[学习目标] 1.会推导速度与位移的关系式,并知道匀变速直线运动的速度与位移的关系式中各物理量的含义.2.会用公式v2-v=2ax进行分析和计算.3.掌握三个平均速度公式及其适用条件.4.会推导Δx=aT2并会用它解决相关问题.
匀变速直线运动的速度与位移关系式
1.公式:v2-v=2ax.
2.推导:物体以加速度a做匀变速直线运动时,设其初速度为v0,末速度为v,则由
速度公式:v=v0+at
位移公式:x=v0t+at2.
消去时间t得位移与速度的关系式为v2-v=2ax. 一、速度位移公式的推导及应用
[问题设计]
我国第一艘航空母舰“辽宁号”已有能力同时起飞3架歼15战机,如图1为辽宁舰上3个起飞点示意图,1、2号位置为短距起飞点,起飞线长105米;3号位置为远距起飞点,起飞线长195米.如果歼15战机起飞速度为50 m/s,起飞时航母静止不动,且不使用弹射系统,则战机由3号起飞点起飞的加速度至少是多少?(设跑道水平)
图1
答案 根据v=v0+at①
x=v0t+at2②
由①得t=③
把③代入②得
x=v0+a()2
整理得:v2-v=2ax
将v0=0,v=50 m/s,x=195 m
代入上式得:a≈6.41 m/s2.
[要点提炼]
1.匀变速直线运动的位移速度公式:v2-v=2ax,此式是矢量式,应用解题时一定要先选定正方向,并注意各量的符号.
若v0方向为正方向,则:
(1)物体做加速运动时,加速度a取正值;做减速运动时,加速度a取负值.
(2)位移x>0说明物体通过的位移方向与初速度方向相同,x<0说明物体通过的位移方向与初速度方向相反.
2.两种特殊情况
(1)当v0=0时,v2=2ax.
(2)当v=0时,-v=2ax.
3.公式特点:该公式不涉及时间.