Δvv-v0-3-5
后的速度方向沿斜面向下,v=-3 m/s,则a=== m/s2=-4 m/s2,即加速
ΔtΔt2度大小为4 m/s2,方向沿斜面向下。故选项A、D错误,B、C正确。 答案 BC 二、非选择题
13.一辆客车在某高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车做匀速直线运动,司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,5 s后听到回声,听到回声后又行驶10 s司机第二次鸣笛,3 s后听到回声。请根据以上数据计算一下客车的速度,看客车是否超速行驶。已知此高速公路的最高限速为120 km/h,声音在空气中的传播速度为340 m/s。 解析 设客车行驶速度为v1,声速为v2,客车第一次鸣笛时与悬崖的距离为L,由题意知: 2L-v1×5 s=v2×5 s①
当客车第二次鸣笛时,客车距悬崖为L′,则 2L′-v1×3 s=v2×3 s 又因为L′=L-v1×15 s
则2(L-v1×15 s)-v1×3 s=v2×3 s② 由①②联立解得
v2
v1=≈87.43 km/h<120 km/h
14故客车未超速。 答案 未超速
14.一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动,直到停止,下表给出了不同时刻汽车的速度:
时刻/s 速度/(m·s1) -1.0 3 2.0 6 3.0 9 5.0 12 7.0 12 9.5 9 10.5 3 (1)汽车从开出到停止总共经历的时间是多少? (2)汽车通过的总路程是多少? 解析 (1)汽车匀减速运动的加速度 v2-v13-9
a2== m/s2=-6 m/s2
Δt1设汽车从3 m/s经t′停止,t′=
v′-v20-3
= s=0.5 s a2-6
故汽车从开出到停止总共经历的时间为
16
t=10.5 s+0.5 s=11 s。 (2)汽车匀加速运动的加速度 Δv16-3a1== m/s2=3 m/s2
Δt11
Δv12-0汽车匀加速运动的时间t1== s=4 s
a13Δv′0-12
汽车匀减速运动的时间t3== s=2 s
a2-6汽车匀速运动的时间t2=t-t1-t3=5 s 汽车匀速运动的速度为v=12 m/s 则汽车总共运动的路程
vv1212
s=t1+vt2+t3=(×4+12×5+×2) m=96 m。 2222答案 (1)11 s (2)96 m
基础课2 匀变速直线运动的规律及应用
知识点一、匀变速直线运动的规律 1.匀变速直线运动
2.初速度为零的匀变速直线运动的四个重要推论 (1)1T末、2T末、3T末??瞬时速度的比为: v1∶v2∶v3∶?∶vn=1∶2∶3∶?∶n。 (2)1T内、2T内、3T内??位移的比为:
17
x1∶x2∶x3∶?∶xn=12∶22∶32∶?∶n2。
(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内??位移的比为: xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶?∶xN=1∶3∶5∶?∶(2N-1)。 (4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为:
t1∶t2∶t3∶?∶tn=1∶(2-1)∶(3-2)∶?∶(n-n-1)。 知识点二、自由落体运动和竖直上抛运动
(1)物体只受重力作用 运动条件 (2)由静止开始下落 自由落 体运动 运动规律 运动性质 初速度为零的匀加速直线运动 (1)速度公式:v=gt 1(2)位移公式:h=gt2 2(3)速度—位移公式:v2=2gh (1)速度公式:v=v0-gt 1(2)位移公式:h=v0t-gt2 2(3)速度—位移关系式:v2-v20=-2gh 竖直上 抛运动 [思考判断]
(1)做匀变速直线运动的物体的速度均匀变化。( )
(2)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度为6 m/s,1 s后速度为反向10 m/s,加速度的大小一定为4 m/s2。( )
(3)一个做初速度为零的匀加速直线运动的物体,它在第1 s 末,第2 s末,第3 s末的瞬时速度之比为1∶3∶5。( )
(4)某物体从静止开始做匀加速直线运动,速度由0到v运动距离是由v到2v运动距离的2倍。( )
(5)对任意直线运动,其中间时刻的瞬时速度一定等于其平均速度。( )
18
2v0(4)上升的最大高度:H= 2gv0(5)上升到最高点所用时间:t= g(6)不计空气阻力,物体从某高度由静止下落,任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差恒定。( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
匀变速直线运动规律的应用
1.运动学公式中正、负号的规定
(1)除时间t外,x、v0、v、a均为矢量,所以需要确定正方向,一般以v0的方向为正方向。与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值,当v0=0时,一般以加速度a的方向为正方向。
(2)五个物理量t、v0、v、a、x必须针对同一过程。 2.解题的基本思路
【典例】 如图1所示,是冰壶以速度v垂直进入四个宽为l的矩形区域沿虚线做匀减速直线运动,且刚要离开第四个矩形区域的E点时速度恰好为零,冰壶通过前三个矩形的时间为t,试通过所学知识分析并计算冰壶通过第四个矩形所用的时间是多少?(可选用多种方法)
图1
解析 解法一 一般公式法
根据位移公式和速度公式,由A到E,有 1
4l=vt1-at2,0=v-at1
21
式中,t1为冰壶通过四个矩形区域所用的时间,a为其加速度的大小 1
由A到D,有3l=vt-at2
22
联立解得t1=2t或t1=t
3
19
2
显然t1=t不符合题意,应舍去。
3
所以冰壶通过第四个矩形所用的时间为t′=t1-t=t。 解法二 逆向思维法
冰壶通过矩形区域做匀减速直线运动,可看做冰壶从E点开始做初速度为零的匀加速直线运1
动,根据位移公式,由E到A,有4l=at2
21
式中,t1为冰壶通过四个矩形区域所用的时间,a为其加速度的大小 1
由E到D,有l=a(t1-t)2
22
联立解得t1=2t或t1=t
3
2
显然t1=t不符合题意,应舍去。
3
所以冰壶通过第四个矩形所用的时间为t′=t1-t=t。 解法三 图象法
冰壶做匀减速直线运动的速度—时间图象如图所示,冰壶由A到E的位移与由D到E的位移之比为4∶1,由于相似三角形的面积之比等于对应边长的平方之比,则tOE∶tOD=2∶1,故tDE=tOD=t,即冰壶通过第四个矩形所用的时间为t′=t。 答案 t 方法技巧
解决匀变速直线运动问题常用的“六法”
20