2019-2020年教科版2019物理必修第一册教案+学案：2匀变速直线运动速度与时间的关系-学案有答案

1、匀变速直线运动速度与时间的关系【学习目标】物理观念匀变速直线运动的概念，匀变速直线运动的分类，速度与时间的关系科学思维理解匀变速直线运动的v t图像特点，理解勾艾速直线运动的速度与 时间的关系科学探究匀变速直线运动末速度与初速度的关系科学态度马贝任用速度公式解决简单的匀变速直线运动的问题【学斗重难点】1.理解匀变速直线运动的v t图像特点，理解匀变速直线运动的速度与时间的关系;2,用速度公式解决简单的匀变速直线运动的问题。【学j过程】-、知/纲要导引、基础导学1 .初速度及速度的变化量把运动开始时刻取作0时刻，则由0时刻到t时刻的时间间隔 t为t,而t时刻的速度v 与开始时刻的速度V0 （叫作

2、初速度）之差就是速度的变化量，即 v v V02 .速度与时间的关系式初速度 时间v=vG+at某时刻的瞬时速度I 4 冷加速度3 .对公式的理解做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的初速度V0加上在整个 过程中速度的变化量at 三、思考判断(1)加速度不变的运动就是匀变速直线运动 (2)匀变速直线运动的加速度不变。(3)速度逐渐增加的直线运动是匀变速直线运动(4)加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动。(5)匀变速直线运动的v t图像是一条倾斜的直线。(6)公式v vo at适用于任何做直线运动的物体。(四、思考与讨论如图是一个物体运动的v t图像。它的速度怎样变化？在

3、相等的时间间隔内， 即t t时, 速度的变化量 v和v总是相等的吗？物体在做匀变速运动吗? fi 。 心问题解答：两个相等的时间间隔内，速度的变化量不相等，v> v ,根据a -v知加速度变小。物体做加速度逐渐减小的加速运动。拓展：v t图像为曲线，线上某点切线的斜率表示瞬时加速度。上图中随时间的增加，切 线的斜率逐渐减小，即加速度在减小。五、启迪思维，突破重点主题一：匀变速直线运动的特点及v t图像问题探究探究点1： v t图像的特点一只猎豹正以某一初速度在广阔的草原上奔跑， 某摄影师抓拍了猎豹在不同时刻的速度值, 列表如下:时刻t j's0123456789速度v/ m s

4、112345678910试结合上述情景，讨论下列问题：画出猎豹运动的v t图像，并说明其v t图像有哪些特点？提示：v t图像如图所示。猎豹运动的v t图像是一条倾斜的直线。202 4 6 8 10 描探究点2:猎豹的运动性质从v t图像中可以看出，猎豹的速度变化有什么特点？猎豹做什么运动?提示：从v t图像中可以看出，在相等的时间间隔 t内，对应的速度变化量 v都相等,即是一个包量，即猎豹运动的加速度保持不变；猎豹做匀加速直线运动。 探究总结1 .对“加速度不变”的理解矢量性理解指的是加速度的大小和方向都/、艾。若加速度的大小/、艾， 但加速度的方向发生了变化，这样的运动不是匀变速运动内含理

5、解指的是速度均匀变化，即在任意相等的时间内速度的变化量 都相等运动形式理解(1)加速度与速度同向时，速度随着时间均匀增加；(2)加速度与速度反向时，速度随着时间均匀减小2.匀速直线运动的v t图像：如图甲所示，由于匀速直线运动的速度不随时间改变，因而 v t图像是一条平行于时间轴 的直线。从图像中可以直接读出速度的大小和方向。甲加度方向与盘方闻妁关*.0车企疫端型的惜品丁三_一，一，户 F*，/# 一 "产事 3* * *$¥*,* * *干聿蜃.0X李乱宦减小时的懦充(1) v t图像中反映的都是直线运动。(2) v t图像斜率的值表示加速度的大小。知识链接：匀变速直线运

6、动的加速度大小和方向一定不变， 但速度的方向有可能改变。v t 图像描b的是物体的速度随时间的变化规律，并不表示物体的运动轨迹。3.常见的匀变速直线运动的v t图像v t图像0t%1取、：M4 p-gK -1、0"7加速度特点加速度的大 小/、父，方 向匕止方向 相同加速度的大 小/、父，方 向匕止方向 相反加速度的大 小/、父，方 向匕止方向 相同加速度的大 小/、父，方 向匕止方向 相反加速度大小 /、父,方向 与止方向相 反运动特点沿正向的匀加速直线运沿正向的匀减速直线运沿负向的匀减速直线运沿负向的匀加速直线运速度先减小 后增加，整动动动动个过程也是匀变速直线动 J 04. v

7、 t图像的应用:图线上某点的纵坐标正负号表示瞬时速度的方向绝对值表示瞬时速度的大小图线的斜率正负号表示加速度的方向绝对值表小加速度的大小图线与坐标轴的交点纵截距表示初速度何距表示开始运动或速度为零的时刻图线的拐点表示加速度改变两图线的交点表示速度相等典例示范例1:下列关于匀变速直线运动的理解中正确的是（）A.匀变速直线运动就是速度大小变化的直线运动B.匀变速直线运动就是加速度不变的运动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一定不变解析：匀变速直线运动的速度是均匀变化的， A项错误；匀变速直线运动是加速度不变的 运动，故加速度方向一定不变，但加速度不变的运动也可能是曲

8、线运动，B项错误，D项正确; 匀变速直线运动的速度方向可能是变化的， 如：物体先做匀减速运动，速度为零时反向做匀加 速运动，加速度保持不变，速度方向改变。 C项错误。答案：D例2:如图所示为某质点的v t图像，则下列说法中正确的是（）昂（mhA.在0:6 s内，质点做匀变速直线运动B.在6： 10的，质点处于静止状态C.在4味，质点向相反方向运动D.在t 12沫，质点的加速度为1 m/s2解析：质点在0： 4 s内做加速度为1.5 m/s2的匀加速直线运动，在 4： 6汕做加速度为1 m/s2的匀减速直线运动，在6： 10呐以4 m/s2的速度做匀速运动，在10： 14汕做加速度为1 m/s2

9、的匀减速直线运动。综上所述只有选项 D正确。答案：D训练1:（多选）下列关于匀变速直线运动的说法正确的是（B.A.做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越快，加速度越大 做匀加速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向相同做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越大，加速度越大做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同示，由练2: 2019江苏徐州一中期中一个做匀变速直线运动的质点的v t图像如图所）图像可知其速度一时间的关系为B.4 2t4 2t4 2t4 2tmsmsm. s-ms主题二：速度和时间的关系问题探究探究点：如图，小树正在一天天长高，火箭的速度正在越来越快。若小树的高度

10、在均匀增 加，火箭的速度也在均匀增加。（1）它们开始的高度（或速度）与一段时间后的高度（或速度）有什么关系？(2)计算小树高度，进行的是标量运算，计算火箭速度，进行的是矢量运算，它们的解 题过程有什么不同之处？提示：(1)它们后来的高度(或速度)等于开始的高度(或速度)与高度变化量(或速度 变化量)的和。(2)矢量运算，应首先规定正方向，确定已知矢量的正、负，最后还要根据结果说明所 求矢量的方向，而标量运算不用。探究总结1.公式的矢量性：(1)公式v Vo at中的M、v、a均为矢量，应用公式解题时，首先应选取正方向。(2) 一般以V。的方向为正方向，此时匀加速直线运动 a>0,匀减速直

11、线运动av0;对计算结果V>0,说明V与Vo方向相同；廿，说明V与Vo方向相反。2 .公式的适用条件：公式v V。at只适用于匀变速直线运动。3 .公式的特殊形式：(1)当a 0时，v Vo (匀速直线运动)。(2)当V0 0时，V at (由静止开始的匀加速直线运动)。典例示范：例3: 2019 张家口高一检测新能源汽车作为战略性新兴产业，代表汽车产业新的发展 方向，对减少空气污染、推动交通运输行业转型升级具有积极意义，工信部等四部委规定，自 2018年1月1日至2020年12月31日，对购置的新能源汽车免征车辆购置税。如图所示，某 品牌新能源汽车以45 km/h的速度匀速行驶。(1)

12、若汽车以0.6 m/s2的加速度加速，则10沫速度能达到多少?(2)若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速，则10沐速度能达到多少?(3)若汽车刹车以3 m/s2的加速度减速，则10束速度为多少?常见问题:(1)已知v0、a和t求v,公式为v v0at。(2)已知、v和t求a,公式为a (3)已知v0、v和a求t,公式为t知识链接：刹车问题的分析思路一傅据己狗条件叼碗已粕时间Qfi -*洋厂|利用十寸期疏剥卑时间nrj才利己物时间和相客呻用时中卜|同的关系nHl梓据乙舛等和简求肇结合 上门运动学分式求解方法技巧应用速度公式v vo at解决问题的步骤(1)选取、确定研究对象。(2)画出运动过

13、程的草图，标上已知量。(3)选取一个过程为研究过程，以初速度方向为正方向，判断各量的正、负，利用v vo at由已知量求解未知量。(4)讨论求出的矢量的大小及方向。训练3:一质点从静止开始以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动，经5击做匀速直线运动，最后2 S勺时间内使质点匀减速到静止，则质点匀速运动时速度多大？匀减速运动时的加速度又是多大？六、达标检测1 .(多选)在运用公式v vo at时，关于各个物理量的符号下列说法中正确的是(A.必须规定正方向，式中的v、v0、a才能取正、负号8 .在任何情况下a>0表示做加速运动，cK0表示做减速运动C.习惯上总是规定物体开始运动的方向为正方向

14、,a>0表示做加速运动，a<0表示做减速运动D. v的方向总是与v。的方向相同2. 一列火车匀减速进站，停靠一段时间后又匀加速（同方向）出站。在如图所示的四个v t图像中，正确描述了火车运动情况的是（3. （多选）2018年1月19日12时12分，在我国酒泉卫星发射中心，长征H一号固体运载火箭“一箭六星”发射成功。假设该运载火箭由地面向上发射，其竖直方向v t图像如图所示，则由图像可知（B.A. 0: t1时间段火箭的加速度小于t1： t2时间段火箭的加速度 0： t2时间段火箭是上升的，在t2 ： t3时间段火箭是下落的t2时刻火箭上升的高度达到最大 0： t3时间段火箭一直在向

15、上运动4. 一家从事创新设计的公司打造了一台飞行汽车，既可以在公路上行驶，也可以在天空 飞行。已知该飞机在跑道上的加速度大小为 2 m/s2 ,速度达到40 m/s后离开地面。离开跑道后的加速度为5 m/s2 ,最大速度为200 m/s。飞机从静止加速到最大速度所用的时间为（A. 40 sB. 52 sC. 88 sD. 100s5.某汽车在某路面上紧急刹车时，如图所示，刹车时的加速度为6 m/s2,如果该汽车开始刹车时的速度为60 km/h,则该汽车刹车5 S寸的速度为多少？【参考答案】【学习过程】、答案：（1） XV(3) x(4) xV(6) x训练1.解析：选AB0物体的加速度大，表示

16、的就是速度变化得快，故速度变化越快，加 速度越大，所以A选项正确；当速度和加速度方向相同时，物体做加速运动，所以 B选项正 确；速度变化量大，若用时越长，则加速度不一定大，故 C错误；物体做匀减速运动时，速 度和加速度方向相反，故 D错误。训练2.解析：选Bo由题中的vt图像可知v04 m/s,a2 m/s2,代入公式vv0at可得，v 4 2t m/s, B 对。例3.解：（1）取初速度方向为正方向，一. 45.则 v0 一 m/s 12.5 m/s3.6a10.6 m/s2 ,所以10眯的速度v v0 a1t12.5 0.6 10 m's 18.5 m/s。(2) a20.6 m/

17、s2 ,减速到停止的时间3 a2速度v2 v0 a2t12.5 0.6 10 m/s 6.5 m's。0 12.5 s0.620.83 s>10 s,所以 10 味的（3）设汽车经t。时间就停止，末速度v 0,3 m/s2 ,由 v v°a3t0 ,阳 v v0行 t0 0 4.2 s<10 sa3所以10班汽车的速度为零训练3.解题指导：质点的运动过程包括匀加速、匀速、匀减速三个阶段。运动草图如图所示，AB为匀加速阶段，BC为匀速阶段，CD为匀减速阶段。句加速 用逑句横速fYn4B CD解：匀速阶段的速度即为匀加速阶段的末速度 Vb ,由速度公式得:vB vA

18、a1tl0 1 5 m/s 5 m/s。而质点做匀减速运动的初速度即为匀速运动的速度，所以Vb=Vc 5 m/s ,而最终vD=0,由vD vC a2t2得a2VdVc0 5. 2 CL - 2m/s 2.5 m/s ,t22所以，加速度大小为2.5 m/s2。正号,六、1 .解析：选AC。习惯上我们规定V。的方向为正方向，当a与V。方向相同时a取 a与V。方向相反时a取负号，像这种规定我们一般不作另外的声明，但不说不等于未规定, 以A、C正确，B错误；由v % at可以看出当a取负号时，v的方向与v°方向可能相同也可能相反，D错误。由于火2 .解析：选Bo匀变速直线运动的v t图像是倾斜的直线，所以选项 A、D错误； 车前后运动方向一致，故选项 B正确，选项C错误。内火箭3 .解析：选AD。由速度一时间图像的斜率等于物体的加速度，可知， 0: ti时间的加速度小于ti: t2时间内火箭的加速度，故 A正确。由图看出，火箭的速度一直为正值明火箭直在上升，故