第07讲:匀变速直线运动的位移与时间的关系
【考点归纳】
考点一:位移公式x=v0t+eq\f(1,2)at2
考点二:速度与位移关系v2-v02=2ax
考点三:匀变速直线运动中的平均速度和瞬时速度问题
考点四:匀变速直线运动中的中间位置速度问题
考点五:X-t图像问题
考点六:V-t图像
考点七:a-t图像
考点八:匀变速直线问题的综合问题
【知识归纳】
知识点一、匀变速直线运动的位移
1.利用v-t图像求位移v-t图像与时间轴所围的面积表示位移,如图所示,在图乙中,匀变速直线运动位移x=eq\f(1,2)(v0+v)t.
2.匀变速直线运动位移与时间的关系式:x=v0t+eq\f(1,2)at2,当初速度为0时,x=eq\f(1,2)at2.
知识点二、速度与位移的关系
1.公式:v2-v02=2ax.
2.推导:由速度时间关系式v=v0+at,位移时间关系式x=v0t+eq\f(1,2)at2,得v2-v02=2ax.
技巧归纳总结:
一、匀变速直线运动的位移
1.在v-t图像中,图线与t轴所围的面积对应物体的位移,t轴上方面积表示位移为正,t轴下方面积表示位移为负.
2.位移公式x=v0t+eq\f(1,2)at2只适用于匀变速直线运动.
3.公式中x、v0、a都是矢量,应用时必须选取正方向.一般选v0的方向为正方向.当物体做匀减速直线运动时,a取负值,计算结果中,位移x的正负表示其方向.
4.当v0=0时,x=eq\f(1,2)at2,即由静止开始的匀加速直线运动的位移公式,位移x与t2成正比.
二、匀变速直线运动速度与位移的关系
对速度与位移的关系v2-v02=2ax的理解
1.适用范围:仅适用于匀变速直线运动.
2.矢量性:公式中v0、v、a、x都是矢量,应用解题时一定要先设定正方向,一般取v0方向为正方向:
(1)若是加速运动,a取正值,若是减速运动,a取负值.
(2)x>0,位移的方向与初速度方向相同,x<0则为减速到0,又返回到计时起点另一侧的位移.
(3)v>0,速度的方向与初速度方向相同,v<0则为减速到0,又返回过程的速度.
三:刹车类问题的处理思路
实际交通工具刹车后可认为是做匀减速直线运动,当速度减小到零时,车辆就会停止.解答此类问题的思路是:
(1)先求出它从刹车到停止的刹车时间t刹=eq\f(v0,a);
(2)比较所给时间与刹车时间的关系确定运动时间,最后再利用运动学公式求解.若tt刹,不能盲目把时间代入;若tt刹,则在t时间内未停止运动,可用公式求解.
四:逆向思维法求解运动问题
逆向思维法是把运动过程的“末态”作为“初态”来反向研究问题的方法.如物体做减速运动可看成反向加速运动来处理.末状态已知的情况下,若采用逆向思维法往往能起到事半功倍的效果.
【题型归纳】
题型一:位移公式x=v0t+eq\f(1,2)at2
1.(23-24高一下·四川南充·期中)某汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度为,根据计算10s内的位移为()
A.25m B.250m C.500m D.1000m
2.(23-24高一下·黑龙江大庆·开学考试)研究某公交车的刹车性能时,让公交车沿直线运行到最大速度后开始刹车,公交车开始刹车后位移与时间的关系满足(物理量均采用国际制单位),则下列说法正确的是()
A.公交车运行的最大速度为9m/s B.公交车刹车的加速度大小为
C.公交车刹车后第2s内的平均速度为15m/s D.公交车从刹车开始10s内的位移为80m
3.(23-24高一上·湖南张家界·期末)我国新能源汽车发展迅猛,生产技术已经走在世界前列。某款电动汽车在平直道路上测试动力性能,从某时刻开始其位移与时间的关系是,(物理量均采用国际单位制单位),则()
A.计时开始时汽车的速度大小为6m/s B.汽车的加速度大小为
C.汽车的加速度大小为2m/s2 D.汽车t=3s时的速度大小为9m/s
题型二:速度与位移关系v2-v02=2ax
4.(20-21高一上·浙江台州)某航空母舰上的战斗机起飞时的最大加速度是,速度须达才能起飞,该航空母舰甲板长,为了使飞机在静止的航空母舰上能安全起飞,航空母舰装有弹射装置。对于该舰载飞机,弹射系统必须使它具有多大的初速度()
A. B. C. D.
5.(19-20高一上·福建·阶段练习)汽车自A点从静止开始在平直公路上做匀加速直线运动,车的加速度是2m/s2,途中分别经过P、Q两根电线杆,已知P、Q电线杆相距50m,车经过电线杆Q时的速度是15m/s,则下列结论中正确的是()
A.经过P杆的速度是10m/s
B.A到P的距离为56.25m
C.汽车经过P、Q电线杆的时间是10s
D.汽车从A到Q用时7.5s
6.(23-24高一上·四