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时间:2019-09-08
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1、3.匀变速直线运动的位移与时间的关系※了解“微元”法的基本思想※理解由“v-t”图象中,用“面积”法求位移※※掌握匀变速直线运动的位移公式,会用公式分析计算.猎豹在起跑之后三秒就能达到一百公里的时速,但它的耐力不行,最高速度只能维持100米左右.而健壮的羚羊同样风驰电掣般逃避,只要在这个距离内不被抓住,就能成功摆脱厄运.由于受到多种因素的影响,猎豹在这短短的三秒内的运动规律也比较复杂,但我们忽略某些次要因素后,可以把它们看成匀变速直线运动.匀变速直线运动是一种理想化的运动模型.那么这种运动的位移与时间又有什么样的关系呢?这一节我们就来探究
2、这个问题.1.做匀速直线运动的物体在时间t内的位移x=,在速度图象中,位移对应着边长为的一块的面积,如图中画的部分.vtv和t矩形斜线2.同样,我们也可以利用匀变速直线运动的来求位移.做匀变速直线运动的物体,在时间t内的位移的数值速度图线下方的面积(如下图)速度图线等于梯形OAPQ3.用上面2中所述的方法可推得匀变速直线运动的位移与时间的关系式.(1)利用匀变速v-t图象求位移大小在匀变速直线运动中,由加速度的定义容易得速度的变化量Δv=a·Δt,只要时间足够短,速度的变化就非常小,在非常短的时间内,我们就可以用熟悉的匀速直线运动的位移公
3、式近似计算匀变速直线运动的位移.如图所示,甲图中与Δt对应的每个小矩形的面积就可以看做Δt时间内的位移.如果把每一小段Δt内的运动看做匀速直线运动,则各矩形面积之和等于各段Δt时间内做匀速直线运动的位移之和.时间Δt越短,速度变化量Δv就越小,我们这样计算的误差也就越小.当Δt→0时,各矩形面积之和趋近于v-t图象下面的面积.在一演示实验中,一个小球在斜面上滚动,小球滚动的距离x和小球运动过程中经历的时间T之间的关系如表所示.T(s)0.250.51.02.0……x(cm)5.02080320……由表可以初步归纳出小球滚动的距离x和小球滚
4、动的时间T的关系式分别为()A.x=kTB.x=kT2C.x=kT3D.无法判断答案:B故在匀变速直线运动中,某一段时间内的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度,又等于这段时间内初速度和末速度的算术平均值.某市规定,卡车在市区内行驶,速度不得超过40km/h.一次,一卡车紧急刹车后(如图所示),经1.5s停止,量得路面车痕长9m,则该车________违章(填“已”或“未”).假定卡车刹车后做匀减速运动,可知其行驶速度高达________km/h.答案:已;43km/h骑自行车的人以5m/s的初速度匀减速地上一个斜坡,加速度的大小为0
5、.4m/s2,斜坡长30m,骑自行车的人通过斜坡需要多少时间?为什么通过30m的斜坡用了两个不同的时间?将t1=10s和t2=15s分别代入速度公式v=v0+at计算两个对应的末速度,v1=1m/s和v2=-1m/s.后一个速度v2=-1m/s与上坡的速度方向相反,与实际情况不符,所以应该舍去.实际上,15s是自行车按0.4m/s2的加速度匀减速运动速度减到零又反向加速到1m/s所用的时间,而这15s内的位移恰好也是30m在本题中,由于斜坡不是足够长,用10s的时间就到达坡顶,自行车不可能倒着下坡,从此以后自行车不再遵循前面的运动规律,所
6、以15s是不合题意的.答案:10s点评:由位移公式x=v0t+at2,求时间t,由于解的是一个一元二次方程,因此会有两个解,这两个解不一定都有意义,解出后一定要进行讨论.由静止开始做匀加速运动的汽车,头一秒内通过0.4m路程,有以下说法:①第1s末的速度为0.8m/s②加速度为0.8m/s2③第2s内通过的路程为1.2m④前2s内通过的路程为1.2m其中正确的是()A.①②③B.②③④C.①②③④D.①②④答案:A一个滑雪的人,从85m长的山坡上匀变速直线滑下(如下图所示),初速度是1.8m/s,末速度是5.0m/s,他通过这段山坡需要多
7、长时间?答案:25s答案:B要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道.求摩托车在直道上行驶所用的最短时间.有关数据见表格.启动加速度a14m/s2制动加速度a28m/s2直道最大速度v140m/s弯道最大速度v220m/s直道长度s218m代入数据解得t′1=9s,t′2=2s,s′1=162m,s′2=56m,vm=36m/s所以最短时间为t=t′1+t′2=11s.2008年9月25日,中国用长征运载火箭成功地发射了“神舟七号”卫星,下图是某监测
8、系统每隔2.5s拍摄的关于起始加速阶段火箭的一组照片,已知火箭的长度为40m,现在用刻度尺测量照片上的长度关系,结果如图所示,请你估算火箭的加速度a和火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大
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