8.如圖2-2-7所示均為變速運動的v-t圖象,試找出下列各運動與之對應的圖象,把字母填在相應的空格內.
(1)汽車從靜止起加速一定時間后,即做減速運動直至停止__________;D
(2)汽車減速停站后一段時間又加速出發________;A
(3)小球滾上斜面后又反向滾回________;B
(4)小球從高處由靜止落到地面后又反向彈起_______.C
7.質點作直線運動的v-t圖象如圖2-2-6所示,則( BCD)
A.6s內物體做勻變速直線運動
B.2-4s內物體做勻變速直線運動
C.3s末物體的速度為零,且改變運動方向
D.2s末物體的速度大小為4m/s
6.圖2-2-5中表示物體作勻變速直線運動的是_____________ BCD
5.質點作初速度為零的勻變速直線運動,加速度為3m/s2,則質點第3s的初速度為_________m/s、末速度為_________m/s 。6 9
4.飛機以30m/s的速度降落在跑道上,經20s停止下來,若加速度保持不變,則加速度大小是_________m/s2。1.5
3.質點從靜止開始作勻變速直線運動,若在3s內速度變為9m/s,則物體的加速度大小是__________m/s2。3
2.質點作勻減速直線運動,加速度大小為3m/s2,若初速度大小為20m/s,則經4s質點的速度為________m/s。8
1.物體做勻加速直線運動,初速度v0=2m/s,加速度a=0.1m/s2,則第3s末的速度為_______m/s,5s末的速度為__________m/s。2.3 2.5
2.對于勻變速直線運動,其加速度是恒定的,由加速度的定義式a=Δv/Δt可得: vt=v0+at
(1)此式叫勻變速直線運動的速度公式,它反映了勻變速直線運動的速度隨時間變化的規律,式中v0是_________________,vt是___________________。
(2)速度公式中的v0、vt、a都是矢量。在直線運動中,若規定正方向后,它們都可用帶正、負號的代數值表示,把矢量運算轉化為代數運算。通常情況下取_______方向為正方向,對于勻加速直線運動,a取正值;對于勻減速直線運動,a取負值。計算結果vt>0,說明vt的方向與v0的方向_______;vt<0,說明vt的方向與v0的方向_________。
(3)速度公式中,末速度vt是時間t的一次函數,其函數圖象是一條傾斜的直線,斜率為_________,縱軸上的截距為_________。若以v0方向為正方向,勻加速直線運動的圖象如圖2-2-1所示;勻減速直線運動的圖象如圖2-2-2所示。圖象“越陡”表示速度變化越快,___________越大。
(4)從靜止開始的勻加速直線運動,即v0=0,則vt=at,速度與時間成正比,其圖象經過原點。
[范例精析]
例1:物體做勻加速直線運動,已知加速度為2m/s2,那么( )
A.在任意時間內,物體的末速度一定等于初速度的2倍
B.在任意時間內,物體的末速度一定比初速度大2m/s
C.在任意一秒內,物體的末速度一定比初速度大2m/s
D.第ns的初速度一定比第(n-1)s的末速度大2m/s
解析:由速度公式vt=v0+at可知,在任意時間t內,vt為任意值,所以A錯;在一定時間t內的速度增量Δv=vt-v0=at,它的大小既與a有關,又與t有關,當t為任意值時,Δv也為任意值,因此B錯;當t=1s,a=2m/s2時,Δv=2m/s,即末速度比初速度大2m/s,所以C正確;由于第ns初和第(n-1)s末是同一時刻,同一時刻對應的速度是相同的,因此,D錯。
答案:C
拓展:學習物理公式,不僅要理解公式中各物理量的意義,還要明確它們之的約束關系;對時間、時刻和物體的運動過程,大腦中要有清晰的物理圖景。
例2:一質點從靜止開始以1m/s2的加速度勻加速運動,經5s后作勻速運動,最后2s的時間使質點勻減速到零,則質點勻速運動的速度是多大?減速運動時的加速度是多大?
解析:質點的運動過程包括加速→勻速→減速三個階段,如圖2-2-3所示,AB段為加速階段,BC為勻速階段,CD為減速階段,勻速運動的速度即為加速階段的末速度vB。
故vB=v0+at=0+1×5=5m/s,而質點作減速運動的初速度即為勻速運動的速度,即:vB=vC=5m/s。在CD段的減速運動過程中:末速度vD=0,由vt=v0+at得a=(vD-vC)/t=(0-5)/2=-2.5(m/s2),負號表示a的方向與初速度方向相反。
拓展:解題時要正確分析題意,畫出物體運動過程的圖形,展示物體的運動過程,再運用相應的物理規律來求解;對于分段運動,一定要找出它們之間的聯系,如前一段的末速度大小等于后一段初速度的大小。
例3:如圖2-2-4所示是某質點直線運動的v-t圖象,請回答:
(1)質點在AB、BC、CD段的過程各做什么運動?
(2)AB、CD段的加速度各是多少?
(3)質點在2s末的速度多大?
解析:(1)AB、CD段的v-t圖是傾斜直線,說明這兩段時間速度變化是均勻變化的,故質點在這兩段作勻變速直線運動,AB段是勻加速,CD段是勻減速;BC是平行于x軸直線,質點作勻速直線運動。
(2)由加速度的定義:a=Δv/Δt得:
aAB=(vB-vA)/tAB=(4-2)/2=1m/s2
同理可得CD段的加速度aCD=-2m/s2
若利用v-t圖線的斜率大小等于加速度大小,也可得到aAB=tanα=1m/s2,aCD= -tanβ=-2m/s2。
(3)由圖象知2s末的速度為4m/s
拓展:正確理解v-t圖線的物理意義,并能從中提取相關信息是解題的關鍵;從v-t圖象中,既可以看出質點速度大小的變化情況,又可以看出速度方向的變化情況;本題圖中反應出質點的運動是分段變化的,因此要從幾個時間段來分析質點的運動。
[能力訓練]
1.沿著一條直線,且加速度不變的運動,叫做______________;在勻變速直線運動中,如果物體的速度隨著時間均勻增加,這個運動叫做________________;如果物體的速度隨著時間均勻減小,這個運動叫做___________________。
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