高中物理 第二章 第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系课件 新人教版必修1.ppt

2匀变速直线运动的速度与时间的关系 第二章匀变速直线运动的研究 学习目标 知识探究 典例精析 达标检测 1 知道匀变速直线运动的特点及分类 2 理解匀变速直线运动的v t图象特点 3 掌握匀变速直线运动的速度公式 并会用公式解决简单的匀变速直线运动问题 一 匀变速直线运动 答案 请描述如图1所示的v t图象表示的物体的运动情况 取相等的时间间隔 看它们的速度变化量有什么特点 这样的特点说明什么 知识探究 导学探究 图1 匀变速直线运动的特点 1 特点 加速度a不变 v t图象是一条倾斜的 2 分类 匀加速直线运动 物体的速度随时间 匀减速直线运动 物体的速度随时间 知识梳理 答案 恒定 直线 均匀增大 均匀减小 下列有关匀变速直线运动的认识正确的是 a 匀变速直线运动的速度变化量是一个恒量b 匀变速直线运动的速度变化率是一个恒量c 匀变速直线运动的速度方向一定不变d 匀变速直线运动的加速度方向可能变化 即学即用 解析匀变速直线运动加速度恒定不变 即速度变化率是一个恒量 则a d错误 b正确 若为匀减速直线运动 当速度减到零之后 可以再反向加速 故c错误 b 解析答案 二 速度与时间的关系式 设一个物体做匀变速直线运动 运动开始时刻 t 0 的速度为v0 叫做初速度 加速度为a 请你利用加速度定义式求t时刻物体的瞬时速度 导学探究 答案 速度与时间关系的理解 1 公式的矢量性 公式v v0 at中的v0 v a均为矢量 应用公式解题时 首先应选取正方向 一般以v0的方向为正方向 若为匀加速直线运动a0 若为匀减速直线运动a0 若v 0 说明v与v0方向 若v 0 说明v与v0方向 知识梳理 相同 相反 答案 2 两种特殊情况 当v0 0时 v 即由静止开始的匀加速直线运动的速度大小与其运动时间成正比 当a 0时 v 即加速度为零的运动是匀速直线运动 at v0 答案 一辆电车做直线运动 速度v 0 3t m s 则下列说法正确的是 a 电车做匀速直线运动b 电车的速度变化量大小是0 3m sc 电车做匀变速直线运动d 电车的初速度为0 3m s 即学即用 解析对比匀变速直线运动的公式v v0 at知 电车的初速度v0 0 加速度a 0 3m s2 故c正确 c 返回 解析答案 例1a b是做匀变速直线运动的两个物体的速度图象 如图2所示 一 匀变速直线运动v t图象的理解和应用 典例精析 解析答案 1 a b各做什么运动并求其加速度 图2 总结提升 2 两图象交点的意义 解析两图象的交点表示在该时刻a b速度相同 3 求1s末a b的速度 解析1s末a物体的速度为3m s 和初速度方向相同 b物体的速度为6m s 和初速度方向相同 4 求6s末a b的速度 解析6s末a物体的速度为8m s 和初速度方向相同 b物体的速度为 4m s 和初速度方向相反 解析答案 总结提升 1 v t图象的理解 如图3所示 图3 1 直线a反映了速度随着时间是均匀增加的 为匀加速直线运动的图象 2 直线b反映了速度随着时间是均匀减小的 为匀减速直线运动的图象 3 直线c反映了速度先随着时间均匀减小 后反方向均匀增加 由于加速度不变 整个运动过程也是匀变速直线运动 总结提升 总结提升 2 v t图象的应用 1 图线上某点的纵坐标表示瞬时速度的大小和方向 其中正 负号表示方向 2 图线的斜率表示加速度的大小和方向 其中正 负号表示方向 3 图线的拐点表示运动性质改变的时刻 4 图线与横轴所围图形的面积表示位移 下一节 针对训练如图4是物体做直线运动的v t图象 由图象可得到的正确结论是 图4 a t 1s时物体的加速度大小为1 0m s2b t 5s时物体的加速度大小为0 75m s2c 第3s内物体的位移为1 5md 物体在加速过程的位移比减速过程的位移大 b 答案 例2一物体从静止开始以2m s2的加速度做匀加速直线运动 经5s后做匀速直线运动 最后2s的时间内物体做匀减速直线运动直至静止 求 1 物体做匀速直线运动时的速度大小 二 速度公式v v0 at的应用 解析解题关键是画出如下的示意图 解析答案 设图中a b为匀加速直线运动 b c为匀速直线运动 c d为匀减速直线运动 bc段的速度为ab段的末速度 也为cd段的初速度 由速度 时间的关系式得vb a1t1 2 5m s 10m s即做匀速直线运动的速度为10m s 答案10m s 2 物体做匀减速直线运动时的加速度 解析由v v0 a2t2得 总结提升 负号表示加速度方向与vc方向相反 答案 5m s2 加速度方向与vc方向相反 解析答案 总结提升 2 v v0 at的用途 初速度v0 加速度a 时间t 末速度v之间的关系 已知其中三个物理量 可求剩余的一个物理量 例3一汽车在平直的公路上以20m s的速度匀速行驶 前面有情况需紧急刹车 刹车的加速度大小是8m s2 刹车后可视为匀减速直线运动 求刹车3s后汽车的速度 三 速度公式在刹车问题中的应用 技巧点拨 解析设汽车从开始刹车到速度为零所用的时间为t 取汽车运动的方向为正方向 解析答案 返回 技巧点拨 1 刹车问题 车辆刹车时可看做匀减速直线运动直至速度变为零 所以刹车时车辆只在 刹车时间 内做匀变速直线运动 刹车时间取决于初速度和加速度的大小 2 注意问题 技巧点拨 技巧点拨 返回 2 若研究的时长小于刹车时间 则汽车在要研究的时间段内的实际运动时间等于时长 反之 实际运动时间等于刹车时间 3 常见错误 误认为汽车在给定的时间内一直做匀减速直线运动 简单套用速度公式v v0 at 得出的速度出现负值 1 多选 关于匀变速直线运动的速度与时间的关系式v v0 at 以下理解正确的是 a v0是时间间隔t开始时的速度 v是时间间隔t结束时的速度 它们均是瞬时速度b v一定大于v0c at是在时间间隔t内速度的变化量d a与匀变速直线运动的v t图象的倾斜程度无关 达标检测 1 2 3 4 解析答案 解析在匀加速直线运动中 v v0 在匀减速直线运动中 v v0 b错误 在v t图象中 v t图象的斜率表示加速度 d错误 综上所述a c项正确 答案ac 1 2 3 4 2 纯电动汽车不排放污染空气的有害气体 具有良好的发展前景 现对图5所示的纯电动汽车的加速性能进行测试 某次测试中 经过10s 汽车的速度由静止加速到100km h 将该过程视为匀加速直线运动 则这段时间内汽车的加速度为 1 2 3 4 图5 a 10m s2b 3 6m s2c 2 8m s2d 1 0m s2 解析答案 解析根据匀变速直线运动的速度 时间关系有 v at 1 2 3 4 答案c 3 如图6所示为一物体做直线运动的v t图象 用v1 a1表示物体在0 t1时间内的速度和加速度 v2 a2表示物体在t1 t2时间内的速度和加速度 则由图可知 a v1与v2方向相同 a1与a2方向相同 a1 a2b v1与v2方向相同 a1与a2方向相反 a1a2d v1与v2方向相反 a1与a2方向相反 a1 a2 1 2 3 4 图6 解析答案 解析0 t1时间内速度方向沿正方向 加速度 图象斜率 为正 t1 t2时间内速度方向沿正方向 加速度为负 即沿负方向 从图象的斜率大小可判断a1 a2 b对 答案b 1 2 3 4 4 火车沿平直铁轨匀