
1.知道勻變速直線運動的特點及分類。2.掌握勻變速直線運動的v-t圖像的特點(重點)。3.掌握勻變速直線運動的速度公式,會用此公式解決簡單的勻變速直線運動問題(難點)。
四個做直線運動的物體的v-t圖像如圖所示。(1)在甲、乙、丙、丁四幅圖中物體的速度隨時間如何變化?
答案 甲的速度不變;乙的速度隨時間均勻增大;丙的速度隨時間均勻減??;丁的速度隨時間增加得越來越快。
(2)在甲、乙、丙、丁四幅圖中,當物體速度變化時,從v-t圖像中分析物體加速度如何變化?
答案 甲圖加速度為0;乙、丙兩圖加速度不變;丁圖加速度在逐漸變大。
1.勻變速直線運動:沿著一條直線,且___________的運動。2.勻變速直線運動的特點:(1)加速度_________;(2)v-t圖像是一條_________。3.分類:(1)勻加速直線運動:速度隨時間_________的直線運動。如圖______兩物體為勻加速直線運動。(2)勻減速直線運動:速度隨時間_________的直線運動。如圖_______兩物體為勻減速直線運動。
(2023·宿遷泗陽縣實驗高級中學高一期末)對勻變速直線運動的理解,下列說法正確的是A.勻變速直線運動是速度越來越大的運動B.勻變速直線運動是在任意相等的時間內(nèi)速度變化相等的運動C.勻變速直線運動是速度保持不變的運動D.勻變速直線運動是速度方向保持不變的運動
勻變速直線運動速度均勻變化,勻加速直線運動速度越來越大,勻減速直線運動速度越來越小,故A錯誤;勻變速直線運動物體的速度均勻變化,在任意相等時間內(nèi)速度改變量相等,故B正確;勻變速直線運動是速度均勻變化的運動,故C錯誤;勻變速直線運動的特點是加速度恒定不變,但速度方向可以改變,故D錯誤。
如圖所示是一個質(zhì)點在水平面上運動的v-t圖像,以下判斷正確的是 A.在0~3 s的時間內(nèi),質(zhì)點在做勻變速直線運動B.在0~3 s的時間內(nèi),質(zhì)點的加速度方向發(fā)生了變化C.第6 s末,質(zhì)點的加速度為零D.前6 s內(nèi),質(zhì)點的速度變化量為-4 m/s
在0~3 s的時間內(nèi),質(zhì)點的加速度保持不變,故選項A正確,B錯誤;第6 s末,質(zhì)點的速度為零,但加速度不為零,故選項C錯誤;第6 s末質(zhì)點的速度為0,則前6 s內(nèi)速度變化量為Δv=0-(-2) m/s=2 m/s,故選項D錯誤。
如圖是甲、乙兩物體運動的v-t圖像。在相等的時間間隔Δt內(nèi),速度的變化量Δv′和Δv總是相等的嗎?兩物體都做勻變速直線運動嗎?二者有何區(qū)別?
答案 在相等的時間間隔Δt內(nèi),甲的Δv′Δv;兩物體的運動均不是勻變速直線運動;甲物體做加速度減小的加速運動,乙物體做加速度增大的加速運動。
設一個物體做勻加速直線運動,運動開始時刻(t=0)的速度為v0(叫作初速度),加速度為a,請根據(jù)加速度定義式求t時刻物體的瞬時速度v。
勻變速直線運動速度與時間的關系式:__________。1.適用范圍:只適用于__________運動。其中at是t時間內(nèi)_____________。2.公式的矢量性:v、v0、a均為矢量,一般以v0的方向為正方向。(1)在加速運動中,加速度a取___值;在減速運動中a取___值。(2)若計算出v為正值,則表示末速度方向與初速度的方向_____,若v為負值,則表示末速度方向與初速度的方向_____。
3.兩種特殊情況(1)當v0=0時,v=___。由于勻變速直線運動的加速度恒定不變,表明由靜止開始的勻加速直線運動的速度大小與其運動時間成正比。(2)當a=0時,v=__。加速度為零的勻變速直線運動是勻速直線運動。
如圖所示為某一勻變速直線運動的v-t圖像。(1)求此勻變速直線運動的初速度和加速度的大??;(2)寫出物體的速度隨時間變化的關系式。
答案 2 m/s 0.5 m/s2
答案 v=(2+0.5t) m/s
一個物體以10 m/s的速度在水平面上做直線運動,某時刻起獲得一個與初速度方向相同、大小為2.5 m/s2的加速度。(1)求6 s末物體的速度大??;
以初速度方向為正方向,v0=10 m/s,a1=2.5 m/s2,由v6=v0+a1t6,得v6=25 m/s。
(2)若加速度方向與初速度方向相反,求1 s末和6 s末物體的速度。
當a與v0反向時,a2=-2.5 m/s2,在1 s末,由v1=v0+a2t1,得v1=7.5 m/s,在6 s末,由v6′=v0+a2t6,得v6′=-5 m/s,負號表示速度方向與初速度方向相反。
答案 7.5 m/s,方向與初速度方向相同 5 m/s,方向與初速度方向相反
小明駕駛汽車以10 m/s的速度行駛,突然前面有情況,小明緊急剎車,加速度大小為5 m/s2。(1)求剎車1 s末和4 s末的速度;
以初速度方向為正方向,則v0=10 m/s,a=-5 m/s2,根據(jù)v=v0+at,當車速為0時,得t=2 s,故剎車后1 s末的速度v1=10 m/s-5×1 m/s=5 m/s,剎車后4 s末的速度為零。
(2)若本題改為:一物體做勻變速直線運動,初速度為10 m/s,加速度為-5 m/s2,則4 s末的速度為多少?結果中的負號表示什么意思?請畫出物體在0~4 s內(nèi)的v-t圖像。
根據(jù)v=v0+at,得v=10 m/s+(-5)×4 m/s=-10 m/s,結果中的負號表示速度方向與初速度方向相反。物體0~4 s內(nèi)的v-t圖像如圖所示。
考點一 勻變速直線運動的特點1.下列關于勻變速直線運動的說法正確的是A.勻加速直線運動的速度一定與時間成正比B.勻減速直線運動就是加速度為負值的運動C.勻變速直線運動的速度隨時間均勻變化D.速度先減小再增大的運動一定不是勻變速直線運動
勻加速直線運動的速度隨時間均勻增大,二者呈線性關系,但不一定成正比關系,A錯誤;加速度的正、負僅表示加速度的方向與規(guī)定的正方向相同還是相反,與是否為勻減速直線運動無關,B錯誤;勻變速直線運動的速度隨時間均勻變化,C正確;加速度恒定,初速度與加速度方向相反的勻變速直線運動,速度就是先減小后增大的,D錯誤。
2.下列有關勻變速直線運動的認識,其中正確的是A.加速度大小不變的直線運動一定是勻變速直線運動B.勻變速直線運動的v-t圖像是一條傾斜的直線C.勻變速直線運動的v-t圖像斜率逐漸變大D.勻變速直線運動的速度方向一定不變
加速度大小和方向均不變的運動是勻變速直線運動,A錯誤;勻變速直線運動的v-t圖像是一條傾斜直線,斜率不變,B正確,C錯誤;勻變速直線運動的速度方向可能改變,D錯誤。
考點二 勻變速直線運動的速度與時間的關系3.(2023·重慶市高一期中)對于運動學公式v=v0+at,下列說法正確的是A.可以求出任意運動狀態(tài)下物體的速度B.僅適用于勻變速直線運動C.物體的末速度一定大于物體的初速度D.v和v0均只能取正值
運動學公式v=v0+at是勻變速直線運動的運動規(guī)律,不是任意運動狀態(tài)下的物體都可以應用的,故A錯誤,B正確;勻變速直線運動有勻加速直線運動和勻減速直線運動,所以物體的末速度不一定大于物體的初速度,v和v0也不一定都取正值,故C、D錯誤。
4.(2022·江蘇高二學業(yè)考試)某汽車正以12 m/s的速度在公路上行駛,為“禮讓行人”,若以大小為2 m/s2的加速度剎車,剎車后2 s時的速度大小為A.4 m/s B.6 m/sC.8 m/s D.10 m/s
5.(2023·銅鼓中學高一開學考試)如圖所示,某品牌汽車裝備了具有“全力自動剎車”功能的城市安全系統(tǒng),系統(tǒng)以50 Hz的頻率監(jiān)視前方的交通狀況。當車速v≤36 km/h且與前方靜止的障礙物之間的距離接近安全距離時,如果司機未采取制動措施,系統(tǒng)就會立即啟動“全力自動剎車”,使汽車避免與障礙物相撞。在上述條件下,若該車在不同路況下的“全力自動剎車”的加速度大小為4~6 m/s2,則“全力自動剎車”的最長時間為
6.(2023·滕州市第一中學高一期中)2021年10月16日,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,用長征二號F遙十三運載火箭將神舟十三號載人飛船送入預定軌道,并與天和核心艙進行交會對接。如圖所示,若發(fā)射過程中某段時間內(nèi)火箭速度的變化規(guī)律為v=(2t+4) m/s,由此可知這段時間內(nèi)A.火箭的加速度為4 m/s2B.火箭的初速度為2 m/sC.在3 s末,火箭的瞬時速度為10 m/sD.火箭做勻速直線運動
根據(jù)公式v=v0+at,可知火箭的初速度為4 m/s,火箭的加速度為2 m/s2,故A、B錯誤;在3 s末,火箭的瞬時速度為v3=(2×3+4) m/s=10 m/s,故C正確;火箭做勻加速直線運動,故D錯誤。
7.(2022·宿遷市高一期中)若某滑雪運動員從斜坡上滑下,到達水平雪道時開始做初速度為10 m/s、加速度為4 m/s2的勻減速直線運動,則運動員在水平雪道上運動3 s后的速度為A.4 m/s B.0C.2 m/s D.-2 m/s
考點三 v-t圖像的理解及應用8.將某汽車的剎車過程視為勻變速直線運動。該汽車在緊急剎車時加速度的大小為6 m/s2,恰好在2 s內(nèi)停下來,則選項圖中能正確表示該汽車剎車過程的是
汽車在緊急剎車時加速度的大小為6 m/s2,在2 s內(nèi)停下來,則a=-6 m/s2,由勻變速直線運動的速度與時間的關系式得0=v0+at,解得v0=12 m/s,即在2 s內(nèi)汽車速度從12 m/s變成0,能正確表示該汽車剎車過程的v-t圖像是A項。
9.A、B是做勻變速直線運動的兩個物體,其速度—時間圖像如圖所示,則以下說法錯誤的是A.A做初速度v0=2 m/s,加速度a=1 m/s2的勻加 速直線運動B.4 s后,B沿反方向做勻減速運動C.t=1 s時,A的速度大小為3 m/s,方向沿正方向D.t=6 s時,B的速度大小為4 m/s,方向沿負方向
A物體沿規(guī)定的正方向做勻加速直線運動,v0=2 m/s,加速度大小為a= =1 m/s2,方向與初速度方向相同;B物體前4 s沿規(guī)定的正方向做勻減速直線運動,4 s后沿反方向做勻加速直線運動,選項A對,B錯;1 s末,A物體的速度為(2+1×1) m/s=3 m/s,方向與正方向相同;6 s末,B物體的速度為-4 m/s,方向沿負方向,選項C、D對。
10.物體做勻加速直線運動,到達A點時的速度為5 m/s,經(jīng)3 s到達B點時的速度為14 m/s,再經(jīng)過4 s到達C點,則它到達C點時的速度為A.23 m/s B.5 m/sC.26 m/s D.10 m/s
11.某人從豎直滑桿上端由靜止開始先勻加速下滑2t后再勻減速下滑t,恰好到達滑桿底端且速度為0,則前后兩段勻變速運動過程中加速度大小之比為A.1∶2 B.2∶1C.1∶4 D.4∶1
12.某公司打造了一臺飛行汽車,既可以在公路上行駛,也可以在天空飛行。已知該飛行汽車在跑道上的加速度大小為2 m/s2,速度達到40 m/s后離開地面,離開跑道后的加速度大小為5 m/s2,最大速度為200 m/s,飛行汽車從靜止到加速至最大速度所用的時間為A.40 s B.52 sC.88 s D.100 s
13.發(fā)射衛(wèi)星一般應用多級火箭,第一級火箭點火后,使靜止的衛(wèi)星向上做勻加速直線運動的加速度為50 m/s2,燃燒30 s后第一級脫離;第二級火箭沒有馬上點火,所以衛(wèi)星向上做加速度大小為10 m/s2的勻減速直線運動,10 s后第二級火箭啟動,衛(wèi)星向上做勻加速直線運動的加速度為80 m/s2,這樣再經(jīng)過1分半的時間第二級火箭脫離時,衛(wèi)星的速度多大?
答案 8 600 m/s
衛(wèi)星的運動可以分為三個勻變速直線運動過程:第一級火箭脫離時衛(wèi)星的速度v1=a1t1=50×30 m/s=1 500 m/s勻減速上升10 s后的速度v2=v1-a2t2=(1 500-10×10) m/s=1 400 m/s,第二級火箭脫離時衛(wèi)星的速度v3=v2+a3t3=(1 400+80×90) m/s=8 600 m/s。
14.在光滑足夠長的斜面上,有一物體以10 m/s的初速度沿斜面向上運動,如果物體的加速度始終為5 m/s2,方向沿斜面向下,那么經(jīng)過3 s后物體的速度大小和方向是A.25 m/s,沿斜面向下B.5 m/s,沿斜面向下C.5 m/s,沿斜面向上D.25 m/s,沿斜面向上
物體開始沿斜面向上運動,速度減小為零所用時間為t1,由v0=at1,得t1= =2 s,此后物體沿光滑斜面向下加速,1 s后速度大小為v=5 m/s,方向沿斜面向下,故B正確。
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