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  4. 加速度匀变速直线运动的速度与时间的关系匀变速直线运动的位移与时间的关系

一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动,直到停止.下表给出了不同时刻汽车的速度,根据表格中提供的数据,完成下列问题:时刻/s1.02.03.05.07

一、题文

一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动,直到停止.下表给出了不同时刻汽车的速度,根据表格中提供的数据,完成下列问题:
时刻/s1.02.03.05.07.09.510.5
速度/m•s-1369121293
(1)汽车做匀速运动时的速度为多少?
(2)汽车做加速运动时的加速度和减速运动时的加速度大小分别为多少?
(3)汽车从开出到停止通过的总路程是多少?

考点提示:加速度,匀变速直线运动的速度与时间的关系,匀变速直线运动的位移与时间的关系

二、答案

(1)由表格中给出数据可知:汽车做匀速运动时的速度大小为12 m/s       
(2)汽车匀加速运动的加速度a1=
v-v0
t
=
6-3
1
m/s2=3m/s2                 
汽车匀减速运动的加速度a2=
v-v0
t
=
3-9
1
m/s2=-6 m/s2     
故汽车匀加速运动和匀减速运动的加速度大小分别为:3m/s2,6 m/s2     
(3)汽车匀加速运动的时间:t1=
12-0
3
s=4s,
减速时间t3=
0-12
-6
s=2 s,
10.5s时刻开始计时到停止所需的时间t′=
0-3
-6
s=0.5s

所以运动的总时间为11s.
匀速时间t2=11-4-2=5 s                                                
则汽车总共运动的路程:x=
v
2
t1+vt2+
v
2
t3=(
12
2
×4+12×5+
12
2
×2)
m=96 m.
故汽车的总路程为96m.

三、考点梳理

知名教师分析,《一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动,直到停止.下表给出了不同时刻汽车的速度,根据表格中提供的数据,完成下列问题:时刻/s1.02.03.05.07》这道题主要考你对 加速度匀变速直线运动的速度与时间的关系匀变速直线运动的位移与时间的关系 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:加速度,匀变速直线运动的速度与时间的关系,匀变速直线运动的位移与时间的关系

考点名称:加速度
  • 定义:
    在匀变速直线运动中,速度的变化量Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示。加速度即速度的变化率。


    物理意义:
    加速度是表示速度变化的快慢与改变方向的物理量。


    公式:
    ,加速度的国际制单位是米每二次方秒,符号m/s2

    方向:
    与速度变化Δv的方向一致,但不一定与v的方向一致,从加速度的产生上来说,加速度的方向与合外力的方向相同。

  • 方法与知识感悟:

    加速度、速度与速度变化率的区别和理解:
    ①加速度是描述速度变化快慢的物理量,不是描述速度大小的物理量,所以与速度的大小没有必然联系
    ②加速度实质是由物体的受力和物体的质量决定的.从运动学的角度来看,加速度由速度的变化与变化所用时间的比值来量度,说明加速度不是仅仅由速度的变化决定的;
    ③加速度的方向与速度的方向没有必然联系,但与速度变化的方向一致,其实质是与物体所受到的合外力方向一致.
    ④加速度即速度的变化率.速度的变化量大,速度的变化率不一定大,速度达最大时,速度的变化率可为零。

    例:
    在变速直线运动中,下面关于速度和加速度关系的说法,正确的是(      )
    A.加速度与速度无必然联系
    B.速度减小时,加速度也一定减小
    C.速度为零时,加速度也一定为零
    D.速度增大时,加速度也一定增大

    答案:A

考点名称:匀变速直线运动的速度与时间的关系
  • 匀变速直线运动:

    物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内速度的变化相等,这种运动就叫做匀变速直线运动。也可定义为:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。

  • 匀变速直线运动的速度公式:

    Vt=V0+at。

    公式说明:

    1. 速度公式是匀变速直线运动速度的一般表示形式。它所表明瞬时速度与时刻t的对应关系。
    2. 通常取初速度v0方向为正方向,加速度a可正可负(正、负表示方向),在匀变速直线运动中a恒定。
      ①当a与v0同方向时,a>0表明物体的速度随时间均匀增加,如下左图。
      ②当a与v0反方向时,a<0表明物体的速度随时间均匀减少,如下右图。

            
      3.      速度图象是对速度公式的直观体现.图象斜率表示加速度,图象与时间轴所围的面积表示位移。

            

考点名称:匀变速直线运动的位移与时间的关系
  • 匀变速直线运动的位移公式:

    由平均速度的定义和匀变速直线运动的平均速度及速度公式,联立推导出匀变速直线运动的位移公式:

  • 知识点拨:

    1、是匀变速直线运动位移的一般表示形式.它能表明质点在各个时刻相对初始时刻(t=0)的位移。
    2、在位移公式中s、v0、a均是矢量,解题时一般要选取v0方向为正。
    3、位移公式可由速度图象来推导,

         

    如图是某物体做匀变速直线运动的图象.根据图象的物理意义,它与横轴(时间轴)所围的那块梯形面积表示运动的位移.所以:

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