2018-2019学年人教版必修一 2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系 学案
2018-2019学年人教版必修一    2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系   学案第2页

  x=v0t+at2②

  由①得t=③

  将③代入②

  x=v0+a()2=

  整理得:v2-v=2ax

  [知识深化]

  1.适用范围:速度与位移的关系v2-v=2ax仅适用于匀变速直线运动.

  2. 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。

  3. 意义:公式v2-v=2ax反映了初速度v0、末速度v、加速度a、位移x之间的关系,当其中三个物理量已知时,可求另一个未知量。

  4. 公式的矢量性:公式中v0、v、a、x都是矢量,应用时必须选取统一的正方向,一般选v0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。

  (2)x>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。

  5. 特例

  (1) 当v0=0时,v2=2ax

  物体做初速度为零的匀加速直线运动,如自由下落问题。

  (2) 当v=0时,-v=2ax

  物体做匀减速直线运动直到静止,如刹车问题。

  【典例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?

  【答案】 (1)4 s  (2)160 m

  【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== s=4 s.

  则飞机起飞时在跑道上的加速时间至少为4 s.

  (2)由v2-v=2ax得

x== m=160 m,即航空母舰的跑道至少为160 m.