专题强化 匀变速直线运动规律的应用
[学科素养与目标要求]
科学思维:1.会推导位移差公式Δx=aT2并会用它解答有关问题.2.能灵活选用匀变速直线运动的有关公式,熟练掌握各公式的应用.3.会分析追及问题中物体速度、位移的变化,会根据两者速度关系和位移关系列方程.
一、匀变速直线运动公式的比较
1.匀变速直线运动基本公式的比较
|
一般形式
|
特殊形式(v0=0)
|
不涉及的物理量
|
速度公式
|
v=v0+at
|
v=at
|
x
|
位移公式
|
x=v0t+at2
|
x=at2
|
v
|
位移、速度关系式
|
v2-v02=2ax
|
v2=2ax
|
t
|
平均速度求位移公式
|
x=t
|
x=t
|
a
|
2.解答匀变速直线运动问题时巧选公式的基本方法
(1)如果题目中无位移x,也不让求x,一般选用速度公式v=v0+at;
(2)如果题目中无末速度v,也不让求v,一般选用位移公式x=v0t+at2;
(3)如果题目中无运动时间t,也不让求t,一般选用导出公式v2-v02=2ax.
3.逆向思维法的应用
匀减速直线运动可看成逆向的匀加速直线运动.特别是对于末速度为零的匀减速直线运动,采用逆向思维法后,速度公式和位移公式变为v=at,x=at2,计算更为简捷.
例1 (2019·辉县一中段考)质点做匀减速直线运动,在第1s内位移为x1=6m,停止运动前的最后1s内位移为x2=2m.求:
(1)在整个减速运动过程中质点的位移大小;
(2)整个减速过程共用的时间.
答案 见解析
解析 (1)设质点做匀减速直线运动的加速度为a,初速度为v0,由于质点停止运动前的最后1s内位移为x2=2m,将最后1s的过程看成反方向的初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a′=-a,
则x2=a′t22
解得a′==m/s2=4 m/s2,故a=-4m/s2
质点在第1s内的位移为x1=6m
则x1=v0t1+at12
解得v0==m/s=8 m/s
在整个减速过程中质点的位移大小为:x==m=8m.
(2)方法1:将整个过程看成反方向的初速度为零的匀加速直线运动,则x=a′t2
解得t==s=2s.
方法2:根据速度公式v=v0+at
得t==s=2s
方式3:根据x=t得
t==s=2s.
针对训练1 (多选)光滑斜面的长度为L,一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端,经历的时间为t,则下列说法正确的是( )
A.物体运动全过程中的平均速度是
B.物体在时的瞬时速度是
C.物体运动到斜面中点时的瞬时速度是
D.物体从顶端运动到斜面中点所需的时间是
答案 ACD