高中物理-匀变速直线运动的规律-上科版必修1知识精讲.doc

高一物理匀变速直线运动的规律上海科技版

【本讲教育信息】
一. 教学内容：
匀变速直线运动的规律

二. 考点点拨
本节内容是高中运动学的基础内容，也是运动学的重点内容，这一节所涉及的公式、规律，贯穿于高中的各阶段，只要是涉及运动学的相关问题，肯定要用到这部分内容。

三. 跨越障碍：
（一）初速度为零的匀变速直线运动
上节所讲的自由落体运动可看作一个初速度为零的匀加速直线运动的一个特例，我们将自由落体运动中的g换成a，我们就有了初速度为零的匀变速直线运动的规律：
vt=at s=at2 =2as
例1：一辆汽车从静止开始匀加速启动，已知加速度大小为10m/s2，则汽车从开始加速到速度为40m/s，需用时多少？此段时间内汽车前进了多远？
解：t===4s s===80m
所需时间为4s，前进的位移为80m

（二）匀变速直线运动的规律
1、速度公式
前面学习了加速度的定义a=，经过简单变换可以得出vt=v0+at
2、位移公式
下面我们先回忆一下匀变速直线运动的速度—时间图像

这个图像表示的就是初速度为v0的匀加速直线运动
我们根据速度—时间图像所围的面积表示物体的位移这个原理来看，位移应该是图像所围的面积，现在图像所围的面积是一个梯形，来看梯形面积的计算，s=（a+b）×c
在此图像中
s=（v0+vt）×t 再根据vt=v0+at
可得：s= v0t+at2 这就是匀变速直线运动的位移公式
例2：一物体初速度大小为2m/s，现在它以2m/s2的加速度做匀加速直线运动，问，该物体3s末的速度和3s内的位移。
解：vt=v0+at=2 + 2×3 = 8 m/s s= v0t+at2=2×3+×2×32=15m
物体3s末的速度为8 m/s，三秒内的位移为15m

例3：一辆汽车以15m/s的速度在公路上行驶，前面突然遇到紧急情况需要刹车，汽车以大小为2m/s2的加速度开始刹车，问汽车刹车3s末的速度，3s内的位移。
解：vt=v0+at=15 +（-2）×3 =9m/s
s= v0t+at2=15×3+×（-2）×32=36m
汽车3s末的速度为9 m/s，三秒内的位移为36m
小结：（1）从上面两个例子可以看出，我们在进行计算时，当物体做加速直线运动时，加速度取正值；而物体做减速直线运动时，加速度取负值。这是为什么呢？当物体做加速直线运动时，物体的加速度和初速度方向相同，我们如果认为初速度方向为正方向，则加速度也就为正；而物体做减速直线运动时，加速度方向和初速度方向相反，我们如果认为初速度方向为正方向，则加速度就为负。在一般情况下我们通常认为初速度方向为正方向。
（2）从这两个例子我们应该明确，速度、加速度的正负只是表明方向，和正方向相同就为正值，和正方向相反就为负值，因此我们在进行计算时一定要注意正方向的规定。
3、速度和位移的关系
因为s=（v0+vt）×t 并且t=
两式联立可得：s= 或 －=2as
在这个关系式中没有涉及时间，在解决没有时间的问题中非常好用。
例4：一辆汽车从10m/s的初速度开始以大小为2m/s2的加速度刹车，当汽车停下时，前进的位移是多少？
解：如果用s= v0t+at2关系式，就得先算时间，但是我们如果用s=就很简单了，s===25m 减速运动a为负
位移为25m
4、匀变速直线运动的平均速度
s=（v0+vt）×t 我们在前面还学过
s=×t可以看出=，在匀变速直线运动中平均速度大小等于速度的平均值
例5：某物体做匀加速直线运动，初速度大小为5m/s，2s后速度大小变为17m/s，则物体2s内的平均速度是多大？
解：（1）首先a===6 m/s2
再根据s= v0t+at2=5×2+×6×22=22m
最后===11m/s
（2）根据匀变速直线运动中===11 m/s
注意：=只在匀变速直线运动中一定成立，在其它变速运动中不一定成立，在其它的变速运动中求只能用s/t来进行计算。

四. 小结
本节内容是这一章的核心内容，同时也是整个高中运动学的重点，本节课介绍了匀变速直线运动的几个规律，这需要同学们以后牢牢记住，认真领会，到最后要能熟练地应用。在这几个规律中，要特别注意加速度的正负号的选用，什么时候为正，什么时候为负，是正确解决问题的关键。其次要注意平均速度 =的适用范围，只能在匀变速直线运动中使用。

【模拟试题】（答题时间：40分钟）
1、关于匀变速直线运动中加速度的方向和正负值的问题，下列说法错误的是
A、在匀加速直线运动中，加速度的方向一定和初速度方向相同
B、匀减速运动中加速度一定是负值
C、匀加速运动中加速度也有可能取负值
D、只有在规定了初速度方向为正方向的前提下，匀加速直线运动的加速度才取负值
2、一质点做加速直线运动，v0>0，a>0，当a值逐渐减小且不等于零的过程中，其速度和位移值将
A、速度减小，位移减小 B、速度减小，位移增大
C、速度增大，位移增大 D、速度增大、位移减小
3、一物体由静止沿光滑斜面匀加速下滑距离为L时，速度为v，当它的速度是时，它沿斜面下滑的距离是
A、 B、 C、 D、
4、小球以9m/s的速度匀减速冲上一个斜坡，它到达坡顶的速度为1.8m/s，历时2s，则小球在斜坡上运动的加速度大小、方向为
A、3.6m/s2，沿斜面向上 B、3.6m/s2，沿斜面向下
C、4.9m/s2，沿斜面向上 D、4.9m/s2，沿斜面向下
5、两物体都做匀加速直线运动，在给定的时间间隔内，位移的大小决定于
A、哪个物体加速度越大，哪个物体的位移一定越大
B、哪个物体初速度越大，哪个物体的位移一定越大
C、哪个物体末速度越大，哪个物体的位移一定越大
D、哪个物体平均速度越大，哪个物体的位移一定越大
6、速度为700m/s的子弹，水平射入一木块，射出时速度减为400m/s，设子弹在木块中做匀减速运动，问子弹能否再射穿一块相同的木块？
7、在平直的公路上，一汽车的速度为15m/s，从某时刻开始刹车，在阻力作用下汽车以2m/s2的加速度运动，问刹车后10秒末车离开始刹车点多远？
8、已知航空母舰上某战斗机加速时可产生的最大加速度为5m/s2，起飞速度为50m/s，若要该飞机滑动100m后起飞，则航空母舰的弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？假如该舰不装弹射系统，要求该飞机仍能正常起飞，则该舰至少应长多少？
9、一物体以10m/s的初速度，2m/s2的加速度做匀减速直线运动，当速度大小变为16m/s，用了多长时间？位移多大？物体经过的路程是多少？
10、长100m的火车以某一速度匀速运动，从车头距桥头200m的地方开始以1m/s2的加速度做匀减速直线运动，当减速到车头刚上桥头时立即做匀速直线运动，整列火车匀速过桥的时间为25s，桥长150m，火车原来做匀速运动的速度是多大？

【试题答案】
1、B 2、C 3、C 4、B 5、D
6、解：设木块厚为s ∵s=
∴a==设通过下一木块后速度为v 则有a=两式联立=即v2-4002=4002-7002
v无解，所以不能穿过
7、解：减速为零，用时为t ，t===7.5s 即汽车7.5s就已静止，10s时间有多余 s= v0t+at2= 15×7.5+×（-2）×7.52=56.25m
也可以s===56.25m
8、解：∵s= ∴100= v0=39m/s
无弹射器即v0=0 则s===250m
该舰至少长为250m
9、解：①减速运动后的速度大小比开始大，说明末速度和初速度是反向的，规定初速度为正，则末速度为负t===13s
②s===-39m 负号表示和选定的初速度方向相反，物体有往复运动，物体先减速到零，再反向加速
③路程s=s1+s2=+=+=89m
10、解：过桥用时25s，通过的位移为火车长加桥长，即s=100+150=250m
过桥速度vt=s/t==10m/s 过桥速度也是前一段减速的末速度，
∵s= ∴200= ，v0=10m/s