匀变速直线运动有用推导公式及经典例题

【知识要点提示】

1.加速度又称快慢的物理量,即a=(vt -v 0)/⊿t ; 2.匀变速直线运动指在相等的 3.匀变速直线运动中的速度公式v t 4.匀变速直线运动中的位移公式 s= ; 5.匀变速直线运动中重要结论:

(1)有用推论:v 2t -v 20 (2)平均速度公式:

(3)中间时刻速度 ,中间位置速度 ; (4)任意两个连续相等时间间隔内位移之差为恒量,即 。 6.自由落体运动

(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。是匀变速直线运动的特例,即初速度V 0= ,

加速度a=

(2规律:v t h= v 2t 7、初速为零的匀加速直线运动(设时间间隔为T )

(1)1T 末、2T 末、3T 末、4T 末、…瞬时速度之比为 ; (2)1T 内、2T 内、3T 内、4T 内、…

(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内、…第四个T (4)从静止开始通过连续相等的位移所用的时间之比 ;

【达标练习题例】

1.一辆农用“小四轮”漏油,假如每隔l s漏下一滴,车在平直公路上行驶,一位同学根据漏在路面上的油滴分布,分析“小四轮”的运动情况(已知车的运动方向)。下列说法中正确的是 A . 当沿运动方向油滴始终均匀分布时,车一定做匀速直线运动 B . 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车一定在做匀加速直线运动 C . 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在减小 D . 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在增大

2.水平地面上两个质点甲和乙,同时由同一地点沿同一方 向作直线运动,它们的v-t 图线如图所示。下列判断正

确的是

A .甲做匀速运动,乙做匀加速运动 B .2s 前甲比乙速度大,2s 后乙比甲速度大 C .在4s 时乙追上甲

D 在第4s 内,甲的平均速度大于乙的平均速度

3. 如图所示是物体运动的v-t 图象,从t=0开始, 对原点的位移最大的时刻是

4.作自由落体运动的物体,先后经过空中M、N两 点时的速度分别为v1和v2,则MN间距离为 ,

经过MN的平均速度为 ,经过MN所需时间为 .

5.从某一高度相隔1s 释放两个相同的小球甲和乙,不计空气阻力,它们在空中运动过程中甲、乙两球间的距离

(填:增大、减小或不变),甲、乙两球速度之差为 。 6.一物体做匀减速直线运动,初速度为10m/s,加速度大小为1m/s,则物体在停止运动前ls 内的平均速度为 m/s 7. 汽车正在以 10m/s的速度在平直的公路上前进,在它的正前方x 处有一辆自行车以4m/s的速度做同方向的运动,汽车立即关闭油门做a = -6m/s2的匀变速运动,若汽车恰好碰不上自行车,则x 的大小为 8.一小球沿斜面匀加速滑下,依次经过A 、B 、C 三点。已知AB=6cm,BC=10cm,小球经过AB 和BC 两段所用的

s 2

t 2

2

时间均为2s ,则小球经过A 、B 、C 三点时的速度大小分别是 、 、 。 9. 物体做匀变速直线运动,在t 时间内通过的路程为S ,它在中间位置

为V 2,则V 1和V 2的关系为 (填大于、等于、小于) 。

10.一物体从高空由静止开始下落,不计空气阻力,g=10m/s2,落地前200m 路程所用时间为4s 。则物体开始下落时

距地面的高度为_____m,物体下落到地面所用时间为______s。

11.矿井深125m ,在井口每隔一定时间下落一个小球,当第11个小球刚从井口开始下落时,第1个球恰好到达井底,

则相邻两个小球开始下落的时间间隔为 s ,这时第3个和第5个小球相距 m 。(g=10m/s2) 12. 伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动,首次发现了匀加速运动规律.伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则,他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程,并测出物

块通过相应路程的时间,然后用图线表示整个运动过程,如图所得的时间,矩形OAED 的面积表示该时间内物块经过的路程,则表 .P 为DE 的中点,连接OP 线于B ,则AB 的长度

表 .

示.图中OA 表示测图中OD 的长度且延长交AE 的延长

处的速度为V 1,在中间时刻

时的速度

13.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带

如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零点跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中

.

2

计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v 2 =______ m/s.小车的加速度是a =____ m/s.

14.一个质量为m 的物块由静止开始沿斜面下滑,拍摄此下滑过程得到的同步闪光(即第一次闪光时物块恰好开始下滑)照片如图所示.已知闪光频率为每秒10次,根据照片测得物块相邻两位置之间的距离分别为AB =2.40cm ,BC =7.30cm ,CD =12.20cm ,DE =17.10cm .由此可知,物块经过D 点时的速度大小为________m/s;滑块运动的加速度为________.(保留3位有效数字)

15.跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动,当距离地面 125 m 时打开降落伞,伞张开后运

动员就以14.3 m/s的加速度做匀减速运动,到达地面时速度为5 m/s,问: (1)运动员离开飞机时距地面的高度为多少?

(2)离开飞机后,经过多少时间才能到达地面? (g=10 m/s2)

16. 一修路工在S=100m的隧道中,突然发现一列火车出现在离右道口200m 处,修路工恰在无论向右还是向左跑均能安全脱离危险的区域。问修路工起跑的位置离左出口距离为多少?他奔跑的速度至少是火车速度的多少倍?(假设修路工与火车均做匀速运动)

17.甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为16m/s.已知甲车紧急

刹车时加速度a 1=3m/s2,乙车紧急刹车时加速度a 2=4m/s2,乙车司机的反应时间为0.5s(即乙车司机看到甲车刹车后0.5s 才开始刹车) ,求为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离?

2

【知识要点提示答案】

1.速度的变化、速度变化 2.时间 3.V 0+at 4.v 0t +

v 0+v t

2

s t

12

2

at 5.①2as ②=

2

s t

12

③v t =

2

=

v s =

2

v 0+v t

2

22

④∆s =aT 6.①0、g ②vt=gt h =

gt v t =2gh

22

7.① 1:2:3:4„ ② 1:4:9:16„ ③1:3:5:7„„ ④1:(2-1) :(3-

2) : (4-

3) „„

【达标练习题例答案】

1.ACD 2.ABC 3.t 2 4.(v 2-v 1) /2g 、(v 1+v 2) /2、(v 2-v 1) /g 5.越来越大,保持不变 6.0.5 7.3m 8.0.02 m/s,0.04 m/s,0.06 m/s 9.大于 10. 245 , 7 11.0.5、35 12.

2

2

动到中间时刻的速度或平均速度,该时间内的末速

13.d 1=1.20 cm d 2=5.40 cm d 3=12.00 cm v 2=0.21 m/s a=0.60m/s2 14 .v D =

CE 2T

=

12. 20+17. 10

0. 2

⨯10

-2

=1. 47m /s a =

CE -AC 4T

2

=4. 90m /s

2

22

15.(1)运动员打开伞后做匀减速运动,由v 2-v 1=2as 2可求得运动员打开伞时的速度为v 1=60 m/s,运动员自由

下落距离为s 1=v 12/2g =180m ,运动员离开飞机时距地面高度为s =s 1+s 2=305m

(2)自由落体运动的时间为t 1=v 1/g =6s ,打开伞后运动的时间为t 2=(v 2-v 1) /a =3. 85s ,离开飞机后运动的时间为t =t 1+t 2=9. 85s

16.解:要脱离危险必须使人在火车到达隧道口前跑出隧道。

如图所示,则离右出口为(100-x)。人的速度v 1, 车的速度人从左出口恰能脱离危险时有:

x v 1

=300v 2

=

设人所在位置离左出口为x ,为v 2。

人从右出口恰能脱离危险时有:

100-x v 1

200v 2

由上式可得:x= 60m, 即人离左出口为60m,

v 1v 2

=

60300

=

15

17.解:以地面为参照物,甲刹车后的一小段时间内,乙车的速度大于甲车的速度

0.5s 后乙刹车,乙的速度减小得快,甲的速度减小的慢,当两车的速度相等时两车相距最近,设此时甲运

动了t 时间 v 0-a 1t =v 0-a 2(t -0. 5) 解得:t=2s 此时的最短距离为∆s

∆s =(s +s 甲)-s 乙=(s +v 0t -

1

1⎡22⎤

a 1t ) -⎢v 0⨯∆t +v 0(t -0. 5) -a 2(t -0. 5) ⎥整理的∆s =s -1. 5 22⎣⎦

要使两车不相撞必须满足∆s ≥0

∴s ≥1. 5m

【知识要点提示】

1.加速度又称快慢的物理量,即a=(vt -v 0)/⊿t ; 2.匀变速直线运动指在相等的 3.匀变速直线运动中的速度公式v t 4.匀变速直线运动中的位移公式 s= ; 5.匀变速直线运动中重要结论:

(1)有用推论:v 2t -v 20 (2)平均速度公式:

(3)中间时刻速度 ,中间位置速度 ; (4)任意两个连续相等时间间隔内位移之差为恒量,即 。 6.自由落体运动

(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。是匀变速直线运动的特例,即初速度V 0= ,

加速度a=

(2规律:v t h= v 2t 7、初速为零的匀加速直线运动(设时间间隔为T )

(1)1T 末、2T 末、3T 末、4T 末、…瞬时速度之比为 ; (2)1T 内、2T 内、3T 内、4T 内、…

(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内、…第四个T (4)从静止开始通过连续相等的位移所用的时间之比 ;

【达标练习题例】

1.一辆农用“小四轮”漏油,假如每隔l s漏下一滴,车在平直公路上行驶,一位同学根据漏在路面上的油滴分布,分析“小四轮”的运动情况(已知车的运动方向)。下列说法中正确的是 A . 当沿运动方向油滴始终均匀分布时,车一定做匀速直线运动 B . 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车一定在做匀加速直线运动 C . 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在减小 D . 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在增大

2.水平地面上两个质点甲和乙,同时由同一地点沿同一方 向作直线运动,它们的v-t 图线如图所示。下列判断正

确的是

A .甲做匀速运动,乙做匀加速运动 B .2s 前甲比乙速度大,2s 后乙比甲速度大 C .在4s 时乙追上甲

D 在第4s 内,甲的平均速度大于乙的平均速度

3. 如图所示是物体运动的v-t 图象,从t=0开始, 对原点的位移最大的时刻是

4.作自由落体运动的物体,先后经过空中M、N两 点时的速度分别为v1和v2,则MN间距离为 ,

经过MN的平均速度为 ,经过MN所需时间为 .

5.从某一高度相隔1s 释放两个相同的小球甲和乙,不计空气阻力,它们在空中运动过程中甲、乙两球间的距离

(填:增大、减小或不变),甲、乙两球速度之差为 。 6.一物体做匀减速直线运动,初速度为10m/s,加速度大小为1m/s,则物体在停止运动前ls 内的平均速度为 m/s 7. 汽车正在以 10m/s的速度在平直的公路上前进,在它的正前方x 处有一辆自行车以4m/s的速度做同方向的运动,汽车立即关闭油门做a = -6m/s2的匀变速运动,若汽车恰好碰不上自行车,则x 的大小为 8.一小球沿斜面匀加速滑下,依次经过A 、B 、C 三点。已知AB=6cm,BC=10cm,小球经过AB 和BC 两段所用的

s 2

t 2

2

时间均为2s ,则小球经过A 、B 、C 三点时的速度大小分别是 、 、 。 9. 物体做匀变速直线运动,在t 时间内通过的路程为S ,它在中间位置

为V 2,则V 1和V 2的关系为 (填大于、等于、小于) 。

10.一物体从高空由静止开始下落,不计空气阻力,g=10m/s2,落地前200m 路程所用时间为4s 。则物体开始下落时

距地面的高度为_____m,物体下落到地面所用时间为______s。

11.矿井深125m ,在井口每隔一定时间下落一个小球,当第11个小球刚从井口开始下落时,第1个球恰好到达井底,

则相邻两个小球开始下落的时间间隔为 s ,这时第3个和第5个小球相距 m 。(g=10m/s2) 12. 伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动,首次发现了匀加速运动规律.伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则,他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程,并测出物

块通过相应路程的时间,然后用图线表示整个运动过程,如图所得的时间,矩形OAED 的面积表示该时间内物块经过的路程,则表 .P 为DE 的中点,连接OP 线于B ,则AB 的长度

表 .

示.图中OA 表示测图中OD 的长度且延长交AE 的延长

处的速度为V 1,在中间时刻

时的速度

13.在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带

如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零点跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中

.

2

计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v 2 =______ m/s.小车的加速度是a =____ m/s.

14.一个质量为m 的物块由静止开始沿斜面下滑,拍摄此下滑过程得到的同步闪光(即第一次闪光时物块恰好开始下滑)照片如图所示.已知闪光频率为每秒10次,根据照片测得物块相邻两位置之间的距离分别为AB =2.40cm ,BC =7.30cm ,CD =12.20cm ,DE =17.10cm .由此可知,物块经过D 点时的速度大小为________m/s;滑块运动的加速度为________.(保留3位有效数字)

15.跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动,当距离地面 125 m 时打开降落伞,伞张开后运

动员就以14.3 m/s的加速度做匀减速运动,到达地面时速度为5 m/s,问: (1)运动员离开飞机时距地面的高度为多少?

(2)离开飞机后,经过多少时间才能到达地面? (g=10 m/s2)

16. 一修路工在S=100m的隧道中,突然发现一列火车出现在离右道口200m 处,修路工恰在无论向右还是向左跑均能安全脱离危险的区域。问修路工起跑的位置离左出口距离为多少?他奔跑的速度至少是火车速度的多少倍?(假设修路工与火车均做匀速运动)

17.甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为16m/s.已知甲车紧急

刹车时加速度a 1=3m/s2,乙车紧急刹车时加速度a 2=4m/s2,乙车司机的反应时间为0.5s(即乙车司机看到甲车刹车后0.5s 才开始刹车) ,求为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离?

2

【知识要点提示答案】

1.速度的变化、速度变化 2.时间 3.V 0+at 4.v 0t +

v 0+v t

2

s t

12

2

at 5.①2as ②=

2

s t

12

③v t =

2

=

v s =

2

v 0+v t

2

22

④∆s =aT 6.①0、g ②vt=gt h =

gt v t =2gh

22

7.① 1:2:3:4„ ② 1:4:9:16„ ③1:3:5:7„„ ④1:(2-1) :(3-

2) : (4-

3) „„

【达标练习题例答案】

1.ACD 2.ABC 3.t 2 4.(v 2-v 1) /2g 、(v 1+v 2) /2、(v 2-v 1) /g 5.越来越大,保持不变 6.0.5 7.3m 8.0.02 m/s,0.04 m/s,0.06 m/s 9.大于 10. 245 , 7 11.0.5、35 12.

2

2

动到中间时刻的速度或平均速度,该时间内的末速

13.d 1=1.20 cm d 2=5.40 cm d 3=12.00 cm v 2=0.21 m/s a=0.60m/s2 14 .v D =

CE 2T

=

12. 20+17. 10

0. 2

⨯10

-2

=1. 47m /s a =

CE -AC 4T

2

=4. 90m /s

2

22

15.(1)运动员打开伞后做匀减速运动,由v 2-v 1=2as 2可求得运动员打开伞时的速度为v 1=60 m/s,运动员自由

下落距离为s 1=v 12/2g =180m ,运动员离开飞机时距地面高度为s =s 1+s 2=305m

(2)自由落体运动的时间为t 1=v 1/g =6s ,打开伞后运动的时间为t 2=(v 2-v 1) /a =3. 85s ,离开飞机后运动的时间为t =t 1+t 2=9. 85s

16.解:要脱离危险必须使人在火车到达隧道口前跑出隧道。

如图所示,则离右出口为(100-x)。人的速度v 1, 车的速度人从左出口恰能脱离危险时有:

x v 1

=300v 2

=

设人所在位置离左出口为x ,为v 2。

人从右出口恰能脱离危险时有:

100-x v 1

200v 2

由上式可得:x= 60m, 即人离左出口为60m,

v 1v 2

=

60300

=

15

17.解:以地面为参照物,甲刹车后的一小段时间内,乙车的速度大于甲车的速度

0.5s 后乙刹车,乙的速度减小得快,甲的速度减小的慢,当两车的速度相等时两车相距最近,设此时甲运

动了t 时间 v 0-a 1t =v 0-a 2(t -0. 5) 解得:t=2s 此时的最短距离为∆s

∆s =(s +s 甲)-s 乙=(s +v 0t -

1

1⎡22⎤

a 1t ) -⎢v 0⨯∆t +v 0(t -0. 5) -a 2(t -0. 5) ⎥整理的∆s =s -1. 5 22⎣⎦

要使两车不相撞必须满足∆s ≥0

∴s ≥1. 5m


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