学案 4 匀变速直线运动的规律(二)[目标定位] 1.会推导速度与位移的关系式,并知道关系式中各物理量的含义.2.会用公式 v-v=2as 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 Δs=aT2并会用它解决相关问题.一、速度位移公式的推导及应用[问题设计]射击时,火药在枪筒中燃烧.燃气膨胀,推动弹头加速运动.如果把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动,子弹在枪筒中运动的初速度为 v0,子弹的加速度是 a,枪筒长为 s.试分析求解子弹射出枪口时的速度.答案 v=v0+at①s=v0t+at2②由①②两式联立消去中间变量 t,得:v2-v=2asv=[要点提炼]1.匀变速直线运动的速度位移公式:v-v=2 as ,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 s>0 说明物体通过的位移方向与初速度方向相同,s<0 说明物体通过的位移方向与初速度方向相反.2.特殊情况:当 v0=0 时,v = 2 as .3.公式特点:该公式不涉及时间.[延伸思考]物体做匀加速运动,取初速度 v0方向为正方向,应用公式 v2-v=2as 求解运动位移为 s 时的速度 v 时,v 有一正一负两解,两解都有意义吗?为什么?若匀减速运动呢?答案 物体做单一方向的加速直线运动,速度不可能是负值,故正值有意义,负值无意义应舍掉.若物体做匀减速直线运动,根据情况而定.如果物体做单方向的匀减速运动,只有正值有意义;如果物体先做减速运动,速度减到零后再反向加速运动,速度的两个解都有意义,正值与负值分别表示减速运动过程中和反向加速运动过程中位移为 s 时的速度.二、中间时刻的瞬时速度与平均速度[问题设计]一质点做匀变速直线运动的 v-t 图像如图 1 所示.已知一段时间内的初速度为 v0,末速度为vt.求:图 1(1)这段时间内的平均速度(用 v0、vt表示).(2)中间时刻的瞬时速度.(3)这段位移中间位置的瞬时速度.答案 (1)因为 v-t 图像与 t 轴所围面积表示位移,t 时间内质点的位移可表示为 s=·t①平均速度=②由①②两式得=(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:=.(3)对前半位移有 v2-v=2a·对后半位移有 v-v2=2a·两式联立可得= [要点提炼]1.中间时刻的瞬时速度=.2.中间位置的瞬时速度= .3.平均速度公式总结:=,适用条件:任意运动.=,适...