,对一般变速运动也还是适用的。
由此可知:所求匀变直线运动物体在时间t 内的位移如下图中APQ 梯形的面积“S ” = 长方形ADQO 的面积 + 三角形APO 的面积,所以位移S v t at =+0212,当v 0 = 0时,位移 S at =122,由此还可知梯形的中位线BC就是时间一半(中间时刻)时的即时速度,也是v v t +02(首末速度的平均),也是这段时间的平均速度v ,因此均变速直线运动的位移还可表示为:S vt v v t v t t t ==+=022,此套公式在解匀变速直线运动问题中有时更加方便简捷。
还应指出,在匀变速直线运动中,用如上所述的速度图象有时比上述的代数式还更加方便简捷。
例题: 图示出A 、B 二运动物体的位移图象,下述说法正确的是:(A)A 、B 二物体开始时相距100m ,同时相向运动(B)B 物体做匀速直线运动,速度大小为5m/s(C)A 、B 二物体运动8s 时,在距A 的出发点60m 处相遇(D)A 物体在运动中停了6s解析:A 、B 二物体相距100m ,同时开始相向运动。
二图线交点指明二物体8s 时在距A 出发点60m 处相遇。
B 物体向0点方向运动速度大小m/s 5m/s 860100=-==t S v 。
A 物体先做匀速直线运动,从2s 未到6s 中间停了4s ,然后又做匀速直线运动。
答:此题应选(A)、(B)、(C)。
例题:图为一物体的匀变速直线运动速度图线,根据图线作出以下几个判断,正确的是:(A)物体始终沿正方向运动(B)物体先沿负方向运动,在t =2s 后开始沿正方向运动(C)在t =2s 前物体位于出发点负方向上,在t =2s 后位于出发点正方向上(D)在t =2s 时,物体距出发点最远解析:由速度图线可知物体的初速度v 0=-20m/s ,负号表明它的方向是负方向。
在2s 前物体向负方向做匀减速直线运动,其加速度为)(m/s 102)20(02方向为正方向=--=-=tv v a t由速度公式和位移公式,再结合图象考虑可知物体在2s 末时速度为零,位移大小最大,2s 到4s 物体向正方各做匀加速运动,4s 末回到原出发点。
故2s 后,它回到出发点。
答:此题应选(B)、(D)。