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高一物理加速度、匀变速直线运动的速度和时间的关系

例4.根据给出的速度、加速度的正负,对具有下列运动性质物体的判断正确的是(
) A .v 0<0、a >0,物体做加速运动 B .v 0<0、a <0,物体做加速运动 C .v 0>0、a <0,物体先减速后加速 D .v 0>0、a=0,物体做匀速运动
例6.速度为5 m/s 飞来的足球,被运动员飞起一脚,在内以4 m/s 的速度被反向踢回,则足球被踢时的加速度是多少
例7.如图1—5—3所示为一物体作匀变速直线运动的v -t 图像,试分析物体的速度和加速度的特点。

例8.如图1-5-4所示是某矿井中的升降机由井底到井口运动的图象,试根据图象分析各段的运动情况,并计算各段的加速度.
二、匀变速直线运动的速度和时间的关系
1.速度时间图像
速度—时间图像(v t -图像):在平面直角坐标系中,用纵轴表示速度,用横轴表示时间,作出物体的速度—时间图像,就可以反映出物体的速度随时间的变化规律。

速度-时间图像的应用:
①读出或比较物体速度的大小。

速度的正负只表示方向,不表示大小。

②可以判断物体的运动方向:速度为正值(图像在时间轴上侧),表示物体沿正方向运动;速度为负值(图线在时间轴下侧),表示物体沿负方向运动。

③求位移:速度图像与时间轴之间的面积表示位移的大小。

时间轴以上的面积,表示沿正方向的位移;时间轴以下的面积表示沿负方向的位移。

④求加速度:v t -图像的斜率值等于加速度的值。

曲线的某一点的斜率同样表示这一时刻 2.匀速直线运动的速度和时间的关系
由于物体在做匀速直线运动,所以物体的速度并不会发生改变(大小和方向),即在图像中,纵坐标并不会发生变化,所以图像是一条垂直于纵轴的直线 3.匀变直线运动的速度和时间的关系
图1—5—3
图1—5—4
1.匀变速直线运动: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v t -图象是一条倾斜的直线。

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少,这个运动叫做匀减速直线运动。

2.速度与时间的关系式:对于匀变速直线运动,其加速度是恒定的,由加速度的定义式a=(v t -v 0)/t ,可得:v t =v 0+at (1)此式叫匀变速直线运动的速度公式,它反映了匀变速直线运动的速度随时间变化的规律,式中v 0是开始计时时刻的速度,v t 是经时间t 后的速度。

(2)速度公式中的v 0、v t 、a ,都是矢量,在直线运动中,若规定正方向后,它们都可用带正、负号的代数值表示,且矢量运算转化为代数运算,通常情况下取初速度方向为正方向,对于匀加速直线运动,a 取正值;对匀减速直线运动,a 取负值,计算的结果v t >0,说明v t 方向与v 0方向相同;v t <0说明v t 的方向与v 0方向相反。

(3)从静止开始的匀加速直线运动,即v 0=0,则v t =at ,速度与时间成正比。

3.匀变速直线运动速度时间图像:
(1)由速度公式看出,末速度v t 是t 的一次函数,所以其函数图像是一条倾斜的直线 (2)在图像中,直线的倾斜角即为运动的加速度
(3)图像离时间轴(x 轴)越远,则表示速度越大(注意和正负无关) (4)当图像在时间轴(x 轴)上方时,说明物体正向移动,反之则反向运动 (5)图像和时间轴(x 轴)围成的面积即物体运动的位移 4 匀变速直线运动规律的推论
推论(1):做匀变速直线运动的物体,在某段时间内的平均速度等于初速度和末速度矢量和的一半; 推论(2):做匀变速直线运动的物体,在某段时间内的平均速度等于该时间内中间时刻的瞬时速度。

【典例赏析】
例1 一质点做直线运动的v t -图像如图所示,
质点在0—1s 内做运动,加速度为2
/m s ;
在1—3s 内质点做运动,加速度为2
/m s ;
在3—4s 内质点做运动,加速度为2/m s ;
在1—4s 内质点做运动,加速度为2
/m s 。

例2 如图是A 、B 两个物体由同一地点沿相同方向做直线运动的v t -图,由图可知( )
A .A 出发时间比
B 早5s B .第15s 末A 、B 速度相等50m
C .前15s 内A 的位移比B 的位移大50m
D .第20s 末A 、B 位移之差25m
例3 如图是A 、B 两个质点做直线运动的位移-时间图象.则( )
t/s
v/ m ·s -1 A B
O 5 10 15
20 10
20
O 1 2 3 4 t/s v /m ·s -1
6 3
-3
A .在运动过程中,A 质点总比
B 质点运动得快 B .在0~t 1这段时间内,两质点的位移相同
C .当t =t 1时,两质点的速度相等
D .当t =t 1时,A 、B 两质点的加速度不相等
例4 某物体沿直线运动的速度图像如图所示,则物体做( ) A .来回的往复运动 B .匀变速直线运动
C .朝某一方向的直线运动
D .不能确定
【课堂练习】
一、选择题(每小题有一个或多个选项符合题意)
1.物体做匀变速直线运动,初速度为10m/s ,加速度为—10m/s 2,则2s 末的速度为( ) s s s
2.如图所示为一物体作直线运动的v —t 图象,用v 1、a 1表示物体在O ~t 1时间内的速度和加速度,v 2、a 2表示物体在t 1~t 2时间内的速度和加速度,则由图可知( ) 与v 2方向相同,a 1与a 2方向相同,a 1>a 2 与v 2方向相同,a 1与a 2方向相反,a 1<a 2 与v 2方向相反,a 1与a 2方向相同,a 1>a 2; 与v 2方向相反,a 1与a 2方向相反,a 1<a 2.
3.物体从静止开始作匀加速直线运动,已知第2秒内位移为s,则物体运动的加速度大小数值为 s ;
2;
C.
s 2
3
; D.
s 3
2. 4..物体做匀加速直线运动,已知加速度a =2m/s 2,那么,在任意1s 内( ) A.物体的末速度一定等于初速度的2倍 B.物体的末速度一定比初速度大2m/s
C.物体的初速度一定比前1s 内的末速度大2m/s
D.物体的末速度一定比前1s 内的初速度大2 m/s
5.甲、乙两物体由同一位置出发沿同一直线运动时的v 一t 图象如图所示,下列判断中不正确的是() A.甲作匀速直线运动,乙作变速直线运动; B.两物体两次相遇时刻是1秒末和4秒末
C.乙在2秒内作匀加速直线运动,2秒后作匀减速运动;
D.甲、乙两物体的速度方向相同.
6.在某次足球比赛中,以10m/s 做直线运动的足球,被某一运动员飞起一脚,足球在内速度大小改变为20m/s 反向飞出,若
O t v
学生签字:___________ 教研组长签字:___________ 日期。

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