文档内容
知识点 1:匀变速直线运动的规律及应用
考点一:解决匀变速直线运动的常用方法
【知识思维方法技巧】
(1)解决匀变速直线运动的基本思路:
→→→→
注意:无论是匀加速直线运动还是匀减速直线运动,通常以初速度 v 的方向为正方向;当
0
v =0时,一般以加速度a的方向为正方向.速度、加速度、位移的方向与正方向相同时取
0
正,相反时取负。
(2)解决匀变速直线运动的常用方法:
题型一:应用基本公式及推论式解决匀变速直线运动问题
【知识思维方法技巧】
一般情况下用两个基本公式可以解决,当遇到以下特殊情况时,用导出公式会提高解题的
速度和准确率:不涉及时间,可用v2-v2=2ax。不涉及加速度a,可用x=t,;不涉及末
0
速度v,可用x=vt+at2。一般有几个未知量列几个方程,列方程时尽量共用未知量,以减
0
少未知量的使用个数,减少方程数。
【典例1提高题】一质点做匀加速直线运动时,速度变化Δv时发生位移x,紧接着速度变
1
化同样的Δv时发生位移x,则该质点的加速度为( )
2
A.(Δv)2 B.
C.(Δv)2 D.
【典例1提高题】【答案】D
【解析】质点做匀加速直线运动,设质点初速度为 v ,发生位移x 时速度为v +Δv,紧接
0 1 0
着发生位移x 时速度为v +2Δv,质点的加速度为a;由运动学公式有(v +Δv)2-v=2ax ;
2 0 0 1
(v+2Δv)2-(v+Δv)2=2ax;由以上两式解得a=,选项D正确。
0 0 2
【典例1提高题对应练习】沿平直轨道匀加速行驶的长度为L的列车,保持加速度不变通
过长为L的桥梁,车头驶上桥头时的速度为v ,车头经过桥尾时的速度为v ,则车尾通过
1 2
桥尾时的速度为( )
A.v·v B. C. D.
1 2
【典例1提高题对应练习】【答案】D
【解析】由匀变速直线运动推论式,v-v=2aL,v2-v=2aL,联立解得:v=,选项D正
学科网(北京)股份有限公司 1确.
题型二:应用平均速度法解决匀变速直线运动问题
【知识思维方法技巧】
若知道匀变速直线运动多个过程的运动时间及对应时间内的位移,常用平均速度法。
【典例2提高题】一物体做匀加速直线运动,通过一段位移Δx所用的时间为t ,紧接着通
1
过下一段位移Δx所用的时间为t,则物体运动的加速度为( )
2
A. B. C. D.
【典例2提高题】【答案】A
【解析】匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度,即v =,v =,则a=
1 2
==。故A正确。
【典例2提高题对应练习】质点在做匀变速直线运动,依次经过A、B、C、D四点。已知
质点经过AB段、BC段和CD段所需的时间分别为t、3t、5t,在AB段和CD段发生的位
移分别为x 和x,则该质点运动的加速度为( )
1 2
A. B. C. D.
【典例2提高题对应练习】【答案】B
【解析】AB中间时刻的速度v =,CD段中间时刻速度v =,加速度a==,故B正确,
1 2
A、C、D错误。
题型三:应用位移差法解决匀变速直线运动问题
【知识思维方法技巧】
(1)连续相等的相邻时间间隔T内的位移差相等即:Δx=x -x =x -x =…=x -x =
2 1 3 2 n n-1
aT2.
(2)不相邻相等的时间间隔T内的位移差x -x =(m-n)aT2
m n
【典例3提高题】从固定斜面上的O点每隔0.1 s由静止释放一个同样的小球.释放后小球
做匀加速直线运动.某一时刻,拍下小球在斜面滚动的照片,如图所示.测得相邻小球位
置间的距离x =4 cm,x =8 cm.已知O点与斜面底端的距离为l=35 cm.由以上数据可以
AB BC
得出( )
A. 小球的加速度大小为12 m/s2 B. 小球在A点的速度为0
C. 斜面上最多有5个小球在滚动 D. 该照片是距A点处小球释放后0.3 s拍摄的
【典例3提高题】【答案】C
【解析】根据Δx=aT2可得小球的加速度大小为a= = m/s2=4 m/s2,选项A
错误; 小球在B点时的速度大小v = = m/s=0.6 m/s,小球在A点时的速度
B
大小为v =v -aT=0.6 m/s-4×0.1 m/s=0.2 m/s,选项B错误;t = = s=0.05 s,即
A B A
该照片是距A点小球释放后0.05 s拍摄的,选项D错误;当最高点的球刚释放时,最高处
两球之间的距离为x= aT2= ×4×0.12m=0.02 m=2 cm,根据初速度为零的匀加速直线运
1
动的规律可知,各个球之间的距离之比为1∶3∶5∶7∶9…,则各个球之间的距离分别为2 cm,6
学科网(北京)股份有限公司 2cm,10 cm,14 cm,18 cm…,因为O点与斜面底端距离为35 cm,而前5个球之间的距离之和
为32 cm,斜面上最多有5个球,选项C正确.
【典例3提高题对应练习】一质点做匀加速直线运动,位移为x 时,速度的变化量为Δv;
1
紧接着位移为x 时,速度的变化量仍为Δv.则质点的加速度为( )
2
A.(Δv)2(-) B.(Δv)2(+) C. D.
【典例3提高题对应练习】【答案】C
【解析】在匀变速直线运动中,速度变化Δv所用的时间为t=,则可知质点通过位移x 和
1
x 过程中所用时间相同,根据Δx=at2得,x-x=a·()2,解得a=,C正确.
2 2 1
题型四:应用比例式法解决匀变速直线运动问题
【知识思维方法技巧】
初速度为零匀加速直线运动的四个重要比例式:
(1)T末、2T末、3T末、…、nT末的瞬时速度之比为v∶v∶v∶…∶v =1∶2∶3∶…∶n.
1 2 3 n
(2)前T内、前2T内、前3T内、…、前nT内的位移之比为x∶x∶x∶…∶x =1∶4∶9∶…∶n2.
1 2 3 n
(3)第1个T内、第2个T内、第3个T内、…、第n个T内的位移之比为x∶x ∶x ∶…∶x
Ⅰ Ⅱ Ⅲ N
=1∶3∶5∶…∶(2n-1).
(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为t∶t∶t∶…∶t =1∶(-1)∶(-)∶…∶(-).
1 2 3 n
【典例4提高题】如图所示,a、b、c、d为光滑斜面上的四个点。一小滑块自a点由静止
开始下滑,通过ab、bc、cd各段所用时间均为T。现让该滑块自b点由静止开始下滑,则
该滑块( )
A. 通过bc、cd段的时间均等于T B. 通过c、d点的速度大小之比为 ∶
C. 通过bc、cd段的时间之比为1∶ D. 通过c点的速度大于通过bd段的平均速
度
【典例4提高题】【答案】D
【解析】由题意知,滑块从a点由静止下滑,经过各段的时间都是T,所以ab、bc、cd各
段的长度之比为1∶3∶5,则bc、cd段的长度之比为3∶5,如果从b点开始由静止下滑,bc段
长度大于ab段长度,所以通过bc、cd段的时间均大于T,选项A错误;设bc段长度为
3x,则cd段长度为5x,所以bd段长度为8x,滑块下滑的加速度为a,滑块从b点开始由
静止下滑,所以通过c点的速度为v= ,通过d点的速度为v = ,通过c、d
c d
点的速度大小之比为 ∶ ,选项B错误;滑块从b点开始由静止下滑,通过bc段的时间
t= ,通过cd段的时间t= - ,通过bc、cd段的时间之比为 ∶(
1 2
- ),选项C错误;对匀变速直线运动来说,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,对
初速度为零的匀加速直线运动来说,连续相等时间内的位移之比为1∶3,所以滑块通过bc
段的时间大于从b到d时间的二分之一,故通过c点的速度大于bd段的平均速度,选项D
正确。
【典例4提高题对应练习】一个质点从静止开始做匀加速直线运动,它在第3 s内与第6 s
内通过的位移之比为 x∶x ,通过第 3个1 m 与通过第 6个1 m 时的平均速度之比为
1 2
v∶v,则( )
1 2
学科网(北京)股份有限公司 3A.x∶x=1∶4 B.x∶x=5∶11
1 2 1 2
C.v∶v=1∶ D.v∶v=∶
1 2 1 2
【典例4提高题对应练习】【答案】B
【解析】初速度为0的匀加速直线运动,质点在连续相等时间内通过的位移之比为
x ∶x ∶x ∶…∶x=1∶3∶5∶…∶(2n-1),故质点第3 s内与第6 s内通过的位移之
Ⅰ Ⅱ Ⅲ n
比为x∶x=x ∶x =5∶11,故A错误,B正确;初速度为0的匀加速直线运动,质点在
1 2 Ⅲ Ⅵ
通过连续相等的位移所用时间之比为t∶t∶t∶…∶t=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-),故
1 2 3 n
质点通过第3个1 m与通过第6个1 m时所用时间之比为t∶t=(-)∶(-)。根据平均速
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度公式v=,可得质点通过第3个1 m与第6个1 m时的平均速度之比为v∶v=∶=
1 2
(+)∶(+),故C、D错误。
题型五:应用逆向思维法解决匀减速直线运动问题
【知识思维方法技巧】
末速度为零的匀减速直线运动问题常用逆向思维法解题。注意:刹车模型指匀减速到速度
为零后即停止运动,加速度a突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间。
类型一:刹车模型
【典例5a提高题】一辆汽车以某一速度在郊区的水平路面上行驶,因前方交通事故紧急刹
车而做匀减速直线运动,最后静止,汽车在最初3 s内通过的位移与最后3 s 内通过的位
移之比为x∶x =5∶3,汽车运动的加速度大小为a=5 m/s2,汽车制动的总时间为t,则(
1 2
)
A.t>6 s B.t=6 s C.4 s