2022-2023学年新教材高中物理第2章匀变速直线运动第1节速度变化规律课件鲁科版必修第一册

第1节

速度变化规律第二章学习目标思维导图1.知道匀变速直线运动的特点及分类。(物理观念)2.理解匀变速直线运动的v-t图像特点。(科学思维)3.理解匀变速直线运动的速度公式,并会用公式解决匀变速直线运动问题。(科学思维)

内容索引0102基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升03学以致用·随堂检测全达标基础落实•必备知识全过关一、匀变速直线运动1.定义:物体加速度__________的直线运动。

2.分类(1)匀加速直线运动:加速度与速度__________。

(2)匀减速直线运动:加速度与速度__________。

保持不变

同向

反向

二、匀变速直线运动的速度—时间关系1.公式:vt=__________。

2.理解:①做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度vt就等于物体在开始时刻的速度v0再加上在整个过程中速度的变化量at。②通常设v0的方向为正方向,a.当a>__________时,a与v0的方向相同,物体做__________直线运动;b.当a<__________时,a与v0的方向相反,物体做__________直线运动;c.若v0=0,则vt=__________,vt与a总是同向,物体做__________直线运动。

3.适用条件:______________运动。

v0+at0匀加速

0匀减速at匀加速

匀变速直线

三、速度—时间图像(v-t图像)、加速度—时间图像(a-t图像)1.速度—时间图像:速度随时间变化的图像。2.v-t图像的获得:以__________为纵轴,__________为横轴建立坐标系,在坐标系中,根据时刻与速度对应的坐标值描点,将各点用__________连接,得到v-t图像。

3.匀变速直线运动的v-t图像:(1)形状:一条__________的直线;(2)斜率:倾斜的直线的__________表示加速度。

4.从v-t图像上获得的信息:(1)某一时刻的__________;

(2)达到某一速度所需要的__________;

(3)物体的__________。

5.a-t图像:(1)物体的加速度随时间变化的图像;(2)匀变速直线运动的a-t图像为__________于时间轴的直线。

速度v时间t平滑曲线倾斜

斜率

速度

时间

加速度

平行

易错辨析判一判(1)匀变速直线运动的加速度不变。(

)(2)速度逐渐增加的直线运动是匀加速直线运动。(

)(3)匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜直线。(

)(4)公式vt=v0+at既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动。(

)√解析

匀变速直线运动的速度均匀变化,即加速度不变。

×解析

速度均匀增加的直线运动才是匀加速直线运动。

√解析

由于匀变速直线运动的加速度不变,即v-t图像的斜率不变,所以v-t图像是一条倾斜直线。√解析

匀加速和匀减速直线运动都是匀变速直线运动,速度公式vt=v0+at都适用。合格考试练一练1.几个质点的运动图像如图所示,其中是匀变速直线运动的是(

)A.甲、乙、丙

B.甲、乙、丁C.甲、丙、丁

D.乙C解析

乙中v-t图线平行于t轴,表示v不随t而变化,是匀速直线运动,甲、丙、丁中v-t图线斜率一定,a一定,表示匀变速直线运动,选项C正确。2.如图所示,以大小为72

km/h的速度行驶的列车在驶近一座石拱桥时做匀减速直线运动,若加速度的大小是0.3

m/s2,则列车减速行驶1

min后的速度大小是(

)A.71.7

m/s

B.54

m/sC.19.7

m/s

D.2

m/sD重难探究•能力素养全提升探究一对匀变速直线运动速度公式的理解【情境探究】

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(叫作初速度),加速度为a,经过的时间为t。试结合上述情境,讨论下列问题:(1)求t时刻物体的瞬时速度;(2)公式vt=v0+at虽然可由

变形后得到,但二者的含义不同,请谈谈你的认识。【知识归纳】

对速度公式vt=v0+at的理解

公式意义速度随时间变化的规律各量意义vt、v0、at分别为t时刻的速度、初速度、t时间内的速度变化量公式特点含有4个物理量,若知其中三个,能求另外一个矢量性vt、v0、a均为矢量,应用公式时,一般选v0的方向为正方向,若匀加速,a>0;若匀减速,a<0适用条件匀变速直线运动名师点睛

通俗理解记忆公式:理解为物体原有速度为v0,每过1秒速度增加的数值为a,故经过t秒速度增加at,故速度变为v0+at。【应用体验】

典例1

一质点从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动,经5s后做匀速直线运动,匀速直线运动的时间为4s,最后2s内质点做匀减速直线运动直到静止,求:(1)质点匀速直线运动时的速度;(2)匀减速直线运动时的加速度。点拨

质点的运动过程包括加速、匀速、减速三个阶段,画出运动过程的示意图如图所示,图中AB段为加速,BC段为匀速,CD段为减速,匀速运动的速度既为AB段的末速度,也为CD段的初速度。解析

以质点运动方向为正方向建立一维坐标系,与正方向一致的量取正号,相反的量取负号。(1)由v1=v0+a1t1可得质点5

s末的速度v1=a1t1=1×5

m/s=5

m/s。(2)设减速运动时的加速度为a2,则由0=v1+a2t2得负号表示a2与v1方向相反。答案

(1)5m/s,方向与初速度方向相同

(2)2.5m/s2,方向与初速度方向相反规律方法

应用vt=v0+at时应注意的问题vt、v0、a均为矢量,在应用时应先选定一个方向为正方向,凡是与规定正方向相同的矢量取正号,与规定正方向相反的矢量取负号。针对训练1一个物体从静止开始做匀加速直线运动,4s末的速度大小为2m/s,则10s末物体的速度大小为多少?解析

由匀变速直线运动的速度公式得v1=at1物体的加速度所以物体在10

s末的速度v2=at2=0.5×10

m/s=5

m/s。答案

5m/s探究二对v-t图像的进一步理解【情境探究】

一辆汽车以大小为1

m/s的初速度在平直的公路上前进,速度计上记录了汽车在不同时刻的速度值,列表如下。时刻t/s0123456789…速度/(m·s-1)12345678910…试结合上述情景,讨论下列问题:(1)画出汽车运动的v-t图像,并说明其v-t图像有什么特点;(2)从v-t图像中可以看出,汽车的速度变化有什么特点?汽车做什么运动?要点提示

(1)v-t图像如图所示。汽车运动的v-t图像是一条倾斜的直线。(2)从v-t图像中可以看出,在相等的时间间隔Δt内,对应的速度变化量Δv都相等,即

是一个恒量,也即汽车运动的加速度保持不变;汽车做匀加速直线运动。【知识归纳】

1.对v-t图像的理解(1)图像上每一个点表示某一时刻的速度,正负表示速度的方向(即物体运动的方向)。(2)直线的斜率表示加速度,斜率的正负表示加速度的方向。(3)v-t图像只能描述直线运动,无法描述曲线运动。(4)v-t图像描述的是物体的速度随时间的运动规律,并不表示物体的运动轨迹。注意不能从斜率的正负说明质点做加速运动或减速运动。2.常见的匀变速直线运动的v-t图像

(1)直线a:速度随时间均匀增加,为匀加速直线运动。(2)直线b:速度随时间均匀减小,为匀减速直线运动。(3)直线c:速度随着时间先均匀减小,后反向均匀增加,由于加速度不变,整个运动过程也是匀变速直线运动。【应用体验】

典例2

做直线运动的物体在t1、t3两时刻对应的纵坐标如图所示,下列结论正确的是(

)A.t1、t3两时刻速度相同B.t2时刻速度和加速度均为零C.t1、t3两时刻加速度等值反向D.若t2=2t1,则可以求出物体的初速度大小为8m/sD解析

t1、t3两时刻的纵坐标大小相等、符号相反,表示这两时刻速度等大、反向,选项A错误;t2时刻纵坐标为零,即速度为零,从t2时刻经过很短时间内,速度变化不为零,则加速度不为零,选项B错误;t1、t3两时刻对应点均在同一直线上,即它们的斜率相同,加速度相同,选项C错误;0~t1内,a=

,0~t2内,a=

,若t2=2t1,联立以上两式得,v0=8

m/s,选项D正确。规律方法

v-t图像中的五点信息针对训练2(多选)A、B是做匀变速直线运动的两个物体,其速度图像如图所示。下列说法正确的是(

)A.A做初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2的匀加速直线运动B.4s后,B沿反方向做匀减速运动C.t=1s时,A的速度大小为3m/s,方向沿正方向D.t=6s时,B的速度大小为4m/s,方向沿负方向ACD解析

A物体沿规定的正方向做匀加速直线运动,v0=2

m/s,加速度大小

=1

m/s2,方向与初速度方向相同;B物体前4

s沿规定的正方向做匀减速直线运动,4

s后沿反方向做匀加速直线运动,选项A正确,B错误;1

s末A物体的速度为(2+1×1)m/s=3

m/s,与正方向相同;6

s末B物体的速度为-4

m/s,与正方向相反,选项C、D正确。学以致用·随堂检测全达标1.(2022江西模拟预测)商场的扶梯在无人乘坐时低速运行;当有人乘坐时,扶梯经短暂加速之后以较快的速度匀速运行。则有人乘坐后,扶梯的速度随时间变化的曲线大致为(

)C解析

由题意知当有人乘坐时,扶梯经短暂加速之后以较快的速度匀速运行,则v-t图像是先向上倾斜,再与t轴平行。故选C。2.一个质点在外力的作用下由静止开始沿直线运动,它的加速度与时间图像如图所示,t=4s时,该质点的速度大小为(

)A.3m/s B.2m/sC.1m/s D.0D解析

在a-t图像中,图像与时间轴所围面积