如果一个运动物体的速度图象是直线,如图所示,则无论 取何值,对应的速度变化量 与时间 的比值
都是相同的,由加速度的定义 可知,该物体做加速度恒定的运动。定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫作匀变速直线运动。
分类:
(1)匀加速直线运动:
和 同向,速度均匀增加(2)匀减速直线运动:
和 反向,速度均匀减小图象:
(1)
图象是一条倾斜的直线,图线 a 表示匀加速,图线 b 表示匀减速;(2)图线斜率的绝对值等于加速度的大小,斜率为正表示加速度的方向与速度正方向相同,反之则反;
(3)图线与纵轴的交点坐标,即纵截距等于物体的初速度。
1. 速度与时间的关系式
假设一个物体做匀变速直线运动,在零时刻速度为
, 时刻速度为 ,其速度图象如图所示,由加速度的定义知解之得匀变速直线运动的速度公式:
2. 对速度公式的理解
(1)公式中各量的含义
、 分别表示物体的初、末速度, 为物体的加速度,且 为恒量。我们可以这样理解:由于加速度 在数值上等于单位时间内速度的变化量,所以 就是整个运动过程中速度的变化量 ,再加上初速度 ,就得到物体的末速度 。(2)公式的矢量性
公式中的
、、 为矢量。应用公式解题时,一般取 的方向为正方向,对于已知量,、 与 的方向相同时取正值,与 的方向相反时取负值;对于未知量,计算结果为正值,表示其方向与正方向相同,计算结果为负值,表示其方向与正方向相反。(3)公式的适用条件:匀变速直线运动
(4)公式的特殊形式
当
时,,即匀速直线运动 ;当
时,,即从静止开始的匀加速直线运动。1. 一汽车从静止开始做匀加速直线运动,然后刹车做匀减速直线运动,直到停止。下列速度v和位移x的关系图象中,能描述该过程的是( )
A
【解析】
开始时汽车做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动速度位移关系有:v=
,故选项C、D错误;刹车后做匀减速直线运动,有:v=,故选项A正确;选项B错误。2. 甲、乙两个质点同时同地同向做直线运动,甲做匀速直线运动,乙在前1s内做匀加速运动,之后做变加速运动,它们的v-t图像如图所示,则
A.1s前甲在前,1s后乙在前
B.前4s时间内乙的平均速度大于甲的平均速度
C.前4s时间内质点之间的最大距离为5m
D.两质点相遇时距离出发点40m
B
【解析】
由图象可知,1s末两质点速度相等,但是没有相遇,所以1s后一段时间内,甲仍在乙的前面,故A错误;
前4s时间内乙的位移大于甲的位移,时间相同,所以前4s时间内乙的平均速度大于甲的平均速度,故B正确;
由图象可知,1s末两质点之间的距离为5m,但是前4s时间内不是1s末两者相距最远,而是4s末两者相距最远,故最远距离不是5m,故C错误;
由图象可知,4s末甲离出发点40米,而乙离出发点大于40m,此时两者没有相遇,故D错误.故选:B
3. 一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间的变化图象如图所示(规定竖直向下为正方向,不计空气阻力),图中时刻t 1、t 2、t 3、t 4、t 5、t 6为已知,oa段和de段为直线,则根据此图象可知( )
A.t2时刻,小孩运动到最低点
B.0~t 2时间段内,小孩始终处于失重状态
C.t 2~t 4时间段内,小孩始终处于超重状态
D.t 5~t 6时间段内,小孩始终处于完全失重状态
BCD
【解析】
试题分析:t3时刻小孩的速度变为零,即到达最低点.故A错误.根据斜率等于加速度可知,0~t2时间内小孩向下做加速运动,加速度向下,始终处于失重状态,故B正确.在t2~t4时间内,加速度为负值,说明加速度向上,小孩处于超重状态,故C正确.t5~t6时间段内图象是向上倾斜的直线,可知其斜率为正值,而且不变,说明加速度向下,并保持不变,说明小孩离开了蹦床,只受受力,处于完全失重状态,故D正确.故选:BCD.
每日一题解析
1. 一物体自t=0时开始做直线运动,其速度图线如图所示.下列选项正确的是( )
A.在0~6s内,物体离出发点最远为30m
B.在0~6s内,物体经过的路程为40m
C.在0~4s内,物体的平均速率为7.5m/s
D.在5~6s内,物体所受的合外力做负功
BC
【解析】
(1)v﹣t图象中,与时间轴平行的直线表示做匀速直线运动,倾斜的直线表示匀变速直线运动,斜率表示加速度,倾斜角越大表示加速度越大,图象与坐标轴围成的面积表示位移,在时间轴上方的位移为正,下方的面积表示位移为负;
(2)平均速度等于位移除以时间;
(3)判断恒力做功的正负,可以通过力与位移的方向的夹角判断.夹角为锐角或零度,做正功,夹角为直角不做功,夹角为钝角或平角做负功.
【解析】
A.0﹣5s,物体向正向运动,5﹣6s向负向运动,故5s末离出发点最远,故A错误;
B.由面积法求出0﹣5s的位移s1=35m,5﹣6s的位移s2=﹣5m,总路程为:40m,故B正确;
C.由面积法求出0﹣4s的位移s=30m,平度速度为:v=
=7.5m/s 故C正确;D.由图象知5~6s过程物体做匀加速,合力和位移同向,合力做正功,故D错误.
故选BC.
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