课时2 匀变速直线运动的推论公式
[学习目标] 1.会推导速度与位移的关系式,并知道关系式中各物理量的含义.2.会用公式v-v=2as进行分析和计算.3.掌握初速度为零的匀变速直线运动的几个典型的比例式.4.会用匀变速运动的公式解决落体运动问题.
速度与位移的关系式
1.公式:v-v=2as.
2.推导
速度公式vt=v0+at.
位移公式s=v0t+at2.
由以上两式可得:v-v=2as.
1.判断下列说法的正误.
(1)公式v-v=2as适用于所有的直线运动.( × )
(2)确定公式v-v=2as中的四个物理量的数值时,选取的参考系应该是统一的.( √ )
(3)因为v-v=2as,v=v+2as,所以物体的末速度vt一定大于初速度v0.( × )
(4)在公式v-v=2as中,a为矢量,与规定的正方向相反时a取负值.( √ )
2.中国到2030年将拥有4个完整的处于现役状态的航母作战编队,第三艘航空母舰已在江南造船厂开工建设.航母上有帮助飞机起飞的弹射系统,已知“歼-15”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5m/s2,起飞速度为50 m/s,若该飞机滑行100m时起飞,假设跑道水平,则弹射系统必须使飞机具有的初速度为________.
答案 40m/s
解析 根据公式v-v=2as
代入数据解得v0=40m/s.
一、速度位移公式的应用
如果你是机场跑道设计师,若已知飞机的加速度为a,起飞速度为v,则跑道的长度至少为多长?
答案
解析 飞机起飞所用时间t=,起飞发生的位移s=at2=a2=.
1.适用范围:速度与位移的关系v-v=2as仅适用于匀变速直线运动.
2.公式的矢量性:v-v=2as是矢量式,v0、vt、a、s都是矢量,解题时一定要先设定正方向,一般取v0方向为正方向:
(1)若加速运动,a取正值,减速运动,a取负值.
(2)s>0,位移的方向与初速度方向相同,s<0则为减速到0,又反向运动到计时起点另一侧的位移.
(3)vt>0,速度的方向与初速度方向相同,vt<0则为减速到0,又反向运动的速度.
注意:应用此公式时,注意符号关系,必要时对计算结果进行分析,验证其合理性.
3.公式的特点:不涉及时间,v0、vt、a、s中已知三个量可求第四个量.
例1 长100m的列车通过长1000m的隧道时做匀加速直线运动,列车刚进隧道时的速度是10m/s,完全出隧道时的速度是12 m/s,求:
(1)列车过隧道时的加速度是多大?
(2)通过隧道所用的时间是多少?
答案 (1)0.02m/s2 (2)100s
解析 (1)s=1000m+100m=1100m,v0=10m/s,
vt=12m/s,由v-v=2as得,
加速度a==0.02m/s2.
(2)由vt=v0+at得
所用时间为t==s=100s.