匀变速直线运动的三个推论比例式.doc
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1、-【同步教育信息】一. 本周教学内容: 专题一 匀变速直线运动的三个推论专题二 初速为零的匀变速运动的比例式二. 知识归纳、总结:专题一 匀变速直线运动的三个推论1. 在连续相等的时间(T)内的位移之差为一恒定值,即s= aT2(又称匀变速直线运动的判别式)推证:设物体以初速v0、加速度a 做匀变速直线运动,自计时起时间 T内的位移在第2个T内的位移两式得连续相等时间内位移差为 即进一步推证得2. 某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即推证:由 知经的瞬时速度由得代入中得即3. 某段位移内中间位置的瞬间速度与这段位移的初、末速度和的关系为推证:由速度位移公式 知 由得 代入得则
2、讨论:在同一段匀变速直线运动中,对于加速或是减速,与有何关系?分析:若物体做匀加速直线运动,如图甲所示,物体由A到B历时t,而经物体的位移不到一半,即经,物体在中间位置O的左侧,所以。若物体做匀减速直线运动,如图乙所示,物体由A到B历时t,而经物体的位移已大于整个位移的一半,即达到O点的右侧,由于是减速,所以。综上可知:物体做匀变速直线运动时,某段位移上中间时刻的速度小于中间位置的速度。另析:由于 则 由于所以即例1、一个做匀加速直线运动的质点,在连续相等的两个时间间隔内,通过的位移分别是24m,64m,每一个时间间隔为4s,求质点的初速度和加速度。分析:匀变速直线运动的规律可用多个公式描述,
3、因而选择不同的公式,所对应的解法也不同。如:解法:基本公式法:画出运动过程示意图,如图所示,因题目中只涉及位移与时间,故选择位移公式:将、代入上式解得:解法:用平均速度公式:连续的两段时间t内的平均速度分别为: B点是AC段的中间时刻,则 得: 解法:用特殊式判别式解:由s= 得再由 解得评注:运动学问题的求解一般均有多种解法,进行一题多解训练可以熟练地掌握运动学规律,提高灵活运用知识的能力。从多种解法的对比中进一步明确解题的基本思路和方法,从而形成解题能力。对一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔问题,应优先考虑用判别式s=求解。例2、某市规定,车辆在市区内行驶的速度不得超过40 k
4、m/h,有一辆车遇到情况紧急刹车后,经时间停止,量得路面刹车的痕迹长为s=9m,问这辆车是否违章(刹车后做匀减速运动)?分析:本题隐含了末速度为零的条件,求出初速度就可判定。解:由于车做匀减速直线运动,则平均速度又因为所以解得v0=12m/s=43.2km/h40km/h故可判断此车违章例3、从斜面上某一位置,每隔0.1 s释放一颗小球,在连续释放几颗后,对在斜面上滑动的小球拍下照片,如图所示,测得sAB=15cm,sBC=20cm,试求:(1)小球的加速度(2)拍摄时B球的速度vB=?(3)拍摄时sCD=?(4)A球上面滚动的小球还有几颗?分析:释放后小球都做匀加速直线运动,每相邻两球的时间
5、间隔为0.1s,可以认为A、B、C、D各点是一个球在不同时刻的位置。解:(1)由知,小球的加速度 (2)B点的速度等于AC段上的平均速度 即 (3)由于相邻相等时间的位移差恒定 即所以(4)设A点小球的速度为由于=+则所以A球的运动时间故在A球上方正在滚动的小球还有2颗评注:利用推论结合基本公式求解运动学问题非常方便. 专题二 初速为零的匀变速运动的比例式 设t =0开始计时,以T为时间单位。则 (1)1T末、2T末、3T末瞬时速度之比为v1v2v3 = 123 可由,直接导出 (2)第一个T内,第二个T内,第三个T内位移之比,sIss= 135(2n1) 推证:由位移公式得 可见,sIss=
6、 135(2n1) 即初速为零的匀加速直线运动,在连续相等时间内位移的比等于连续奇数的比. 如一小球以某一初速度沿光滑斜面匀减速上滑,达顶端时速度为零,历时3s,位移为9 m,求其第1 s内的位移. 分析:反过来看,物体初速为零,连续相等时间内位移之比为135,可知,以某初速上滑时第1 s内的位移为总位移的,即位移为5 m. 以上例子还可求出中间时刻的瞬时速度,即整个过程的平均速度,也可求运动的加速度(取后一段研究),负号表示a与的方向相反. 当然还可求出初速度,由得 (3)1T内、2T内、3T内位移之比s1s2s3= 122232 可由直接导出 (4)通过连续相同的位移所用时间之比 =推证:
7、由知通过第二段相同位移所用时间同理则=例1、一滑块自静止开始,从斜面顶端匀加速下滑,第5 s末的速度是6 ms,试求(1)第4 s末的速度;(2)运动后7 s内的位移;(3)第3 s内的位移分析:物体的初速度v0=0,且加速度恒定,可用推论求解. 解:(1)因为所以,即t故第4s末的速度(2)前5 s的位移 由于s t 2所以故7 s内的位移 (3)利用sIs= 15知第3s内的位移s=5sI=50.6 m=3 m例2、一物体沿斜面顶端由静止开始做匀加速直线运动,最初3 s内的位移为s1 ,最后3s内的位移为s2,已知s2s1=6 m;s1s2=37,求斜面的总长. 分析:由题意知,物体做初速
8、度等于零的匀加速直线运动,相等的时间间隔为3s. 解:由题意知 解得s1=4.5 m s2=10.5 m 由于连续相等时间内位移的比为l35(2n1) 故sn=(2n1)sl 可知10.5 = (2n1)4.5 解得n = 又因为s总 = n2s1 得斜面总长s总 = 4.5=12.5 m 评注:切忌认为物体沿斜面运动了6 s,本题中前3 s的后一段时间与后3s的前一段时间是重合的。 例3、一列车由等长的车厢连接而成. 车厢之间的间隙忽略不计,一人站在站台上与第一节车厢的最前端相齐。当列车由静止开始做匀加速直线运动时开始计时,测量第一节车厢通过他的时间为2s,则从第5节至第16节车厢通过他的时
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