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下面是学而思·爱智康小编为大家整理的2021上海高三期末冲刺物理:匀变速直线运动,希望能够帮到各位准考生!
一、【概念及公式】
沿着一条直线,且加速度方向与速度方向平行的运动,叫做匀变速直线运动。如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动。
s(t)=1/2?at^2+v(0)t=【v(t)^2-v(0)^2】/(2a)={【v(t)+v(0)】/2}*t
v(t)=v(0)+at
其中a为加速度,v(0)为初速度,v(t)为t秒时的速度 s(t)为t秒时的位移
速度公式:v=v0+at
位移公式:x=v0t+1/2at2;
位移---速度公式:2ax=v2;-v02;
条件:物体作匀变速直线运动须同时符合下述两条:
受恒外力作用
合外力与初速度在同一直线上。
二、【规律】
瞬时速度与时间的关系:V1=V0+at
位移与时间的关系:s=V0t+1/2?at^2
瞬时速度与加速度、位移的关系:V^2-V0^2=2as
位移公式 X=Vot+1/2?at ^2=Vo?t(匀速直线运动)
位移公式推导:
⑴由于匀变速直线运动的速度是均匀变化的,故平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度
而匀变速直线运动的路程s=平均速度*时间,故s=[(v0+v)/2]?t
利用速度公式v=v0+at,得s=[(v0+v0+at)/2]?t=[v0+at/2]?t=v0?t+1/2?at^2
⑵利用微积分的基本定义可知,速度函数(关于时间)是位移函数的导数,而加速度函数是关于速度函数的导数,写成式子就是ds/dt=v,dv/dt=a,d2s/dt2=a
于是v=∫adt=at+v0,v0就是初速度,可以是任意的常数
进而有s=∫vdt=∫(at+v0)dt=1/2at^2+v0?t+C,(对于匀变速直线运动),显然t=0时,s=0,故这个任意常数C=0,于是有
s=1/2?at^2+v0?t
这就是位移公式。
推论 V^2-Vo^2=2ax
平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度
△X=aT^2(△X代表相邻相等时间段内位移差,T代表相邻相等时间段的时间长度)
X为位移。
V为末速度
Vo为初速度
三、【初速度为零的匀变速直线运动的比例关系】
⑴重要比例关系
由Vt=at,得Vt∝t.
由s=(at^2)/2,得s∝t^2,或t∝2√s.
由Vt^2=2as,得s∝Vt^2,或Vt∝√s.
⑵基本比例
①第1秒末、第2秒末、……、第n秒末的速度之比
V1:V2:V3……:Vn=1:2:3:……:n。
推导:aT1 : aT2 : aT3 : ..... : aTn
②前1秒内、前2秒内、……、前n秒内的位移之比
s1:s2:s3:……sn=1:4:9……:n^2。
推导:1/2?a(T1)^2: 1/2?a(T2)^2: 1/2?a(T3)^2: ...... : 1/2?a(Tn)^2
③第1个t内、第2个t内、……、第n个t内(相同时间内)的位移之比
xⅠ:xⅡ:xⅢ……:xn=1:3:5:……:(2n-1)。
推导:1/2?a(t)^2:1/2?a(2t)^2-1/2?a(t)^2:1/2?a(3t)^2-1/2?a(2t)^2
④通过前1s、前2s、前3s……、前ns的位移所需时间之比
t1:t2:……:tn=1:√2:√3……:√n。
推导:由s=1/2a(t)^2t1=√2s/at2=√4s/at3=√6s/a
⑤通过第1个s、第2个s、第3个s、……、第n个s(通过连续相等的位移)所需时间之比
tⅠ:tⅡ:tⅢ……tN=1:(√2-1):(√3-√2)……:(√n-√n-1)
推导:t1=√(2s/a)t2=√(2×2s/a)-√(2s/a)=√(2s/a)×(√2-1)t3=√(2×3s/a)-√(2×2s/a)=√(2s/a)×(√3-√2)…… 注⑵2=4⑶2=9
四、【分类】
在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。
若速度方向与加速度方向同向(即同号),则是加速运动;若速度方向与加速度方向相反(即异号),则是减速运动
速度无变化(a=0时),若初速度等于瞬时速度,且速度不改变,不增加也不减少,则运动状态为,匀速直线运动;若速度为0,则运动状态为静止。
匀变速直线运动中40条易错点汇总
1.大的物体不一定不能看成质点,小的物体不一定能看成质点。
2.平动的物体不一定能看成质点,转动的物体不一定不能看成质点。
3.参考系不一定是不动的,只是假定为不动的物体。
4.选择不同的参考系物体运动情况可能不同,但也可能相同。
5.在时间轴上n秒时指的是n秒末。第n秒指的是一段时间,是第n个1秒。第n秒末和第n+1秒初是同一时刻。
6.忽视位移的矢量性,只强调大小而忽视方向。
7.物体做直线运动时,位移的大小不一定等于路程。
8.位移也具有相对性,必须选一个参考系,选不同的参考系时,物体的位移可能不同。
9.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇到打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸的高度,使之增大一点。
10.使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器稳定后,再释放纸带。
11.释放物体前,应使物体停在靠近打点计时器的位置。
12.使用电火花打点计时器时,应注意把两条白纸带正确穿好,墨粉纸盘夹在两纸带间;使用电磁打点计时器时,应让纸带通过限位孔,压在复写纸下面。
13.“速度”一词是比较含糊的统称,在不同的语境中含义不同,一般指瞬时速率、平均速度、瞬时速度、平均速率四个概念中的一个,要学会根据上、下文辨明“速度”的含义。平常所说的“速度”多指瞬时速度,列式计算时常用的是平均速度和平均速率。
14.着重理解速度的矢量性。有的同学受初中所理解的速度概念的影响,很难接受速度的方向,其实速度的方向就是物体运动的方向,而初中所学的“速度”就是现在所学的平均速率。
15.平均速度不是速度的平均。
16.平均速率不是平均速度的大小。
17.物体的速度大,其加速度不一定大。
18.物体的速度为零时,其加速度不一定为零。
19.物体的速度变化大,其加速度不一定大。
20.加速度的正、负仅表示方向,不表示大小。
21.物体的加速度为负值,物体不一定做减速运动。
22.物体的加速度减小时,速度可能增大;加速度增大时,速度可能减小。
23.物体的速度大小不变时,加速度不一定为零。
24.物体的加速度方向不一定与速度方向相同,也不一定在同一直线上。
25.位移图象不是物体的运动轨迹。
26.解题前先搞清两坐标轴各代表什么物理量,不要把位移图象与速度图象混淆。
27.图象是曲线的不表示物体做曲线运动。
28.由图象读取某个物理量时,应搞清这个量的大小和方向,特别要注意方向。
29.v-t图上两图线相交的点,不是相遇点,只是在这一时刻相等。
30.人们得出“重的物体下落快”的错误结论主要是由于空气阻力的影响。
31.严格地讲自由落体运动的物体只受重力作用,在空气阻力影响较小时,可忽略空气阻力的影响,近似视为自由落体运动。
32.自由落体实验实验记录自由落体轨迹时,对重物的要求是“质量大、体积小”,只强调“质量大”或“体积小”都是不确切的。
33.自由落体运动中,加速度g是已知的,但有时题目中不点明这一点,我们解题时要充分利用这一隐含条件。
34.自由落体运动是无空气阻力的理想情况,实际物体的运动有时受空气阻力的影响过大,这时就不能忽略空气阻力了,如雨滴下落的最后阶段,阻力很大,不能视为自由落体运动。
35.自由落体加速度通常可取9.8m/s2或10m/s2,但并不是不变的,它随纬度和海拔高度的变化而变化。
36.四个重要比例式都是从自由落体运动开始时,即初速度v0=0是成立条件,如果v0≠0则这四个比例式不成立。
37.匀变速运动的各公式都是矢量式,列方程解题时要注意各物理量的方向。
38.常取初速度v0的方向为正方向,但这并不是一定的,也可取与v0相反的方向为正方向。
39.汽车刹车问题应先判断汽车何时停止运动,不要盲目套用匀减速直线运动公式求解。
40.找准追及问题的临界条件,如位移关系、速度相等等。
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