18学年高中物理第2章匀变速直线运动的研究4匀变速直线运动的速度与位移的关系课堂达标1
第二章匀变速直线运动的研究第四节匀变速直线运动的速度与位移的关系探究式导学教案
2-4匀变速直线运动的位移与速度的关系【学习目标】1．知道位移速度公式，会用公式解决实际问题。
2．掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间之间的相互关系，会用公式解决匀变速直线运动的问题。
【自主学习】匀变速直线运动的位移与速度的关系：1．公式推导：利用公式____________、________________，消去公式中的t.2．匀变速直线运动的位移与速度公式：________ .3．特例(1)当v0＝0时，物体做初速度为零的匀加速直线运动．(2)当v＝0时，物体做匀减速直线运动直到静止，如刹车问题．4．公式推导：利用公式____________、________________，消去公式中的a.5．匀变速直线运动的平均速度公式：________ .6．解题方法：解题时巧选公式的基本方法(1)在已知量和未知量都不涉及位移，利用公式________ 求解．(2)在已知量和未知量都不涉及时间，利用公式____________ 求解．(3)在已知量和未知量都不涉及加速度，利用公式________________________求解．(4)在已知量和未知量都不涉及末速度，利用公式________________ 求解.(5)在已知量和未知量都不涉及初速度，利用公式________________ 求解.7．四个基本公式(1)速度公式：v＝________(2)位移公式：x＝________________(3)位移与速度的关系式：________________(4)平均速度公式：_______ _8．注意事项【预习自测】1．一艘快艇以2 m／s2的加速度在海面上做匀加速直线运动，快艇的初速度是6m／s．求这艘快艇在8s末的速度和8s内经过的位移．2．某飞机起飞的速度是50m/s，在跑道上加速时可能产生的最大加速度是4 m/s2，求飞机从静止到起飞成功需要跑道最小长度为多少？3．以20m/s的速度作匀速直线运动的汽车，制动后能在2s内停下来，则它的制动距离应该是多少？【课堂练习】1．以20 m/s的速度做匀速直线运动的汽车，制动后能在2 m内停下来，如果该汽车以40 m/s 的速度行驶，则它的制动距离应该是()A．2 m B．4 mC．8 m D．16 m2．一个做匀加速直线运动的物体，当它的速度由v增至2v，发生的位移为x1；当它的速度由2v增至3v时，发生的位移为x2，则()A．x1∶x2＝2∶3 B．x1∶x2＝3∶5C．x1∶x2＝1∶4 D．x1∶x2＝1∶24．由静止开始做匀加速直线运动的物体, 已知经过x位移时的速度是v, 那么经过位移为2x时的速度是（）A．2v B．4v C．v2D．v6．一辆载满乘客的客机由于某种原因紧急着陆，着陆时的加速度大小为6m/s2，着陆前的速度为60m/s，问飞机着陆后12s内滑行的距离为多大？7.一个做匀加速直线运动的物体，初速度v0=2.0m/s，它在第3秒内通过的位移为4.5m，则它的末速度为多少？【学习反思】【课后作业】请将课本P42第1题、第2题、第3题完成。
高中物理必修1同步课件：第二章 匀变速直线运动的研究 第4节 匀变速直线运动的速度与位移的关系
图 2-4-1
3．匀变速直线运动中，某段过程中间时刻的瞬时速度等于
该过程的平均速度，即 v t ＝ v ＝12(v0＋v)。 2
证明：如图 2-4-1 所示，对 0～2t ，有：v t ＝v0＋a·2t ； 2
对2t ～t 有：v＝v t ＋a·2t ；由两式可得 v t ＝12(v0＋v)＝ v 。
3．若 v0＝0，速度与位移的关系为： v2＝2ax 。
合作探究——议一议 (1)应用 v2－v02＝2ax 分析匀变速直线运动有何优势？
提示：因公式 v2－v02＝2ax 不涉及物体运动的时间，故在不要求 计算时间时，应用该式分析匀变速直线运动较简便，特别是求解
刹车问题中的刹车距离时比较简便。 (2)建造滑梯时，若已知小孩在滑梯上下滑的加速度和在滑梯底端
[答案] ACD
导出公式的应用
1.v2－v02＝2ax 此式不涉及时间，若题目中已知量和未知量 都不涉及时间，利用此式往往比较简单。
2．x＝ v t 普遍适用于各种运动，而 v ＝v2t ＝v0＋2 v只适用于 匀变速直线运动，两者相结合可以轻松地求出中间时刻的瞬时速 度或者初、末速度。
3．x2－x1＝aT2 适用于匀变速直线运动，进一步的推论有 xm －xn＝(m－n)aT2(其中 T 为连续相等的时间间隔，xm 为第 m 个时 间间隔内的位移，xn 为第 n 个时间间隔内的位移)。
1．物体做匀减速直线运动，速度由 v 减到零所需时间为 t，则 t 时间
内物体运动的距离为
()
A.v2t
B．2vt
C．vt
D．不能确定
解析：选 A 物体做匀减速直线运动过程中的平均速度 v ＝v2，则
t 时间内物体运动的距离 x＝ v t＝v2t。故选 A。
高中物理2.4匀变速直线运动的速度与位移的关系导学案精编版
第二章匀变速直线运动的研究第4节 匀变速直线运动的速度与位移的关系【学习目标】（1）理解匀变速直线运动的位移与速度的关系。
（2）掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间的关系，会用公式解决匀变直线运动的实际问题。
（3）提高对匀变速直线运动的分析能力，着重物理情景的过程，从而得到一般的学习方法和思维。
（4）培养学生将已学过的数学规律运用到物理当中，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
【重点】匀变速直线运动的位移与速度公式的推导及其应用【难点】具体到实际问题当中对物理意义、情景的分析。
预习案【自主学习】射击时，火药在枪简内燃烧，燃气膨胀，推动弹头加速运动。
若把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动，假设子弹的加速度是a=5×l05m /s 2，枪筒长x=0.64m ，你能计算射出枪口时的速度吗？反思：这个问题中，已知条件和所求结果都不涉及 ，它只是一个中间量。
能不能根据at v v +=0和2021at t v x +=，直接得到位移x 与速度v 的关系呢？思考：在何种情况下用2202v v ax -=解题会简便一些？探究案【合作探究一】 位移—速度关系式的推导问题：匀变速直线运动的速度公式0v v at =+和位移公式2012x v t at =+如果消去时间t 会得到什么关系？得到的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿【合作探究二】 位移—速度关系式的理解问题：运用公式2202v v ax -=应注意的问题：（1）公式中v 、v 0、a 、x 均为矢量，一般先规定 为正方向，凡与正方向相同的取 ；待求量为正值时，与正方向 ，为负值时与正方向 。
（2）当0>a 时，为 运动；当0<a 时，为 运动；当00=v 时，公式为 。
针对训练1 物体做初速度v 0=4m/s ，加速度a =2m/s 2的匀变速直线运动，求位移x =45m 时的速度v 。
【合作探究三】 匀变速直线运动的位移中点速度公式的推导及应用问题: 在匀变速直线运动中，对于一段位移x ，设初速度为v 0，末速度为v ，加速度为a ，证明位移中点的瞬时速度/2x v =针对训练 2 做匀加速直线运动的列车出站时，车头经过站台时的速度为1m/s ，车尾经过站台时速度为7m/s ，则车身的中部经过站台的速度为 ( )A ．3.5m/sB ．4m/sC ．5m/sD ．5.5m/s【合作探究四】 位移—速度关系式的应用问题：某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为5.0m/s 2， 所需的起飞速度为50m/s ，跑道长100m 。
_新教材高中物理第2章匀变速直线运动的规律4匀变速直线运动规律的应用学案教科版必修第一册
匀变速直线运动规律的应用学习目标：1.[物理观念]理解匀变速直线运动的位移与速度的关系． 2.[科学思维]了解匀变速直线运动的位移与速度关系的推导方法． 3.[科学思维]掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间之间的相互关系，会用公式解决匀变速直线运动的问题．一、位移与速度的关系1．公式：v 2t －v 20＝2ax ；若v 0＝0，则v 2t ＝2ax . 2．推导：速度公式v t ＝v 0＋at ，位移公式x ＝v 0t ＋12at 2由以上两式可得：v 2t －v 20＝2ax . 二、匀变速直线运动的推论 中间位置的瞬时速度 1．公式：v x 2＝v 20＋v 2t 2.2．推导：在匀变速直线运动中，某段位移x 的初、末速度分别是v 0和v t ，加速度为a ，中间位置的速度为v x 2，则根据速度与位移关系式，对前一半位移：v 2x 2－v 20＝2a ·x 2，对后一半位移v 2t －v 2x 2＝2a ·x 2，即v 2x 2－v 20＝v 2t －v 2x 2，所以v x 2＝v 20＋v 2t2.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)公式v 2t －v 20＝2ax 适用于所有的直线运动．(×)(2)公式v 2t －v 20＝2ax 中的四个物理量都是矢量，各量的正、负表示与规定的正方向相同还是相反．(√)(3)因为v 2t －v 20＝2ax ，则v 2t ＝v 20＋2ax ，所以物体的末速度v t 一定大于初速度v 0.(×) (4)只有初速度为零的匀加速直线运动，v x 2>v t2的关系才是成立的.(×)2．物体从长为L 的光滑斜面顶端由静止开始下滑，滑到底端时的速率为v ，如果物体以v 0＝v2的初速度从斜面底端沿斜面上滑，上滑时的加速度与下滑时的加速度大小相同，则可以达到的最大距离为( )A ．L 2B ．L 3C ．L4 D ．2L C [对于下滑阶段有：v 2＝2aL ， 对于上滑阶段：0－⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22＝－2ax ，联立解得x ＝L4，A 、B 、D 错误，C 正确．]速度与位移的关系提示：由v 2－v 20＝2ax 得x ＝v 22a＝3240 m.2t 20(1)适用条件：公式表述的是匀变速直线运动的速度与位移的关系，适用于匀变速直线运动．(2)公式的矢量性：公式中v 0、v t 、a 、x 都是矢量，应用时必须选取统一的正方向，一般选v 0方向为正方向．①物体做加速运动时，a 取正值，做减速运动时，a 取负值．②x >0，说明物体位移的方向与初速度方向相同；x <0，说明物体位移的方向与初速度的方向相反．2．两种特殊形式(1)当v 0＝0时，v 2t ＝2ax .(初速度为零的匀加速直线运动)． (2)当v t ＝0时，－v 20＝2ax .(末速度为零的匀减速直线运动)．【例1】 我国多地出现的雾霾天气，给交通安全带来了很大的危害，某地雾霾天气中高速公路上的能见度只有72 m ，要保证行驶前方突发紧急情况下汽车的安全，汽车行驶的速度不能太大．已知汽车刹车时的加速度大小为5 m/s 2.(1)若前方紧急情况出现的同时汽车开始制动，汽车行驶的速度不能超过多大？(结果可以带根号)(2)若驾驶员从感知前方紧急情况到汽车开始制动的反应时间为0.6 s，汽车行驶的速度不能超过多大？思路点拨：①该问题中减速过程中，已知量和未知量都不涉及时间，可用速度和位移的关系式求解．②在驾驶员的反应时间内，汽车做匀速直线运动．[解析](1)汽车刹车的加速度a＝－5 m/s2，要在x＝72 m内停下，设行驶的速度不超过v1，由运动学公式有：0－v21＝2ax代入题中数据可得v1＝12 5 m/s.(2)设汽车行驶的速度不超过v2，在驾驶员的反应时间t0内汽车做匀速运动的位移为x1，则x1＝v2t0刹车减速位移x2＝－v222ax＝x1＋x2联立各式代入数据可得v2＝24 m/s.[答案](1)12 5 m/s (2)24 m/s运动学问题的一般求解思路(1)弄清题意．建立一幅物体运动的图景，尽可能地画出草图，并在图中标明一些位置和物理量．(2)弄清研究对象．明确哪些是已知量，哪些是未知量，据公式特点选用恰当公式．(3)列方程、求解．必要时要检查计算结果是否与实际情况相符合．[跟进训练]1．美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统．已知“F－15”型战斗机在跑道上加速时，产生的最大加速度为5 m/s2，起飞的最小速度是50 m/s，弹射系统能够使飞机具有的最大速度为30 m/s，则：(1)飞机起飞时在跑道上至少加速多长时间才能起飞？(2)航空母舰的跑道至少应该多长？[解析](1)飞机在跑道上运动的过程中，当有最大初速度、最大加速度时，起飞所需时间最短，故有t ＝v t －v 0a ＝50－305s ＝4 s则飞机起飞时在跑道上的加速时间至少为4 s. (2)由v 2t －v 20＝2ax 得x ＝v 2t －v 202a ＝502－3022×5m ＝160 m ，即航空母舰的跑道至少为160 m.[答案] (1)4 s (2)160 m匀变速直线运动的几个推论汽车以2 m/s 2的加速度由静止开始启动，若汽车做匀加速直线运动．请分别计算汽车1 s 、2 s 、3 s 、4 s 末的速度，以及1 s 、2 s 、3 s 、4 s 末的速度比．你能发现什么规律？提示：v ＝at 知v 1＝2 m/s ，v 2＝4 m/s ，v 3＝6 m/s ，v 4＝8 m/s ，故v 1∶v 2∶v 3∶v 4＝1∶2∶3∶4，速度比等于时间比．在匀变速直线运动中，某段位移x 的初末速度分别是v 0和v ，加速度为a ，中间位置的速度为v x 2，则根据速度与位移关系式，对前一半位移v 2x 2－v 20＝2a ·x 2，对后一半位移v 2－v 2x2＝2a ·x 2，即v 2x 2－v 2＝v 2－v 2x 2，所以v x 2＝v 20＋v22.由数学知识知：v x 2＞v t 2＝v 0＋v2.2．由静止开始的匀加速直线运动的几个重要比例 (1)1T 末、2T 末、3T 末……nT 末瞬时速度之比v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n ＝1∶2∶3∶…∶n .(2)1T 内、2T 内、3T 内……nT 内的位移之比x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n ＝12∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内……第n 个T 内位移之比x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x n ＝1∶3∶5∶…∶(2n －1)．(4)通过前x 、前2x 、前3x ……位移时的速度之比v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n ＝1∶2∶3∶…∶n .(5)通过前x 、前2x 、前3x ……的位移所用时间之比t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n ＝1∶2∶3∶…∶n .(6)通过连续相等的位移所用时间之比t Ⅰ∶t Ⅱ∶t Ⅲ∶…∶t n ＝1∶(2－1)∶(3－2)∶…∶(n －n －1)．【例2】 一小球沿斜面由静止开始匀加速滚下(斜面足够长)，已知小球在第4 s 末的速度为4 m/s.求：(1)第6 s 末的速度； (2)前6 s 内的位移； (3)第6 s 内的位移．思路点拨：①小球做初速度为零的匀加速直线运动． ②注意区别前6 s 和第6 s 的确切含义． [解析] (1)由于第4 s 末与第6 s 末的速度之比v 1∶v 2＝4∶6＝2∶3故第6 s 末的速度v 2＝32v 1＝6 m/s.(2)由v 1＝at 1得a ＝v 1t 1＝44m/s 2＝1 m/s 2. 所以第1 s 内的位移x 1＝12a ×12 m ＝0.5 m第1 s 内与前6 s 内的位移之比x 1∶x 6＝12∶62故前6 s 内小球的位移x 6＝36x 1＝18 m. (3)第1 s 内与第6 s 内的位移之比x Ⅰ∶x Ⅵ＝1∶(2×6－1)＝1∶11故第6 s 内的位移x Ⅵ＝11x Ⅰ＝5.5 m. [答案] (1)6 m/s (2)18 m (3)5.5 m有关匀变速直线运动推论的选取技巧(1)对于初速度为零，且运动过程可分为等时间段或等位移段的匀加速直线运动，可优先考虑应用初速度为零的匀变速直线运动的常用推论．(2)对于末速度为零的匀减速直线运动，可把它看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动，然后用比例关系，可使问题简化．[跟进训练]2.(多选)如图所示，一冰壶以速度v 垂直进入两个相同矩形区域做匀减速运动，且刚要离开第二个矩形区域时速度恰好为零，则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是(设冰壶可看成质点)( )A ．v 1∶v 2＝2∶1B ．v 1∶v 2＝2∶1C ．t 1∶t 2＝1∶ 2D ．t 1∶t 2＝(2－1)∶1BD [初速度为零的匀加速直线运动中连续两段相等位移的时间之比为1∶(2－1)，故所求时间之比为(2－1)∶1，所以C 错误，D 正确；由v ＝at 可得初速度为零的匀加速直线运动中的速度之比为1∶2，则所求的速度之比为2∶1，故A 错误，B 正确．]1．物理观念：速度与位移关系v 2－v 20＝2ax . 2．科学思维：v 0＝0的匀加速直线运动的推论.1．做匀减速直线运动的物体经4 s 后停止，若在第1 s 内的位移是14 m ，则最后1 s 内的位移是 ( )A ．3.5 mB ．2 mC ．1 mD ．0B [物体做匀减速直线运动至停止，可以把这个过程看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动，则相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7，所以由14 m 7＝x 11得，所求位移x 1＝2 m ，故B 正确．]2．A 、B 、C 三点在同一条直线上，一物体从A 点由静止开始做匀加速直线运动，经过B 点的速度是v ，到C 点的速度是3v ，则x AB ∶x BC 等于 ( )A ．1∶8B ．1∶6C ．1∶5D ．1∶3A [由公式v 2t －v 20＝2ax ，得v 2＝2ax AB ，(3v )2＝2a (x AB ＋x BC )，两式相比可得x AB ∶x BC ＝1∶8.]3．一个做初速度为零的匀加速直线运动的物体，第1秒内位移和第3秒内位移的比为( )A ．1∶9B ．1∶5C ．1∶4D ．1∶316B [根据x ＝12at 2得1 s 内、2 s 内、3 s 内的位移之比为1∶4∶9，则第1 s 内、第3s 内的位移之比为1∶5，故B 正确，A 、C 、D 错误．]4．(新情境题)歼31是中航工业沈阳飞机工业集团研制的第五代单座双发战斗机，某次该飞机起飞滑行时，从静止开始做匀加速运动，加速度大小为 4.0 m/s 2，飞机速度达到80 m/s 时离开地面升空．如果在飞机刚达到起飞速度时，突然接到命令停止起飞，飞行员立即使飞机紧急制动，飞机做匀减速运动，加速度的大小为5.0 m/s 2.请你为该类型的飞机设计一条跑道，使在这种特殊的情况下飞机停止起飞而不滑出跑道．那么，设计的跑道至少要多长？[解析] 由匀变速直线运动速度—位移关系式，可得飞机匀加速和匀减速阶段的位移分别为x 1＝v 2t2a 1＝8022×4.0 m ＝800 mx 2＝v 2t2a 2＝8022×5.0m ＝640 m所以，设计的跑道至少长x ＝x 1＋x 2＝(800＋640)m ＝1 440 m.[答案] 1 440 m。
物理新学案同步必修一讲义：第二章 匀变速直线运动的研究4(1)
4 匀变速直线运动的速度与位移的关系速度与位移的关系式 1.公式：v 2－v 02＝2ax . 2.推导：速度公式v ＝v 0＋at . 位移公式x ＝v 0t ＋12at 2.由以上两式可得：v 2－v 02＝2ax . 3.匀变速直线运动的常用推论：推论1：中间时刻的瞬时速度2t v ＝x t ＝v 0＋v2.推论2：匀变速直线运动中，在连续相等的时间T 内的位移之差为一恒定值，即Δx ＝x 2－x 1＝aT 2.1.判断下列说法的正误.(1)公式v 2－v 02＝2ax 适用于所有的直线运动.( × )(2)确定公式v 2－v 02＝2ax 中的四个物理量的数值时，选取的参考系应该是统一的.( √ ) (3)因为v 2－v 02＝2ax ，v 2＝v 02＋2ax ，所以物体的末速度v 一定大于初速度v 0.( × ) (4)在公式v 2－v 02＝2ax 中，a 为矢量，与规定的正方向相反时a 取负值.( √ )2.汽车以10 m /s 的速度行驶，刹车的加速度大小为3 m/s 2，则它向前滑行12.5 m 后的瞬时速度为________ m/s. 答案 5一、关系式v 2－v 02＝2ax 的理解和应用如果你是机场跑道设计师，若已知飞机的加速度为a ，起飞速度为v ，则跑道的长度至少为多长？答案 v 22a解析 由v2－v 02＝2ax得，跑道长度至少为x ＝v 2－v 022a ＝v 22a.1.适用范围：速度与位移的关系v 2－v 02＝2ax 仅适用于匀变速直线运动.2.公式的矢量性：v 2－v 02＝2ax 是矢量式，v 0、v 、a 、x 都是矢量，应用解题时一定要先设定正方向，取v 0方向为正方向：(1)若加速运动，a 取正值，减速运动，a 取负值.(2)x ＞0，位移的方向与初速度方向相同，x ＜0则为减速到0，又返回到计时起点另一侧的位移.(3)v ＞0，速度的方向与初速度方向相同，v ＜0则为减速到0，又返回过程的速度. 注意：应用此公式时，注意符号关系，必要时对计算结果进行分析，验证其合理性. 3.公式的特点：不涉及时间，v 0、v 、a 、x 中已知三个量可求第四个量.例1 某航母跑道长200 m ，飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m /s 2，起飞需要的最低速度为50 m/s.那么，飞机在滑行前，需要借助弹射系统获得的最小初速度为( ) A.5 m /s B.10 m/s C.15 m /s D.20 m/s 答案 B解析 由v 2－v 02＝2ax 得：v 0＝v 2－2ax ＝502－2×6×200 m /s ＝10 m/s.解答匀变速直线运动问题时巧选公式的基本方法(1)如果题目中无位移x ，也不让求x ，一般选用速度公式v ＝v 0＋at ； (2)如果题目中无末速度v ，也不让求v ，一般选用位移公式x ＝v 0t ＋12at 2；(3)如果题目中无运动时间t ，也不让求t ，一般选用导出公式v 2－v 02＝2ax .例2 猎豹是目前世界上陆地奔跑速度最快的动物，速度可达每小时110多公里，但不能维持长时间高速奔跑，否则会因身体过热而危及生命.猎豹在一次追击猎物时可认为由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为7.5 m /s 2，经过4 s 速度达到最大，然后匀速运动保持了4 s 仍没追上猎物，为保护自己它放弃了这次行动，然后以大小3 m/s 2的加速度做匀减速运动直到停下，设猎豹此次追捕始终沿直线运动.求：(1)猎豹奔跑的最大速度可达多少？(2)猎豹从开始做匀减速运动直到停下的位移是多少？ 答案 (1) 30 m/s (2) 150 m解析 (1)设猎豹奔跑的最大速度为v .对于加速过程，有：v ＝a 1t 1＝7.5×4 m /s ＝30 m/s. (2)对于减速过程，根据速度位移公式得： x ＝v 22a 2＝3022×3 m ＝150 m. 二、匀变速直线运动的常用结论例3 一质点做匀变速直线运动的v －t 图象如图1所示．已知一段时间内的初速度为v 0，末速度为v ，求：图1(1)这段时间内的平均速度(用v 0、v 表示)． (2)中间时刻的瞬时速度2t v .(3)这段位移中间位置的瞬时速度2x v .答案 见解析解析 (1)因为v －t 图象与t 轴所围面积表示位移，t 时间内质点的位移可表示为x ＝v 0＋v2·t ① 平均速度v ＝x t②由①②两式得v ＝v 0＋v2.(2)由题图可知中间时刻的瞬时速度的大小等于梯形中位线的长度，即：2t v ＝v 0＋v2.(3)对前半位移有22x v －v 02＝2a ·x2对后半位移有v 2－22x v ＝2a ·x2两式联立可得2x v ＝v 02＋v 22.三个平均速度公式及适用条件 (1)v ＝xt，适用于所有运动.(2)v ＝v 0＋v2，适用于匀变速直线运动.(3)v ＝2t v ，即一段时间内的平均速度，等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，适用于匀变速直线运动.针对训练1 一质点做匀变速直线运动，初速度v 0＝2 m/s,4 s 内位移为20 m ，求： (1)质点4 s 末的速度大小； (2)质点2 s 末的速度大小． 答案 (1)8 m /s (2)5 m/s 解析 (1)利用平均速度公式 4 s 内的平均速度v ＝x t ＝v 0＋v 42，代入数据解得，4 s 末的速度v 4＝8 m/s (2)2 s 末的速度v 2＝v 0＋v 42＝2＋82m /s ＝5 m/s.例4 物体做匀变速直线运动，加速度为a ，从某时刻起T 时间内的位移为x 1，紧接着第二个T 时间内的位移为x 2.试证明：Δx ＝aT 2. 答案 见解析解析 证明：设物体的初速度为v 0 自计时起T 时间内的位移 x 1＝v 0T ＋12aT 2①在第2个T 时间内的位移x 2＝v 0·2T ＋12a (2T )2－x 1＝v 0T ＋32aT 2.②由①②两式得连续相等时间内的位移差为 Δx ＝x 2－x 1＝v 0T ＋32aT 2－v 0T －12aT 2＝aT 2，即Δx ＝aT 2.(1)匀变速直线运动中，在连续相等的时间T 内的位移之差为一恒定值，即Δx ＝x 2－x 1＝aT 2. (2)应用①判断物体是否做匀变速直线运动如果Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝…＝x n －x n －1＝aT 2成立，则a 为一恒量，说明物体做匀变速直线运动.②求匀变速直线运动的加速度 利用Δx ＝aT 2，可求得a ＝ΔxT2针对训练2 一个做匀加速直线运动的物体，在前4 s 内经过的位移为24 m ，在第2个4 s 内经过的位移是60 m ，则这个物体的加速度和初速度各是多少？ 答案 2.25 m /s 2 1.5 m/s解析 (方法一)由公式Δx ＝aT 2得：a ＝Δx T 2＝60－2442m /s 2＝2.25 m/s 2，由于v 4＝24＋608 m /s ＝10.5 m/s ，而v 4＝v 0＋4a ，得v 0＝1.5 m/s.(方法二)物体在8 s 内的平均速度等于中间时刻(即第4 s 末)的瞬时速度，则v 4＝24＋608m /s ＝10.5 m/s ，且v 4＝v 0＋4a ，物体在前4 s 内的平均速度等于第2 s 末的瞬时速度v 2＝244 m /s＝6 m/s ，而v 2＝v 0＋2a ，联立解得a ＝2.25 m /s 2，v 0＝1.5 m/s.1.(速度－位移公式的应用)如图2所示，物体A 在斜面上由静止匀加速滑下x 1后，又匀减速地在水平平面上滑过x 2后停下，测得x 2＝2x 1，则物体在斜面上的加速度a 1与在水平平面上的加速度a 2的大小关系为( )图2A.a 1＝a 2B.a 1＝2a 2C.a 1＝12a 2D.a 1＝4a 2答案 B解析 设匀加速运动的末速度为v ，对于匀加速直线运动阶段有：v 2＝2a 1x 1， 对于匀减速运动阶段，采用逆向思维有：v 2＝2a 2x 2， 联立两式解得a 1a 2＝x 2x 1＝2，即a 1＝2a 2.2.(速度—位移公式的应用)如图3所示，某高速列车在某段距离中做匀加速直线运动，速度由5 m /s 增加到10 m/s 时位移为x .则当速度由10 m /s 增加到15 m/s 时，它的位移是( ) A.52x B.53x C.2x D.3x图3答案 B解析 由v 2－v 02＝2ax 得102－52＝2ax,152－102＝2ax ′，两式联立可得x ′＝53x ，故B 正确.3.(平均速度公式的应用)(2018·嘉兴市第一学期期末)一辆汽车从静止开始由甲地出发，沿平直公路开往乙地，汽车先做匀加速直线运动，接着做匀减速直线运动，开到乙地刚好停止，其速度—时间图象如图4所示，那么0～t 和t ～3t 两段时间内( )图4A.加速度大小之比为3∶1B.位移大小之比为1∶3C.平均速度大小之比为2∶1D.平均速度大小之比为1∶1 答案 D解析 两段的加速度大小分别为a 1＝v t ，a 2＝v 2t ，a 1a 2＝21，A 错.两段的位移x 1＝12v t ，x 2＝v t ，x 1x 2＝12，B 错.两段的平均速度v 1＝v 2＝v 2，C 错，D 对.4.(位移差公式Δx ＝aT 2的应用)(多选)如图5所示，物体做匀加速直线运动，A 、B 、C 、D 为其运动轨迹上的四点，测得AB ＝2 m ，BC ＝3 m ，且物体通过AB 、BC 、CD 所用的时间均为0.2 s ，则下列说法正确的是( )图5A.物体的加速度为20 m/s 2B.物体的加速度为25 m/s 2C.CD ＝4 mD.CD ＝5 m 答案 BC解析 由匀变速直线运动的规律，连续相等时间内的位移差为常数，即Δx ＝aT 2可得： a ＝BC －AB T 2＝10.04 m /s 2＝25 m/s 2，故A 错误，B 正确；根据CD －BC ＝BC －AB ，可知CD ＝4 m ，故C 正确，D 错误.一、选择题1.关于公式x ＝v 2－v 022a ，下列说法正确的是( )A.此公式只适用于匀加速直线运动B.此公式适用于匀减速直线运动C.此公式只适用于位移为正的情况D.此公式不可能出现a 、x 同时为负值的情况 答案 B解析 公式x ＝v 2－v 022a适用于匀变速直线运动，既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动，既适用于位移为正的情况，也适用于位移为负的情况，B 正确，A 、C 错误；当物体做匀加速直线运动，且规定初速度的反方向为正方向时，a 、x 就会同时为负值，D 错误.2.某飞机着陆时的速度是60 m /s ，随后匀减速滑行，如果飞机的加速度大小是2 m/s 2.为了使飞机能够安全地停下来，则滑道的长度至少为( )A.900 mB.90 mC.1 800 mD.180 m答案 A解析 根据v 2＝2ax 得，x ＝v 22a ＝(60 m/s )22×2 m/s 2＝900 m ，选项A 正确. 3.在交通事故分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹.在某次交通事故中，汽车刹车线的长度是14 m ，假设汽车刹车时的速度大小为14 m/s ，则汽车刹车时的加速度大小为( )A.7 m /s 2B.17 m/s 2C.14 m /s 2D.3.5 m/s 2答案 A解析 设汽车开始刹车时的方向为正方向，由02－v 02＝2ax 得a ＝－v 022x ＝－7 m/s 2，A 正确. 4.两个小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动，若它们的初速度之比为1∶2，则它们运动的最大位移之比为( )A.1∶2B.1∶4C.1∶ 2D.2∶1 答案 B解析 由0－v 02＝2ax 得x 1x 2＝v 012v 022，故x 1x 2＝(12)2＝14，B 正确. 5.一小车从A 点由静止开始做匀加速直线运动，如图1所示，若到达B 点时速度为v ，到达C 点时速度为2v ，则AB ∶BC 等于( )图1A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4答案 C6.一辆汽车从车站由静止开始做匀加速直线运动，一段时间之后，司机发现一乘客未上车，便立即刹车做匀减速直线运动.已知汽车从启动到停止一共经历了10 s ，前进了25 m ，在此过程中，汽车的最大速度为( )A.2.5 m /sB.5 m/sC.7.5 m /sD.10 m/s 答案 B解析 设汽车的最大速度为v m ，加速时间为t 1，减速时间为t 2，加速阶段的平均速度v 1＝0＋v m 2＝v m 2减速阶段的平均速度v 2＝v m ＋02＝v m 2x ＝v 1t 1＋v 2t 2＝v m 2(t 1＋t 2)＝12v m t ，解得v m ＝5 m/s. 7.(多选)一质点从静止开始做匀加速直线运动，第3 s 内的位移为2 m ，那么( )A.这3 s 内的平均速度是1.2 m/sB.第3 s 末的瞬时速度是2.2 m/sC.质点的加速度是0.6 m/s 2D.质点的加速度是0.8 m/s 2答案 AD解析 第3 s 内的平均速度即为2.5 s 时的速度，即v 2.5＝21 m /s ＝2 m/s ，所以加速度a ＝v 2.5t 2.5＝22.5m /s 2＝0.8 m/s 2，所以C 错误，D 正确；第3 s 末的瞬时速度是v ＝at 3＝0.8×3 m /s ＝2.4 m/s ，B 错误；这3 s 内的平均速度是v ＝v 2＝2.42m /s ＝1.2 m/s ，A 正确. 8.(2017·浙江4月学考·6)汽车以10 m/s 的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方15 m 处的斑马线上有行人，于是刹车礼让，汽车恰好停在斑马线前，假设驾驶员反应时间为0.5 s.汽车运动的v －t 图如图2所示，则汽车的加速度大小为( )图2A.20 m /s 2B.6 m/s 2C.5 m /s 2D.4 m/s 2答案 C解析 根据速度－时间图象可知，在驾驶员反应时间内，汽车的位移为x 1＝v t ＝5 m ，所以汽车在减速阶段的位移x 2＝x －x 1＝10 m ，由运动学公式得出0－v 2＝2ax 2，a ＝－5 m /s 2，故加速度大小为5 m/s 2，C 正确.9.一小球沿斜面以恒定的加速度滚下并依次通过A 、B 、C 三点，已知AB ＝6 m ，BC ＝10 m ，小球通过AB 、BC 所用的时间均为2 s ，则小球经过A 、B 、C 三点时的速度分别为( )A.2 m /s,3 m/s,4 m/sB.2 m /s,4 m/s,6 m/sC.3 m /s,4 m/s,5 m/sD.3 m /s,5 m/s,7 m/s答案 B解析 BC －AB ＝aT 2，a ＝44 m /s 2＝1 m/s 2v B ＝AB ＋BC 2T ＝6＋102×2m /s ＝4 m/s 由v B ＝v A ＋aT ，得v A ＝v B －aT ＝(4－1×2) m /s ＝2 m/s ，v C ＝v B ＋aT ＝(4＋1×2) m /s ＝6 m/s ，B 正确.10.(多选)一质点做匀加速直线运动，第3 s 内的位移是2 m ，第4 s 内的位移是2.5 m ，那么以下说法正确的是( )A.第2 s 内的位移是2.5 mB.质点的加速度是0.125 m/s 2C.第3 s 末的瞬时速度是2.25 m/sD.第4 s 末的速度为2.75 m/s答案 CD解析 由Δx ＝aT 2，得a ＝x 4－x 3T 2＝2.5－212 m /s 2＝0.5 m/s 2，x 3－x 2＝x 4－x 3，所以第2 s 内的位移x 2＝1.5 m ，A 、B 错误；第3 s 末的速度等于第3～4 s 内的平均速度，所以v 3＝x 3＋x 42T＝2.25 m /s ，C 正确；v 4＝v 3＋at ＝2.75 m/s ，D 正确.二、非选择题11.(2018·宁波市诺丁汉大学附中期中)汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动产生明显的滑动痕迹，即常说的刹车线.由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据.若某汽车刹车后至停止的加速度大小为7 m/s 2，刹车线长为14 m ，求：(1)该汽车刹车前的初始速度v 0的大小；(2)该汽车从刹车至刚停下来所用的时间t 0；(3)在此过程中汽车的平均速度大小.答案 (1)14 m /s (2)2 s (3)7 m/s解析 (1)由题意根据运动学公式v 2－v 02＝2ax 得v 02＝－2ax ，解得v 0＝－2×(－7)×14 m /s ＝14 m/s.(2)方法一 由v ＝v 0＋at 0得t 0＝v －v 0a ＝0－14－7s ＝2 s. 方法二 (逆过程)由x ＝12at 02得 t 0＝2x a ＝2×147 s ＝2 s. (3)v ＝v 0＋v 2＝14＋02m /s ＝7 m/s. 12.(2018·温州市十五校联考)如图3所示，无人机完成航拍任务后，悬停在距离地面高度H ＝80 m 处，控制动力系统，让无人机以8 m/s 2的加速度竖直向下运动，经过2 s 后再次控制动力系统，让无人机竖直向下做匀减速直线运动，落地时速度恰好为零.试求：图3(1)下落过程中的最大速度；(2)匀减速运动过程中加速度大小；(3)整个下落过程中的平均速度大小.答案 见解析解析 (1)v m ＝a 1t 1，由于a 1＝8 m /s 2，t 1＝2 s ，代入解得：v m ＝16 m/s.(2)匀加速下落的高度为h 1＝v m 22a 1＝16 m ， 匀减速下落的高度为h 2＝H －h 1＝(80－16) m ＝64 m ，设匀减速运动过程中加速度大小为a 2，a 2＝v m 22h 2＝2 m/s 2.(3)匀减速运动过程中经历时间t 2＝v m a 2＝8 s ， 整个下落过程中的平均速度大小为v ＝H t 1＋t 2＝8 m/s(或者v ＝v m 2＝8 m/s)。
人教版高一物理必修1第二章第4节匀变速直线运动速度与位移的关系
9、命运要你成长的时候，总会安排一些让你不顺心的人或事刺激你。 10、你迷茫的原因往往只有一个，那就是在本该拼命去努力的年纪，想得太多，做得太少。 11、有一些人的出现，就是来给我们开眼的。所以，你一定要禁得起假话，受得住敷衍，忍得住欺骗，忘得了承诺，放得下一切。 12、不要像个落难者，告诉别人你的不幸。逢人只说三分话，不可全抛一片心。 13、人生的路，靠的是自己一步步去走，真正能保护你的，是你自己的选择。而真正能伤害你的，也是一样，自己的选择。 14、不要那么敏感，也不要那么心软，太敏感和太心软的人，肯定过得不快乐，别人随便的一句话，你都要胡思乱想一整天。 15、不要轻易去依赖一个人，它会成为你的习惯，当分别来临，你失去的不是某个人，而是你精神的支柱;无论何时何地，都要学会独立行走 ，它会让你走得更坦然些。 16、在不违背原则的情况下，对别人要宽容，能帮就帮，千万不要把人逼绝了，给人留条后路，懂得从内心欣赏别人，虽然这很多时候很难 。 17、做不了决定的时候，让时间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾! 18、不要太高估自己在集体中的力量，因为当你选择离开时，就会发现即使没有你，太阳照常升起。 19、时间不仅让你看透别人，也让你认清自己。很多时候，就是在跌跌拌拌中，我们学会了生活。 20、与其等着别人来爱你，不如自己努力爱自己，对自己好点，因为一辈子不长，对身边的人好点，因为下辈子不一定能够遇见。
第4节匀变速直线运动速度 与位移关系
学习指导
核心素养
综合运用速度时间关系和位 物理思维 移时间关系推导速度位移的 关系，并利用其解决生活中 的实际问题
2018-2019学年高中物理人教版必修1课件：第2章 4 匀变速直线运动的速度与位移的关系
v＝v0＋at x＝v0t＋12at2
v＝at x＝12at2
v、v0、a、t 位移 x 末速
x、v0、t、a 度 v
比较项 一般形式
公式
v0＝0
涉及的 物理量
不涉 及量
位移与速度 关系式 v2－v20＝2ax v2＝2ax v、v0、a、x 时间 t
由平均速度 求位移公式
x＝v0＋2 vt
x＝v2t
题.
匀变速直线运动的速度与位移的关系
阅读教材，完成以下问题 1．射击时，若把子弹在枪筒中的运动看作是匀加速直线运 动，假设枪筒长x，子弹的加速度为a. 试结合上述情景讨论下列问题： (1)试用上两节学习的速度公式和位移公式求子弹射出枪口 时的速度． 提示：x＝12at2，v＝at 得 v＝ 2ax.
(1)如果飞机从静止开始做匀加速直线运动，飞机在航母上 能否正常起飞？
提示：飞机初速度为零，由位移与速度关系式得飞机滑离甲 板时的速度
v＝ 2ax＝ 2×15×200 m/s＝20 15 m/s 由于 20 15 m/s<80 m/s 所以飞机不能正常起飞．
(2)飞机如果要在甲板上正常起飞，航母和飞机要有一定的 初速度，航母的初速度是多少？飞机在航母上的运动时间是多 少？
(2)在上面问题中，已知条件和所求的结果都不涉及时间t， 它只是一个中间量，能否将两个公式联立，消去t，只用一个关 系式表示位移x与速度v的关系呢？
提示：v＝v0＋at，把 t＝v－av0代入
x＝v0t＋12at2 得 v2－v20＝2ax. 2．匀变速直线运动的速度与位移的关系 (1)匀变速直线运动的位移与速度关系式：v2－v20＝__2_a_x_. (2)当初速度 v0＝0 时，v2＝_2_a_x__.
高中物理：第二章 第4节 匀变速直线运动的速度与位移的关系
[随堂检测]1．已知长为L 的光滑斜面，物体从斜面顶端由静止开始匀加速下滑，当物体的速度是到达斜面底端速度的13时，它沿斜面已下滑的距离是( )A.L9 B.L 6 C.L 3D.3L 3解析：选A.设到达底端的速度为v ，则有 L ＝v 22a①当物体的速度是到达斜面底端速度的13时，下滑距离为x ＝⎝⎛⎭⎫v 322a ②由①②可知：x ＝L9，故B 、C 、D 错误，A 正确．2．(2019·湖南益阳高一期中)如图所示，一物体自某点(图中未标出)开始做匀减速直线运动，依次经过最后的A 、B 、C 、D 四点，最后停在D 点，已知A 、B 的间距为6 m ，B 、C 的间距为3 m, 且物体通过AB 段与BC 所用的时间相等， 则C 、D 间的距离等于( )A.18 m B.38 m C.58m D.78 m 解析：选B.设经过AB 和BC 的时间均为t ，则物体的加速度a ＝BC －AB t 2＝3－6t 2 m/s 2＝－3t 2 m/s 2；B 点的速度v B ＝AB ＋BC 2t ＝92t m/s ，则x BD ＝v 2B －2a ＝278 m ，则CD ＝278 m －3 m ＝38 m ，故选B.3．物体从静止开始做匀加速直线运动，在第2 s 内的位移为x m ，则物体运动的加速度是( ) A.3x2 m/s 2 B.2x3 m/s 2 C.x2m/s 2 D.x4m/s 2 解析：选B.设物体的加速度为a ，由速度公式可知物体在第1 s 末的速度为v ＝at ＝a ×1＝a ，由物体的位移公式可得第2 s 内的位移为x ＝v t ＋12at 2＝a ＋12a ＝32a ，所以加速度的大小为a ＝2x3m/s 2，选项B 正确．4．某航母跑道长为200 m ，飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s 2，起飞需要的最低速度为50 m/s.那么，飞机在滑行前，需要借助弹射系统获得的最小初速度为( ) A ．5 m/s B ．10 m/s C ．15 m/sD ．20 m/s解析：选B.由题知，x ＝200 m ，a ＝6 m/s 2，v ＝50 m/s ，由v 2－v 20＝2ax 得：v 0＝10 m/s ，故B 正确．5．(2019·黄冈中学高一检测)我国多地出现了雾霾天气，给交通安全带来了很大的危害，某地雾霾天气中高速公路上的能见度只有72 m ，要保证行驶前方突发紧急情况下汽车的安全，汽车行驶的速度不能太大．已知汽车刹车时的加速度为5 m/s 2.(1)若前方紧急情况出现的同时汽车开始制动，汽车行驶的速度不能超过多大？(结果可以带根号)(2)若驾驶员从感知前方紧急情况到汽车开始制动的反应时间为0.6 s ，汽车行驶的速度不能超过多大？解析：(1)汽车刹车的加速度a ＝－5 m/s 2，要在x ＝72 m 内停下，设行驶的速度不超过v 1， 由运动学公式有：0－v 21＝2ax 代入题中数据可得：v 1＝12 5 m/s.(2)设汽车行驶的速度不超过v 2，在驾驶员的反应时间t 0内汽车做匀速运动的位移为x 1，则 x 1＝v 2t 0刹车减速位移x 2＝－v 222ax ＝x 1＋x 2联立各式代入数据可得：v 2＝24 m/s. ★答案★：(1)12 5 m/s (2)24 m/s[课时作业]一、单项选择题1．(2019·无锡高一检测)两物体都做匀变速直线运动，在给定的时间间隔内( ) A ．加速度大的，其位移一定也大 B ．初速度大的，其位移一定也大 C ．末速度大的，其位移一定也大 D ．平均速度大的，其位移一定也大解析：选D.由x ＝v 0t ＋12at 2知：x 与v 0、a 都有关系，选项A 、B 均错误；由x ＝v 0＋v 2·t 知：x 还与v 0有关，选项C 错误；由x ＝v t 知：在t 一定时，x 与v 成正比，故选项D 正确． 2．如图所示，一辆正以8 m/s 速度沿直线行驶的汽车，突然以1 m/s 2的加速度加速行驶，则汽车行驶了18 m 时的速度为( )A．8 m/s B．12 m/sC．10 m/s D．14 m/s解析：选C.由v2－v20＝2ax得：v＝v20＋2ax＝82＋2×1×18 m/s＝10 m/s，故选C. 3．(2019·甘肃白银高一期中)国庆期间，京津冀地区平均PM2.5浓度维持在250 μg/m3左右，出现严重污染．已知汽车在京津高速上行驶限速120 km/h，由于雾霾的影响，某人开车在此段高速公路上行驶时，能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为50 m，该人的反应时间为0.5 s，汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为5 m/s2，为安全行驶，汽车行驶的最大速度是()A．10 m/s B．15 m/sC．20 m/s D．25 m/s解析：选C.设汽车行驶的最大速度为v，则有：v t0＋v22a＝x，即0.5v＋v210＝50，解得v＝20 m/s. 4．一辆汽车由静止开始做匀变速直线运动，从开始运动到驶过第一个100 m距离时，速度增加了10 m/s，汽车驶过第二个100 m时，速度的增加量是()A．4.1 m/s B．8.2 m/sC．10 m/s D．20 m/s解析：选A.设驶过第一个100 m时的速度为v1，驶过第二个100 m时的速度为v2，则由v2－v20＝2ax得，v21＝2ax①v22－v21＝2ax②联立①②式解得v2＝14.1 m/s，故驶过第二个100 m时速度的增加量Δv＝v2－v1＝4.1 m/s，因此A正确．5．(2019·东北育才中学高一检测)两个小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动，若它们的初速度之比为1∶2，它们运动的最大位移之比为()A．1∶2 B．1∶4C．1∶ 2 D．2∶1解析：选B.由0－v20＝2ax得x1x2＝v201v202，故x1x2＝⎝⎛⎭⎫122＝14，B正确．6．汽车进行刹车实验，若速率从8 m/s匀减速至零要用时1 s，按规定速率为8 m/s的汽车刹车后拖行路程不得超过5.9 m，那么上述刹车实验的拖行路程是否符合规定()A．拖行路程为8 m，符合规定B．拖行路程为8 m，不符合规定C．拖行路程为4 m，符合规定D ．拖行路程为4 m ，不符合规定解析：选C.由题意可知，该实验的汽车的加速度a ＝0－v t ＝0－81m/s 2＝－8 m/s 2，再由运动学公式，可得位移x ＝0－v 22a ＝0－822×（－8）m ＝4 m ，C 正确．7．一物体做匀加速直线运动，通过一段位移Δx 所用的时间为t 1，紧接着通过下一段位移Δx 所用的时间为t 2，则物体运动的加速度为( ) A.2Δx （t 1－t 2）t 1t 2（t 1＋t 2） B.Δx （t 1－t 2）t 1t 2（t 1＋t 2） C.2Δx （t 1＋t 2）t 1t 2（t 1－t 2）D.Δx （t 1＋t 2）t 1t 2（t 1－t 2）解析：选A.物体做匀加速直线运动，利用中间时刻的瞬时速度等于全过程的平均速度，得v t 12＝Δx t 1，v t 22＝Δx t 2，又v t 22＝v t 12＋a t 1＋t 22，得a ＝2Δx （t 1－t 2）t 1t 2（t 1＋t 2），所以选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．8．(2019·山西高一月考)平直公路上有一超声波测速仪B ，汽车A 向B 做直线运动，当两者相距355 m 时刻，B 发出超声波，同时由于紧急情况A 刹车，当B 接收到反射回来的超声波信号时，A 恰好停止，此时刻AB 相距335 m ．已知超声波的声速为340 m/s ，则汽车刹车的加速度为( ) A ．20 m/s 2 B ．10 m/s 2 C ．5 m/s 2D ．无法确定解析：选B.设汽车的加速度为a ，运动的时间为t ，匀减速运动直到静止可以看成初速度为零的匀加速直线运动，则有s ＝12at 2＝(355－335) m ＝20 m ，超声波来回的时间为t ，则单程的时间为t 2，根据x ′＝12a ⎝⎛⎭⎫t 22，得x ′＝5 m ，知超声波与汽车相遇时，超声波的位移x ＝(5＋335) m＝340 m ，所以t 2＝xv 声＝1 s ，t ＝2 s ．所以汽车的加速度大小为10 m/s 2.故B 正确，A 、C 、D 错误．二、多项选择题9．(2019·成都四中高一检测)一汽车在公路上以54 km/h 的速度行驶，突然发现前方30 m 处有一障碍物，为使汽车不撞上障碍物，驾驶员立刻刹车，刹车的加速度为6 m/s 2，则驾驶员允许的反应时间可以为( ) A ．0.5 s B ．0.7 s C ．0.8 sD ．0.9 s解析：选AB.汽车在驾驶员的反应时间内做匀速直线运动，刹车后做匀减速直线运动．根据题意和匀变速直线运动的规律可得v 0t ＋v 202a≤l ，代入数据解得t ≤0.75 s ，故A 、B 正确．10．某物体以速度v 匀速通过直线上的A 、B 两点，所用时间为t ；现在该物体从A 点由静止出发，先做匀加速直线运动(加速度大小为a 1)到某一最大速度v m 后立即做匀减速直线运动(加速度大小为a 2)至B 点速度恰好为0，所用时间仍为t .则( ) A ．v m 只能为2v ，与a 1、a 2的大小无关 B ．v m 可为许多值，与a 1、a 2的大小有关 C ．a 1、a 2必须是确定的一组值 D ．a 1、a 2必须满足1a 1＋1a 2＝t2v解析：选AD.由x AB ＝v t ＝v m 2t 1＋v m 2t 2＝v m2t ，得v m ＝2v ，与a 1、a 2的大小无关，选项A 正确，B 错误；由t 1＝v m a 1，t 2＝v m a 2，得t ＝v m a 1＋v m a 2，即1a 1＋1a 2＝t2v ，选项C 错误，D 正确．11.(2019·山东枣庄高一月考)一个物体以初速度v 0沿光滑斜面向上运动，其速度v 随时间t 变化的规律如图所示，在连续两段时间m 和n 内对应面积均为S ，设b 时刻的加速度和速度分别为a 和v b ，则( ) A ．a ＝2（m －n ）S（m ＋n ）mnB ．a ＝2（n －m ）S（m ＋n ）mnC ．v b ＝（m ＋n ）SmnD ．v b ＝（m 2＋n 2）S（m ＋n ）mn解析：选AD.根据x ＝v 0t ＋12at 2得：S ＝v a m ＋12am 2①S ＝v b n ＋12an 2②v b ＝v a ＋am ③①②③联立得：a ＝2（m －n ）S （m ＋n ）mn ，v b ＝（m 2＋n 2）S（m ＋n ）mn故选AD.12.甲、乙两车在一平直道路上同向运动，其v －t 图象如图所示，图中△OPQ 和△OQT 的面积分别为S 1和S 2(S 2>S 1)．初始时，甲车在乙车前方S 0处( ) A ．若S 0＝S 1＋S 2，两车不会相遇 B ．若S 0<S 1，两车相遇2次 C ．若S 0＝S 1，两车相遇1次 D ．若S 0＝S 2，两车相遇1次解析：选ABC.由题图可知甲的加速度a 1比乙的加速度a 2大，在达到速度相等的时间T 内两车相对位移为S 1，若S 1<S 0，则乙车还没有追上甲车，此后甲车比乙车快，不可能追上，选项A 正确；若S 0<S 1，乙车追上甲车时乙车比甲车快，因为甲车加速度大，甲车会再追上乙车，之后乙车不能再追上甲车，选项B 正确；若S 0＝S 1，恰好在速度相等时追上，之后不会再相遇，选项C 正确；若S 0＝S 2(S 2>S 1)，两车速度相等时还没有追上，并且之后甲车快，更追不上，选项D 错误． 二、非选择题13．(2019·衡水高一检测)做匀减速直线运动的物体经4 s 后停止，若在第1 s 内的位移是14 m ，则最后1 s 的位移大小与4 s 内位移大小各是多少？ 解析：法一：常规解法设初速度为v 0，加速度大小为 a ，由已知条件及公式： v ＝v 0＋at ，x ＝v 0t ＋12at 2可列方程⎩⎪⎨⎪⎧0＝v 0－a ×414＝v 0×1－12a ×12 解得⎩⎪⎨⎪⎧v 0＝16 m/s a ＝4 m/s 2 最后1 s 的位移为前4 s 的位移减前3 s 的位移 x 1＝v 0t 4－12at 24－⎝⎛⎭⎫v 0t 3－12at 23 ＝⎣⎡⎦⎤16×4－12×4×42－⎝⎛⎭⎫16×3－12×4×32 m ＝2 m 4 s 内的位移为x 2＝v 0t 4－12at 24＝⎝⎛⎭⎫16×4－12×4×16m ＝32 m. 法二：逆向思维法将时间反演，则上述运动就是一初速度为零的匀加速直线运动． 则14＝12at 24－12at 23其中t 4＝4 s ，t 3＝3 s ， 解得a ＝4 m/s 2 最后1 s 内的位移为 x 1＝12at 21＝12×4×12 m ＝2 m 4 s 内的位移为x 2＝12at 24＝12×4×42 m ＝32 m. ★答案★：2 m 32 m14．甲、乙两车在同一直线轨道上同向行驶，甲车在前，速度为v 1＝8 m/s ，乙车在后，速度为v 2＝16 m/s ，当两车相距x 0＝8 m 时，甲车因故开始刹车，加速度大小为a 1＝2 m/s 2，为避免相撞，乙车立即开始刹车，则乙车的加速度至少为多大？ 解析：方法一：临界法两车速度相同均为v 时，设所用时间为t ，乙车的加速度大小为a 2，则：v 1－a 1t ＝v 2－a 2t ＝v v 1＋v 2t ＝v 2＋v2t －x 0， 解得：t ＝2 s ，a 2＝6 m/s 2即t ＝2 s 时刻，两车恰好未相撞，显然此后在停止运动前，甲的速度始终大于乙的速度，故可避免相撞．满足题意的条件为乙车的加速度至少为6 m/s 2. 方法二：函数法甲运动的位移：x 甲＝v 1t －12a 1t 2x 乙＝v 2t －12a 2t 2避免相撞的条件为：x 乙－x 甲＜x 0 即12(a 2－a 1)t 2＋(v 1－v 2)t ＋x 0＞0， 代入数据有：(a 2－2)t 2－16t ＋16＞0 不等式成立的条件是：Δ＝162－4×16(a 2－2)＜0，且a 2－2＞0解得：a 2＞6 m/s 2方法三：图象法如图所示，当速度相同时，阴影面积Δx 表示两者位移之差，若Δx ≤x 0，则不会相撞，由几何关系得： Δx ＝（v 2－v 1）t 2＝x 0解得：t ＝2 s由v 1－a 1t ＝v 2－a 2t 得：a 2＝6 m/s 2故乙车的加速度大于6 m/s 2才能避免两车相撞． ★答案★：6 m/s 2。
新人教版必修高中物理第二章匀变速直线运动的速度与位移的关系
动,且规定初速度的反方向为正方向时,a、x就会同时为负值,选项D
错误。
答案B
探究一
探究二
探究三
随堂检测
2.假设某战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度
v所需时间为t,则起飞前的运动距离为(
)
A.vt
B. 2
C.2vt
D.不能确定
典例剖析
例3一物体做匀变速直线运动,在连续相等的两个时间间隔内,通
过的位移分别是24 m和64 m,每一个时间间隔为4 s,求物体在第1个
4 s初的速度大小和物体的加速度大小。
点拨若题中已知等时间间隔内的位移,用逐差法求解较为简单。
解析方法一 常规解法
如图所示,物体从A到B,再从B到C各用时4 s,AB=24 m,BC=64 m,
公式意义
各量意义
公式特点
矢量性
适用条件
初、末速度、加速度和位移之间的关系
v、v0、a、x 分别为末速度、初速度、加
速度、位移
①含有 4 个量,若知其中三个,能求另外一
个。②不含时间 t
x、v0、a 均为矢量,应用公式时,一般选 v0
的方向为正方向,若匀加速,a>0;若匀减
速,a<0
匀变速直线运动
探究一
C.物体运动到斜面中点时瞬时速度是
2
D.物体从顶点运动到斜面中点所需的时间是
v=
2
2
解析全程的平均速度
= ,A 对。2时,物体的速度等于全程的
平均速度,B 错。若末速度为 v,则2 = ,故中间位置的速度 v 中= =
2.4匀变速直线运动的速度与位移的关系
【解析】选D。vB2=2axAB,vC2=2axAC,故vB∶vC= x ∶ x AB AC
=1∶ 2 ,A、B错;tAB∶tAC= v B∶vC 1 ∶ 2 ,而tBC=tAC-tAB,
a a
故滑块通过AB、BC两段的时间之比tAB∶tBC=1∶( 2 -1)
=( 2 +1)∶1,C错、D对。
①1T末、2T末、3T末…瞬时速度之比：
由v=at可得：v1∶v2∶v3…=1∶2∶3…
【解析】选A、C。在加速运动阶段v2=2a1x1,v=a1t1;在 减速运动阶段0-v2=2(-a2)x2,0-v=-a2t2。由以上几式
x1 a 2 a1 t 2 x1 t 1 ， , 进一步可得 可得 选项A、C正 x 2 a 1 a 2 t1 x2 t2
确。
2.(2016·金华高一检测)如图所示,一 小滑块从斜面顶端A由静止开始沿斜面 向下做匀加速直线运动到达底端C,已知 AB=BC,则下列说法正确的是( ) A.滑块到达B、C两点的速度之比为1∶2 B.滑块到达B、C两点的速度之比为1∶4 C.滑块通过AB、BC两段的时间之比为1∶ 2 D.滑块通过AB、BC两段的时间之比为( 2 +1)∶1
4
匀变速直线运动的速度与位移的关系
学
1.理解匀变速直线运动的速度与位移的关系。
习
目
2.掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和
时间之间的相互关系,会用公式求解匀变速直线运
标
动的问题。
速度与位移的关系式
2ax 。 1.公式：v2-v02=____ v0+at 。 2.推导：速度公式v=_____ 位移公式x= v0 t 1 at 2 。 2ax 。 由以上两式可得：v2-v02=____
高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系 匀变速直线运动三个推论习题
2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系 匀变速直线运动三个推论一、以考查知识为主试题【容易题】1、一个质点由A 向C 做匀加速直线运动，B 为AC 间的一点，如图所示。
已知m x AB 40=,m x BC 60=，s t t BC AB 4==，求质点的加速度？答案：1.252s m2、一个质点做匀加速直线运动，前2s 的位移为4m ，第6s 末到第8s 末的位移为16m ，求质点的加速度？答案：1 2s m3、一物体以某一速度冲上一光滑斜面，前4s 的位移为1.6m ，随后4s 的位移为零，那么物体的加速度多大？（设物体做匀变速运动）答案：0.1 2s m4、一个做匀变速直线运动的质点，初速度为0.5m/s ，在第9s 内的位移比第5s 内的位移多4m ，求：（1）质点的加速度；（2）质点在9s 内通过的位移。
答案：（1）12s m ；（2）45m5、证明：匀变速直线运动的相邻时间的位移差是个定值。
6、一个质点正在做匀加速直线运动，用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相，由闪光照片得到的数据，发现质点在第一次、第二次闪光的时间间隔内移动了2m ；在第三次、第四次闪光的时间间隔内移动了8 m 。
由此可以求得( )A ．第一次闪光时质点的速度B ．质点运动的加速度C ．从第二次闪光到第三次闪光这段时间内质点的位移D ．质点运动的初速度答案：C7、一小球在桌面上从静止开始做匀加速直线运动，现用数码摄相机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号。
如图所示，位置1恰好为小球刚开始运动的瞬间，摄相机相邻两次曝光的时间间隔均为0.1s ，则小球从位置3到位置5的运动过程中的平均速度为 m/s ，小球运动过程中的加速度为 2s m （保留1位有效数字）．答案：在打点3到5时间内的平均速度0.9m/s ，小车的加速度23s m 。
8、质点做直线运动的位移x 与时间t 的关系是25t t x +=(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点( )A ．第1 s 内的位移是5 mB ．前2 s 内的平均速度是6 m/sC ．任意相邻的1 s 内位移差都是1 mD ．任意1 s 内的速度增量都是2 m/s答案：D9、关于质点的运动，下列说法正确的是（ ）A ．某时刻速度为零，此时刻加速度一定为零B ．质点的速度改变越快，其加速度越大C ．做匀加速直线运动的物体，在相邻两段时间间隔内通过的位移之差为定值D ．质点做单方向直线运动，其加速度逐渐增大时，其速度可能会逐渐减小答案：BCD10、一列火车做匀变速直线运动，一人在轨道旁观察火车的运动，发现在相邻的两个10s 内，列车从他跟前分别驶过8节和6节车厢，每节车厢长8m （连接处长度不计）．求：（1）火车的加速度a（2）此人开始观察时火车速度的大小答案：（1）火车的加速度为216.0s m -；（2）人开始观察时火车速度的大小为s m 2.7。
第二章4匀变速直线运动的速度与位移的关系
解析：v2B＝2axAB，v2C＝2axAC，故 vB∶vC＝ xAB∶ xAC ＝1∶ 2，A、B 错；tAB∶tAC＝vaB∶vaC＝1∶ 2，而 tBC＝ tAC－tAB，故滑块通过 AB、BC 两段的时间之比 tAB∶tBC ＝1∶( 2－1)＝( 2＋1)∶1，C 错，D 对．
亮时汽车以 3 m/s2 的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行 车以 6 m/s 的速度匀速驶来，从后面超过汽车．
(1)汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长 时间两车相距最远？此时距离是多少？
解析：平均速度 vAB＝7v＋2 v＝4v，即中间时刻的瞬 时 速 度 为 4v ， B 对 ； 中 点 位 移 处 的 速 度 v x ＝
2 （7v）2 2＋v2＝5v，A 错；由Δ x＝a2t 2和 7v＝v＋at， 可以判断 C 对；由x2＝5v＋2 vt1 和x2＝5v＋2 7vt2 得 t1＝2t2， D 对．
灵活利用匀变速 运动的规律解决 实际问题.
知识点 速度与位移的关系式
提炼知识
1．公式：v2－v20＝2ax． 2．推导． 速度公式：v＝v0＋at．
v0t＋12at2
位移公式：x＝_________． 由以上两式可得：v2－v20＝2ax．
判断正误
1．公式 v2－v20＝2ax 中 v20前面的“－”号表示 v0 的 方向．(×)
间之比． t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶ 2∶ 3∶…∶ n. (6)通过连续相等的位移所用时间之比． t Ⅰ ∶ t Ⅱ ∶ t Ⅲ ∶ … ∶ tn ＝ 1∶( 2 － 1)∶( 3 －
物理2 4《匀变速直线运动的速度与位移的关系》课件
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)。
(4)通过前 x、前 2x、前 3x…位移时的速度之比 v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶ 2∶ 3∶…∶ n。 (5)通过前 x、前 2x、前 3x…的位移所用时间之比 t1∶t2∶t3∶…∶tn＝ 1∶ 2∶ 3∶…∶ n
(6)通过连续相等的位移所用时间之比 tⅠ∶tⅡ∶tⅢ∶…∶tn＝1∶( 2－1)∶( 3－ 2)∶…∶( n－ n－1)。
由图知10～40 s内汽车匀速行驶，因此 v2＝v1＝20 m/s 运动学公式得60 s末汽车的速度
①
②
由图知40～60 s内汽车以加速度1 m/s2匀减速行驶，由
v3＝(20－1× m/s＝0③ 20) 根据①②③式，可画出汽车在 0～60 s 内 的 v－t 图线，如图所示。 (2)由图可知，在这 60 s 内汽车行驶的路 程为 30＋60 s＝ × m＝900 m。④ 20 2 [答案] (1)见解析图 (2)900 m
v1 解析：由 v1＝at1 得，a＝ ＝1 m/s2 t1 1 所以第 1 s 内的位移 x1＝ a×12 m＝0.5 m 2 (1)由于第 4 s 末与第 6 s 末的速度之比 v1∶v2＝4∶6＝2∶3 3 故第 6 s 末的速度 v2＝ v1＝6 m/s 2
(2)第1 s内与前6 s内的位移之比x1∶x6＝12∶62
2
x2
解方程得：vx＝ 2
答案：
vA 2＋vB 2 2
[例2]
汽车由静止开始在平直的公路
上行驶，0～60 s内汽车的加速度随时间变 化的图线如图2－4－2所示。 (1)画出汽车在0～60 s内的v－t图线； (2)求在这60 s内汽车行驶的路程。 [思路点拨] (1)首先由图像确定汽车的运动情况。确定 图2－4－2
2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修一第二章 (4)
2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系如果有关匀变速直线运动问题的已知量和未知量都不涉及时间t ，该如何处理才能使问题变得简单、方便？一、匀变速直线运动的速度—位移关系式推导由匀变速直线运动的速度公式和位移公式at v v +=0，2021at t v x += 消去时间t ，可得v 2－v 02=2ax ，这就是匀变速直线运动的速度—位移关系式。
匀变速直线运动的速度—位移关系式反映了初速度、末速度、加速度与位移之间的关系，在不涉及时间或不需要求时间的情况下，用这个公式分析求解问题通常比较简便。
与其他匀变速直线运动的规律一样，该式在应用时也必须注意符号法则，当取初速度的方向为正方向时，加速度和位移也都带有符号。
例 （2013·重庆市冲刺卷）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 1，车头经过桥尾时的速度为v 2，则车尾通过桥尾时的速度为A ．v 1·v 2B ．2221v v +C ．21222v v +D ．21222v v -解析：当车头驶过桥头运动的位移为2L 时，车尾刚好通过桥尾，设此时速度为v ，由匀变速直线运动规律，aL v v 22122=-，L a v v 22212⋅=-，联立解得：21222v v v -=，选项D 正确。
【高考链接】 （2013年·广东卷）某航母跑道长200m 飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s 2，起飞需要的最低速度为50m/s 。
那么，飞机在滑行前，需要借助弹射系统获得的最小初速度为A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s解析：由运动学公式v 2-v 02=2as 可知v 0=10m/s ，故选B 正确。
二、匀变速直线运动的基本规律1.速度—时间的关系式：v =v 0+at速度公式反映了匀变速直线运动的瞬时速度随时间变化的规律，式中v 0 是开始计时时的瞬时速度，v 是经过时间t 后的瞬时速度；若初速度v 0=0，则v = at ，瞬时速度与时间成正比。
匀变速直线运动的速度与位移的关系
匀变速直线运动的速度与位移的关系
匀变速直线运动的速度与位移的关系：2ax=vt²-vo²，x=vot+½at²。
匀变速直线运动，速度均匀变化的直线运动，即加速度不变的直线运动。
匀变速直线运动公式
速度时间公式：v=vo+at
位移时间公式：x=vot+½at²;
速度位移公式：2ax=vt²-vo²;
其中a为加速度，vo为初速度,v为末速度,t为该过程所⽤时间，x为该过程中的位移。
位移计算公式
物体在某⼀段时间内，如果由初位置移到末位置，则由初位置到末位置的有向线段叫做位移。
它的⼤⼩是运动物体初位置到末位置的直线距离；⽅向是从初位置指向末位置。
位移只与物体运动的始末位置有关，⽽与运动的轨迹⽆关。
如果质点在运动过程中经过⼀段时间后回到原处，那么，路程不为零⽽位移则为零。
ΔX=X2-X1(末位置减初位置) 要注意的是位移是直线距离，不是路程。
在国际单位制中，位移的主单位为：⽶。
此外还有：厘⽶、千⽶等。
匀变速运动的位移公式：x=v0t+½at²
匀变速运动速度与位移的推论：x=Vot+½at²
注：v0指初速度vt指末速度。
高中物理第二章匀变速直线运动的研究4匀变速直线运动的速度与位移的关系课件新人教版必修1
4.两种特殊形式:
(1)当v0=0时,v2=2ax。(初速度为零的匀加速直线运动)
(2)当v=0时,-
v
2 0
=2ax。(末速度为零的匀减速直线运
动)
【典例示范】 (2019·成都高一检测)随着机动车数量的增加,交通安 全问题日益凸显。分析交通违法事例,将警示我们遵守 交通法规,珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为 49 t,以54 km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹 车,货车立即做匀减速直线运动,加速度的大小为 2.5 m/s2(不超载时则为5 m/s2)。
运动,故v6=0。
(2)由 v 02-v2=2ax, 得 v v 0 2 2 a x 2 0 2 2 5 3 0 m / s 1 0 m / s ， 故所需时间 t2v0av205 10s2s。
(3)由位移公式:
xv0 2
202
m40 m。
2a 25
答案:(1)5 m/s 0 (2)10 m/s 2 s (3)40 m
2a 2 4
所以系统设置的安全距离约为12.5 m,故C正确,A、B、 D错误。
2.(2019·济宁高一检测)汽车在平直的公路上以 20 m/s的速度做匀速直线运动,发现前面有情况而刹车, 获得的加速度大小为5 m/s2,求: (1)汽车经过3 s、6 s时速度的大小分别是多少。 (2)汽车经过30 m时的速度大小及所用时间。 (3)汽车滑行多少距离会停止运动。
(4)如果题目中无加速度a,也不求加速度,一般选用公
式 xv0 vt vt。
2
2.用匀变速直线运动规律解题的步骤: (1)认真审题,弄清题意和物体的运动过程,必要的时候 画出物体运动过程的示意图。 (2)明确已知物理量和要求的物理量。
匀变速直线运动的速度与位移的关系
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第二章 匀变速直线运动的研究
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第二章 匀变速直线运动的研究
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第二章 匀变速直线运动的研究
2．在交通事故分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车
则下列说法不正确的是( )
A．物体运动全过程中的平均速度是Lt
B．物体在2t 时的瞬时速度是2tL
C．物体运动到斜面中点时瞬时速度是
2L t
D．物体从顶点运动到斜面中点所需的时间是
2t 2
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第二章 匀变速直线运动的研究
【审题指导】 (1)对于匀变速直线运动，某段时间内的
平均速度、中间时刻的速度与初、末速度之间的关系式是 v ＝ v2t＝v0＋2 v 。
(1)速度不变的运动一定是匀速直线运动。( )
(2)加速度不变的运动一定是匀变速直线运动。( )
(3)公式 v＝ΔΔxt仅适用于匀变速直线运动。(
)
(4)公式 v2－v20＝2ax 仅适用于匀变速直线运动。( ) (5)只要加速度不变，公式 v2－v20＝2ax 都适用。( )
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v
中＝
v＝ 2
2t L，C 对。设物体的
加速度为 a，到达中间位置用时 t′，则 L＝12at2，L2＝12at′2，
所以 t′＝ 22t，D 对。
【答案】 B
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第二章 匀变速直线运动的研究
【总结提升】 处理直线运动的方法口诀 运用一般公式法，平均速度是简法。 中间时刻速度法，初速度为零比例法。 若是相邻等时间，位移逐差是妙法。 再加几何图象法，求解运动好方法。
第二章 4 匀变速直线运动的速度与位移的关系
4 匀变速直线运动的速度与位移的关系课型：实验课 课时：2 主备：吴桂花 日期： 2012 年09月20 日班级 组别 座号 姓名学习目标1.掌握位移速度公式，会用公式解决有关问题。
2.知道匀变速直线运动的其他一些扩展公式。
3.掌握匀变速直线运动的规律，灵活运用各种公式解决实际问题。
重点：1.应用速度与位移的关系公式解决实际问题。
2.与位移有关的关系式的总结与应用。
难点：1.匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间之间的 相互关系。
2.选用正确公式快速解决实际问题。
学习过程一、课前感知，自主学习检测（一）匀变速直线运动的速度与位移的关系 匀变速直线运动的速度公式为_________，位移公式为___________，由以上两个公式消去时间t ，就可以得出匀变速直线运动的位移与速度的关系式___________。
（二）匀变速直线运动的公式1.匀变速直线运动的几个基本公式。
(1)位移公式____________。
(2)速度公式__________。
(3)位移—速度公式：____________。
2.关于位移的几个不同公式。
(1)x=__________。
(2)x=______。
(3)x=_______。
【判一判】 (1)公式x αυυ2202=- 适用于任何变速运动。
( )(2)由公式x αυυ2202=- 可知在一定时间t 内，运动物体的末速度越大，位移就越大。
( )(3)对于匀变速直线运动问题，若不涉及时间，应优先考虑公式x αυυ2202=-。
( )(4)若v=0,则公式x αυυ2202=-变为x αυ220=- ，可知此时加速度a 一定是负值。
( )二 、课堂导学，小组合作探究主题一：匀变速直线运动的速度与位移的关系式x αυυ2202=-的讨论1.尝试独立推导位移与速度的关系公式。
匀变速直线运动的速度与位移的关系 1.关系式：x αυυ2202=-。
2.适用条件：匀变速直线运动。
高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 第2章 匀变速直线运动的研究 第2节 匀变速直线运动的速度与
(1)因为v、v0、a都是矢量，在直线运动中这些矢量只可能有两个方向，所以如果选定该直线的一个方向为正方向，则凡与规定正方向相同的矢量在公式中取正值，与规定正方向相反的矢量取负值． (2)应用：该公式中有四个物理量，知道任意三个便能确定第四个，是常用的匀变速直线运动的基本公式． (3)特别指出：当v0＝0(即从静止开始加速)时，公式变成为v＝at，瞬时速度和时间成正比．
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2.如下图是四个物体分别做直线运动的v－t图象，其中做匀变速直线运动的是( )
【解析】
【答案】 BC
〔说一说〕
如右图所示是一个物体运动的v-t图象．它的速度怎样变化？在相等的时间间隔内，速度的变化量总是相等吗？物体在做匀加速运动吗？ 【点拨】 匀变速直线运动在任意相等的时间内速度的变化都相等，速度均匀变化．图中显示出其速度在增加，在相等的时间间隔内，速度的变化量不相等，则物体的运动不是匀加速运动，是加速度在减小的变加速直线运动．
(1)匀加速直线运动是物体的速度随着时间均匀增加的直线运动． (2)匀减速直线运动是物体的速度随着时间均匀减小的直线运动．
加速度
3．直线运动的v-t图象． (1)匀速直线运动的v-t图象是一条平行于时间轴的直线，如右上图所示．
(2)匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线，如右图所示a表示匀加速直线运动 ，b表示匀减速直线运动． (3)v-t图线的倾斜程度，即图线斜率等于物体的加速度．
2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
1．了解匀变速直线运动的概念和特点，知道其两种运动类型． 2．知道匀变速直线运动速度—时间图象的特征． 3．理解匀变速直线运动的速度与时间的关系，会根据速度与时间的关系式进行相关计算．
一、匀变速直线运动 1．定义：沿着一条直线，且 恒定不变的运动． 2．分类：
匀变速直线运动的速度与位移的关系
匀变速直线运动的速度与位移的关系【学习目标】1、会推导公式2202t v v ax -=2、掌握公式2202t v v ax -=，并能灵活应用【要点梳理】要点一、匀变速直线运动的位移与速度的关系根据匀变速运动的基本公式 0t v v a t =+，2012x v ta t =+， 消去时间t ，得2202t v v ax -=．即为匀变速直线运动的速度—位移关系．要点诠释：①式是由匀变速运动的两个基本关系式推导出来的，因为不含时间，所以若所研究的问题中不涉及时间这个物理量时利用该公式可以很方便, 应优先采用． ②公式中四个矢量t v 、0v 、a 、x 也要规定统一的正方向. 要点二、匀变速直线运动的四个基本公式(1)速度随时间变化规律：0t v v at =+． (2)位移随时间变化规律：2012x v t at =+． (3)速度与位移的关系：2202t v v ax -=．(4)平均速度公式：02t x v v +=，02tv v x t +=． 要点诠释：运用基本公式求解时注意四个公式均为矢量式，应用时，要选取正方向．公式(1)中不涉及x ，公式(2)中不涉及t v ，公式(3)中不涉及t ，公式(4)中不涉及a ，抓住各公式特点，灵活选取公式求解．共涉及五个量，若知道三个量，可选取两个公式求出另两个量． 要点三、匀变速直线运动的三个推论 要点诠释：(1)在连续相邻的相等的时间(T )内的位移之差为一恒定值，即△x ＝aT 2(又称匀变速直线运动的判别式)．推证：设物体以初速v 0、加速度a 做匀加速直线运动，自计时起时间T 内的位移 21012x v T aT =+． ① 在第2个时间T 内的位移220112(2)2x v T a T x =+- 2032v T aT =+． ②即△x ＝aT 2．①122222n n n n x x x x x a T T T ++--∆===323n nx x T +-==… ②x 2-x 1＝x 3-x 2＝…＝x n -x n -1，据此可补上纸带上缺少的长度数据．(2)某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度 即022tt v v v v +==． 推证：由v t ＝v 0+at ， ① 知经2t时间的瞬时速度 022t tv v a =+． ② 由①得0t at v v =-，代入②中，得00/20001()2222t t t t v v v v v v v v v +=+-=+-=，即022tt v v v +=． (3)某段位移内中间位置的瞬时速度2x v 与这段位移的初、末速度v 0与v t 的关系为22021()2x t v v v =+． 推证：由速度－位移公式2202t v v ax -=， ①知220222x xv v a-=． ② 将①代入②可得22220022t x v v v v --=，即22021()2x t v v v =+．要点四、初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式要点诠释：初速度为零的匀加速直线运动是一种特殊的匀变速直线运动，它自己有着特殊的规律，熟知这些规律对我们解决很多运动学问题很有帮助．设以t ＝0开始计时，以T 为时间单位，则(1)1T 末、2T 末、3T 末、…瞬时速度之比为v 1:v 2:v 3:…＝1:2:3:…． 可由v t ＝at ，直接导出(2)第一个T 内，第二个T 内，第三个T 内，…，第n 个T 内的位移之比为：x 1:x 2:x 3:x n ＝1:3:5:…:(2n -1)．推证：由位移公式212x at =得2112x aT =， 2222113(2)222x a T a T a T =-=， 2211(3)(2)x a T a T =-25aT =．可见，x 1 : x 2 : x 3 : … : x n ＝1 : 3 : 5 : … : (2n -1)．即初速为零的匀加速直线运动，在连续相等的时间内位移的比等于连续奇数的比．(3)1T 内、2T 内、3T 内、…、位移之比为：222123123x x x =：：：…：：：…， 可由公式212x at =直接导出． (4)通过连续相同的位移所用时间之比 1231(21)(32)(1)n t t t t n n =----::::::::． 推证：由212x at =知12xt a=， 通过第二段相同位移所用时间 22222(21)xx xt a a a⨯=-=-， 同理：33222x xt a a⨯⨯=-， 2(32)xa=-， 则1231(21)(32)(1)n t t t t n n ⋅⋅⋅=-⋅⋅⋅--::::::-::．要点五、纸带问题的分析方法(1)“位移差法”判断运动情况，设时间间隔相等的相邻点之间的位移分别为x 1、x 2、x 3…． ①若x 2-x 1＝x 3-x 2＝…＝1n n x x --＝0，则物体做匀速直线运动． ②若x 2-x 1＝x 3-x 2＝…＝1n n x x --＝△x ≠0，则物体做匀变速直线运动．(2)“逐差法”求加速度，根据x 4-x 1＝x 5-x 2＝x 6-x 3＝3aT 2(T 为相邻两计数点的时间间隔)，有 41123x x a T -=，52223x x a T -=，63323x x a T-=， 然后取平均值，即1233a a a a ++=6543212()()9x x x x x x T ++-++=． 这样使所给数据全部得到利用，以提高准确性．要点诠释：①如果不用“逐差法”求，而用相邻的x 值之差计算加速度，再求平均值可得：32546521222215x x x x x x x x a T T T T ----⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭6125x x T -=．比较可知，逐差法将纸带上x 1到x 6各实验数据都利用了，而后一种方法只用上了x 1和x 6两个实验数据，实验结果只受x 1和x 6两个数据影响，算出a 的偶然误差较大．大段位移，那么在处理纸带时，可以测量出这两大段位移代入上式计算加速度，但要注意分母(3T )2而不是3T 2．(3)瞬间速度的求法在匀变速直线运动中，物体在某段时间t 内的平均速度与物体在这段时间的中间时刻2t时的瞬时速度相同，即2t v v =．所以，第n 个计数点的瞬时速度为：12n n n x x v T++=． (4)“图象法”求加速度，即由12n n n x x v T-+=，求出多个点的速度，画出v -t 图象，直线的斜率即为加速度．【典型例题】类型一、公式2202tv v ax -=的应用 例1、一列从车站开出的火车，在平直轨道上做匀加速直线运动，已知这列火车的长度为l ，当火车头经过某路标时的速度为v 1，而车尾经过这个路标时的速度为v 2，求： (1)列车的加速度a ；(2)列车中点经过此路标时的速度v ； (3)整列火车通过此路标所用的时间t ．【答案】（1）22212v v a l -= （2） 22122v v v += （3）122l t v v =+【解析】火车的运动情况可以等效成一个质点做匀加速直线运动，某一时刻速度为v 1，前进位移l ，速度变为v 2，所求的v 是经过2l处的速度．其运动简图如图所示．(1)由匀变速直线运动的规律得22212v v al -=，则火车的加速度为22212v v a l-=．(2)火车的前一半通过此路标时，有22122l v v a -=， 火车的后一半通过此路标时，有22222l v v a-=， 所以有222212v v v v -=-，故22122v v v +=．(3)火车的平均速度122v v v +=，故所用时间122l lt v v v ==+． 【总结升华】对于不涉及运动时间的匀变速直线运动问题的求解，使用2202t v v ax -=可大大简化解题过程．【变式1】在风平浪静的海面上，有一战斗机要去执行一项紧急飞行任务，而航空母舰的弹射系统出了故障，无法在短时间内修复．已知飞机在跑道上加速时，可能产生的最大加速度为5m/s 2，起飞速度为50m/s ，跑道长为100 m ．经过计算发现在这些条件下飞机根本无法安全起飞．航空母舰不得不在海面上沿起飞方向运动，从而使飞机获得初速度，达到安全起飞的目的，那么航空母舰行驶的速度至少为多大? 【答案】18.4m /s【解析】若飞机从静止起飞，经过跑道100 m 后，速度为v ． 由v 2＝2ax ．知25100m/s 1010m/s 50m/s v =⨯⨯=<． 故航空母舰要沿起飞方向运动．取航空母舰为参考系，21010m/s 31.6m/s t v ax ===， 故航空母舰行驶的速度至少为(5031.6)m/s 18.4m/s v '=-=．【高清课程：匀变速直线运动中速度与位移的关系 第5页】【变式2】某飞机着陆时的速度是216km/h ，随后匀减速滑行，加速度的大小是2m/s 2。
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匀变速直线运动的速度与位移的关系
1．(山东省泰安市2016～2017学年高一上学期三校联考)如图所示，若有一个小孩从滑梯上由静止开始沿直线匀加速下滑。
当他下滑距离为L 时，速度为v ，当它的速度是v
2时，
它沿斜面下滑的距离是导学号 99684220( A )
A ．L 4
B ．
2L
2
C ．L
2
D ．3L 4
解析：由题意知：v 2
＝2aL (v
2
)2
＝2ax 解得x ＝L
4
，A 选项正确。
2.(北京市昌平区临川育人学校2016～2017学年高一上学期期中)汽车在平直公路上做刹车实验，若从t ＝0时起汽车在运动过程中的位移x 与速度的平方v 2
之间的关系如图所示，下列说法正确的是导学号 99684221( D )
A ．刹车过程汽车加速度大小为10m/s 2
B ．刹车过程持续的时间为5s
C ．刹车过程经过3s 的位移为7.5m
D ．t ＝0时汽车的速度为10m/s
解析：根据0－v 2
＝2ax ，结合图线知汽车做匀减速直线运动，x v 2＝－12a ，可知12a ＝10100
，
解得刹车过程中加速度大小a ＝5m/s 2
，故A 错误。
由图线可知，汽车的初速度为10m/s ，则刹车过程持续的时间t ＝v 0a ＝
10
5
s ＝2s ，故B 错误，D 正确，刹车过程中3s 内的位移等于2s
内的位移，则x ＝v 02t ＝10
2
×2m＝10m ，故C 错误，故选D 。
3．(多选)(黑龙江省佳木斯一中2016～2017学年高一上学期月考)目前我省交警部门开展的“车让人”活动深入人心，不遵守“车让人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚，如图所示，以8m/s 匀速行驶的汽车即将通过路口，有一老人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线8m 。
该车减速时的加速度大小为5m/s 2。
则下列说法中不正确的是导学号 99684222( ABC )
A ．如果驾驶员立即刹车制动，则t ＝2s 时，汽车离停车线的距离为2m
B ．如果在距停车线6m 处开始刹车制动，汽车能在停车线处停下
C ．如果驾驶员的反应时间为0.4s ，汽车刚好能在停车线处停下
D ．如果驾驶员的反应时间为0.2s ，汽车刚好能在停车线处停下 解析：若汽车做匀减速运动，速度减为零的时间t 0＝
0－v 0a ＝－8
－5
s ＝1.6s ＜2s ，所以刹车到停止的位移x 2＝－v 2
02a ＝64
10m ＝6.4m ，汽车离停车线的距离为8m －6.4m ＝1.6m ，故A 错误；
如果在距停车线6m 处开始刹车制动，刹车到停止的位移是6.4m ，故B 错误；刹车的位移是6.4m ，所以车匀速运动的位移是1.6m ，则驾驶员的反应时间t ＝1.6
8s ＝0.2s ，故C 错误，D
正确。
选不正确，故选A 、B 、C 。
4．(辽宁省六校协作体2016～2017学年高一上学期期中)2016年7月26日，九寨沟多处发生泥石流。
假如一汽车停在小山坡底，突然司机发现在距坡底240m 的山坡处泥石流以8m/s 的初速度、0.4m/s 2
的加速度匀加速倾泻而下，假设泥石流到达坡底后速率不变，在水平地面上做匀速直线运动。
已知司机的反应时间为1s ，汽车启动后以0.5m/s 2
的加速度一直做匀加速直线运动。
求：导学号 99684223
(1)泥石流到达坡底的时间和速度大小。
(2)试通过计算说明汽车能否安全脱离？
答案：(1)20s16m/s (2)司机能安全脱离
解析：解法一：设泥石流到达坡底的时间为t 1，速率为v 1，则
s 1＝v 0t 1＋1
2
a 1t 21 v 1＝v 0＋a 1t 1
代入数值得t 1＝20s ，v 1＝16m/s
设汽车从启动到速度与泥石流的速度相等所用的时间为t ，则：
v 汽＝a ′t ＝v 1 t ＝32s
S 汽＝12
a ′t 2＝12
×12
×322m ＝256m
泥石流在t ′＝t 总－t 1＝13s 内前进的距离
S 石＝v 1t ′＝208m ，所以泥石流追不上汽车。
解法二：设泥石流到达坡底的时间为t 1，速度为v 1，则
s 1＝v 0t 1＋12
a 1t 21 v 1＝v 0＋a 1t 1
代入数值得t 1＝20s ，v 1＝16m/s
而汽车在19s 的时间内发生位移为s 2＝12a 2t 2
2＝90.25m
速度为v 2＝a 2t 2＝9.5m/s
令再经时间t 3，泥石流追上汽车，则有
v 1t 3＝s 2＋v 2t 3＋1
2
a 2t 23
代入数值并化简得t 2
3－26t 3＋361＝0，因Δ<0，方程无解。
所以泥石流无法追上汽车，司机能安全脱离。