《2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 勻變速直線運動的研究 2.2 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系課件 新人教版必修1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 勻變速直線運動的研究 2.2 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系課件 新人教版必修1.ppt（75頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系,1.勻變速直線運動: (1)概念:沿著一條直線,且_______不變的運動。 (2)特點。 _______不變。 運動軌跡是_____。,加速度,加速度,直線,(3)分類。 勻加速直線運動:速度隨著時間_________的勻變速直線運動。 勻減速直線運動:速度隨著時間_________的勻變速直線運動。,均勻增加,均勻減小,(4)v-t圖象:是一條_____的直線,如圖,a為_______ 直線運動,b為_______直線運動。,傾斜,勻加速,勻減速,2.速度和時間的關(guān)系: (1)速度公式:v=_____。 (2)對公式的理解:做勻變速直線運動的物體,在t
2、時 刻的速度v,等于物體在開始時刻的______,再加上在 整個過程中速度的_________。 (3)公式適用條件:___________運動。,v0+at,速度v0,變化量at,勻變速直線,【預(yù)習(xí)自測】 1.下列關(guān)于勻變速直線運動的說法中,正確的 是() A.勻變速直線運動是運動快慢相同的運動 B.勻變速直線運動是速度變化量相同的運動 C.勻變速直線運動的速度一直在增加 D.勻變速直線運動就是速度變化快慢相同的運動,【解析】選D。勻變速直線運動是速度變化快慢相同的運動,即在相同時間內(nèi)速度變化量相等的運動,若時間不相同,則速度的變化量不同,因此A、B錯誤,D正確。勻變速直線運動分為勻加速直線
3、運動和勻減速直線運動,只有加速度方向與速度方向相同時,才做加速運動,C錯誤。,2.對于公式v=v0+at,下列說法正確的是() A.適用于任何變速運動 B.只適用于勻加速直線運動 C.適用于任何勻變速直線運動 D.v0和v只能是正值,不可能為負(fù)值,【解析】選C。速度公式v=v0+at,適用于所有的勻變速直線運動,包括勻加速直線運動和勻減速直線運動,不適用于非勻變速運動,A、B錯,C對;公式中的三個矢量v0、v及a均可能是正值或負(fù)值,D錯。,【補償訓(xùn)練】 (多選)如圖所示的四個圖象中,表示物體做勻加速直線運動的是(),【解析】選A、D。勻加速直線運動的v-t圖象是一條遠(yuǎn)離時間軸的傾斜直線,選項A
4、中速度為負(fù)值代表速度方向與規(guī)定正方向相反,但速度在均勻增大,選項D中速度為正值,代表速度方向與規(guī)定正方向相同,速度不斷均勻增大,故A、D正確。,主題一速度-時間圖象 【問題探究】 1.一輛汽車以1m/s的初速度在平直的公路上前進,速度計上記錄了汽車在不同時刻的速度值,列表如下:,畫出汽車運動的v-t圖象,并說明其v-t圖象有什么特點?,提示:v-t圖象如圖所示。汽車運動的v-t圖象是一條傾斜的直線。,2.從v-t圖象中可以看出,汽車的速度變化有什么特點? 汽車做什么運動? 提示:從v-t圖象中可以看出,在相等的時間間隔t內(nèi), 對應(yīng)的速度變化量v都相等,即 是一個恒量,也即 汽車運動的加速度保持
5、不變;汽車做勻加速直線運動。,【探究總結(jié)】 1.勻速直線運動的v-t圖象:如圖甲所示,由于勻速直線運動的速度不隨時間改變,因而v-t圖象是一條平行于時間軸的直線。從圖象中可以直接讀出速度的大小和方向。,2.勻變速直線運動的v-t圖象:如圖乙所示,勻變速直線運動的v-t圖象是一條傾斜的直線。,(1)直線a反映了速度隨著時間是均勻增加的,為勻加速直線運動的圖象。 (2)直線b反映了速度隨著時間是均勻減小的,為勻減速直線運動的圖象。 (3)直線c反映了速度隨著時間先均勻減小,后均勻增加,由于加速度不變,整個運動過程也是勻變速直線運動。,【拓展延伸】v-t圖象中的五點信息 (1)縱截距:表示物體的初速
6、度。 (2)橫截距:表示物體在開始計時后過一段時間才開始運動,或物體經(jīng)過一定時間速度變?yōu)榱恪?(3)與橫軸的交點:表示速度為零且方向改變的時刻。 (4)圖線折點:表示加速度改變的時刻。 (5)兩圖線的交點:表示該時刻兩物體具有相同的速度。,【典例示范】 (2017張家口高一檢測)如圖所示是某物體做直線運動的v-t圖象,由圖象可知(),A.物體在02 s內(nèi)做勻速直線運動 B.物體在28 s內(nèi)靜止 C.t=1 s時物體的加速度為6 m/s2 D.t=5 s時物體的加速度為12 m/s2,【解題指南】解答本題時應(yīng)明確以下兩點: (1)物體的運動性質(zhì)可以由圖線判定。 (2)物體的加速度可以通過速度時間
7、圖象的斜率求得。,【解析】選C。在02 s,v-t圖象是一條傾斜直線且速 度不斷增大,可判定物體在做勻加速直線運動,其加速度 a1= m/s2=6 m/s2,可知A錯、C對。在28 s內(nèi)v-t圖 象是一條水平線,即速度恒為12m/s,可知物體在做勻速 直線運動,并非靜止,故B錯。在812 s內(nèi),v-t圖象是一 條傾斜直線且速度不斷減小,可知物體在做勻減速直線 運動,且加速度a2= m/s2=-3 m/s2,負(fù)值代表加速度 方向與速度方向相反,加速度大小為3m/s2,故D錯。,【誤區(qū)警示】 1.分析v-t圖象時的兩點注意: (1)加速度是否變化看有無折點:在折點位置,圖線的斜率改變,表示此時
8、刻物體的加速度改變。v-t圖象為曲線,可認(rèn)為曲線上處處是折點,加速度時刻在改變。,(2)速度方向是否改變看與時間軸有無交點:在與時間軸的交點位置,縱坐標(biāo)的符號改變,表示物體的速度方向改變。,2.v-t圖象的理解: (1)v-t圖象只能描述直線運動,無法描述曲線運動。 (2)v-t圖象描述的是物體的速度隨時間的運動規(guī)律,并不表示物體的運動軌跡。,【探究訓(xùn)練】 1.(多選)如圖所示是質(zhì)點做直線運動的v-t圖象, 則有(),A.在前6s內(nèi)物體做勻變速直線運動 B.在24s內(nèi)質(zhì)點做勻變速直線運動 C.4s末質(zhì)點的速度大小是4m/s,方向與規(guī)定的正方向相反 D.34s內(nèi)與46s內(nèi)質(zhì)點的速度方向相反,【解
9、析】選B、C。質(zhì)點在06s內(nèi)速度方向改變,加速度沒有保持恒定不變,故整個6s內(nèi)質(zhì)點不是做勻變速直線運動,A錯誤。質(zhì)點在24s內(nèi),速度圖線的斜率不變,即加速度不變,質(zhì)點做勻變速直線運動,B正確。根據(jù)圖象可知4s末質(zhì)點的速度是-4m/s,即大小是4m/s,方向與規(guī)定的正方向相反,C正確。質(zhì)點在34s內(nèi)和46s內(nèi)速度均為負(fù)值,表明在這兩段時間內(nèi)質(zhì)點的速度方向相同,都與規(guī)定的正方向相反,D錯誤。,2.如圖所示,根據(jù)v-t圖象回答:,(1)圖線分別表示物體做什么運動? (2)物體運動的加速度分別為多少?方向如何? (3)兩圖線的交點A的意義?,【解析】對于物體:做勻加速直線運動, 加速度a1= m/s
10、2=3 m/s2,方向與速度方向相同。 對于物體:做勻減速直線運動, 加速度a2= m/s2=-1.8 m/s2,方向與速度方向相反。 兩圖線交點A代表t=2s時兩物體速度相同。 答案:見解析,【補償訓(xùn)練】 1.一小球在斜面上從靜止開始勻加速滾下,進入水平面后又做勻減速直線運動,直至停止。在圖中所示的v-t圖象中哪個可以反映小球這一整個運動過程(v為小球運動的速率)(),【解析】選C。小球經(jīng)過勻加速和勻減速兩個過程,故C正確。,2.(多選)某質(zhì)點的速度圖象如圖所示,則下列說法中正確的是(),A.在06 s內(nèi),質(zhì)點做勻變速直線運動 B.在614 s內(nèi),質(zhì)點做勻變速直線運動 C.在610 s內(nèi),
11、質(zhì)點做勻速直線運動 D.在t=2s末,質(zhì)點的瞬時速度大小為3 m/s,【解析】選C、D。由圖可知,04s內(nèi)質(zhì)點做勻加速直線運動,46 s內(nèi)做勻減速直線運動,610 s做勻速直線運動,1014 s做勻減速直線運動,故A、B錯誤,C正確;t=2s末,v=3m/s,D項正確。,3.(多選)如圖所示是某物體運動的v-t圖象,下列說法正確的是(),A.該物體的加速度一直不變 B.3s末物體加速度開始改變 C.08s物體一直做勻減速運動 D.t=0時和t=6s時物體的速率相等,【解析】選A、D。圖線斜率不變,加速度就不變,A項正確,B項錯誤。物體先做勻減速運動,再做勻加速運動,C項錯誤。t=0時和t=6s
12、時物體的速率都為30 m/s,D項正確。,4.A、B是做勻變速直線運動的兩個物體的速度圖象,如圖所示。 (1)A、B各做什么運動?求其加速度。 (2)兩圖象交點的意義。 (3)求1s末A、B的速度。 (4)求6s末A、B的速度。,【解析】(1)A物體沿規(guī)定的正方向做勻加速直線運動, 加速度大小a1= m/s2=1 m/s2,沿規(guī)定的正方 向;B物體前4s沿規(guī)定正方向做勻減速直線運動,4 s后 沿反方向做勻加速直線運動,加速度大小a2= m/s2= 2 m/s2,與初速度方向相反。 (2)兩圖象交點表示在該時刻兩物體速度相等。,(3)1s末A物體的速度大小為3m/s,和初速度方向相同;B物體
13、的速度大小為6m/s,和初速度方向相同。 (4)6s末A物體的速度大小為8m/s,和初速度方向相同;B物體的速度大小為4m/s,和初速度方向相反。 答案:見解析,主題二速度和時間的關(guān)系 【問題探究】 探究:勻變速直線運動中速度與時間的關(guān)系 1.設(shè)一個物體做勻變速直線運動,運動開始時刻(t=0)的速度為v0(叫作初速度),加速度為a,經(jīng)過的時間為t。求t時刻物體的瞬時速度。,提示:由加速度的定義式a= 整理得:v=v0+at。,2.公式v=v0+at雖然可由a= 變形后得到,但二者的含義不同,你知道這是為什么嗎? 提示:a= 是加速度的定義式,它適用于任何變速運動,而v=v0+at僅適用于
14、勻變速直線運動。,【探究總結(jié)】 1.公式v=v0+at中各符號的含義: (1)v0、v分別表示物體的初、末速度。 (2)a為物體的加速度,且a為恒量。,2.公式的矢量性: (1)公式中的v0、v、a為矢量,應(yīng)用公式解題時,一般取v0的方向為正方向,a、v與v0的方向相同時取正值,與v0的方向相反時取負(fù)值。 (2)a與v0同向時物體做勻加速運動,a與v0方向相反時,物體做勻減速直線運動。,3.公式v=v0+at的特殊形式: (1)當(dāng)a=0時,v=v0(勻速直線運動)。 (2)當(dāng)v0=0時,v=at(由靜止開始的勻加速直線運動)。,【拓展延伸】對于做勻減速直線運動的物體,應(yīng)注意物 體速度減為零之后
15、能否加速返回,若不能返回,應(yīng)注意 題中所給時間與物體所能運動的最長時間t= 的關(guān) 系。例如:汽車剎車類問題。,【典例示范】 (2017宜昌高一檢測)一輛汽車從靜止開始以2m/s2的加速度做勻加速直線運動,經(jīng)10s后做勻速直線運動,司機因前方出現(xiàn)緊急情況而剎車之后汽車做勻減速直線運動,僅用2.5s的時間剎車停止。 (1)汽車做勻速直線運動的速度大小。 (2)汽車剎車時的加速度。,【解題指南】本題注意一個要點: 汽車做勻減速直線運動時,加速度方向與速度方向相反,若規(guī)定速度方向為正方向,則加速度為負(fù)值。,【解析】(1)汽車做勻加速運動時,v0=0,a=2m/s2, t=10s,則 由:v=v0+at
16、 解得:v=0+210m/s=20 m/s 即汽車做勻速直線運動的速度為20m/s。,(2)汽車剎車做勻減速直線運動,v0=v=20m/s, t=2.5s,v=0,規(guī)定初速度方向為正方向,則:v=v0+at 即:a= m/s2=-8 m/s2 負(fù)號表示加速度方向與速度方向相反。 答案:(1)20 m/s(2)8 m/s2,方向與速度方向相反,【誤區(qū)警示】處理“剎車問題”的首要判斷點 處理“剎車問題”要先判斷剎車所用的時間t0,若題目所給時間tt0,則t末的速度為零。,【探究訓(xùn)練】 某駕駛員對新購汽車進行測試:某次行車時,一擋起步, 起步后馬上掛入二擋,
17、加速度為2 m/s2,3 s后掛入三擋, 再經(jīng)過4 s速度達到13 m/s,隨即掛入四擋,加速度為 1.5 m/s2,速度達到16 m/s時掛上五擋,加速度為 1 m/s2。5 s后,緊急制動,加速度大小為7 m/s2,(設(shè)在 每一擋汽車均做勻變速直線運動,換擋時間不計)求:,(1)汽車在三擋時的加速度大小。 (2)汽車在四擋行駛的時間。 (3)汽車掛上五擋后再過5 s的速度大小。 (4)汽車制動后,再過4 s的速度。,【解析】(1)汽車的運動過程草圖如圖所示。,在二擋時(AB),a1=2m/s2,t1=3s,這一過程的末速度 v1=0+a1t1=23m/s=6m/s,在三擋時(BC),v2=
18、13m/s, t2=4s,加速度a2= =1.75m/s2,即汽車 在三擋時的加速度大小為1.75m/s2。 (2)在四擋時(CD),a3=1.5m/s2,v3=16m/s,運動時間 t3= =2s,即汽車在四擋行駛的時間為2s。,(3)在五擋時(DE),a4=1m/s2,t4=5s,速度 v4=v3+a4t4=16m/s+15m/s=21m/s,故汽車掛上 五擋后再過5s的速度大小為21m/s。 (4)緊急制動后,汽車停止時間t5= =3 s, 所以4 s時速度為0。 答案:(1)1.75m/s2(2)2s(3)21m/s(4)0,【補償訓(xùn)練】 1.由于發(fā)射衛(wèi)星耗資巨大,必須
19、建造火箭通常是在返回大氣層或墜入海洋時四分五裂。還要耗費大量燃料推動沉重的金屬物體在地球大氣中飛行?？茖W(xué)家正在研發(fā)一種解決方案,利用一架噴氣式飛機發(fā)射一個高效的小型推進系統(tǒng),把衛(wèi)星送入近地軌道。已知衛(wèi)星必須達到8000m/s才能達到預(yù)定軌道,發(fā)射時噴氣式飛機運行了16.7min。則噴氣式飛機的加速度為(),A.6 m/s2B.8 m/s2 C.10 m/s2D.12 m/s2 【解析】選B。根據(jù)公式v=at可得,加速度為8m/s2,選項B正確。,2.一顆子彈以600m/s的初速度擊中一靜止在光滑水平面上的木塊,經(jīng)過0.05 s穿出木塊時,子彈的速度變?yōu)?00 m/s。 (1)求子彈穿過木塊時加
20、速度的大小和方向。 (2)若木塊在此過程中產(chǎn)生了200m/s2的加速度,則子彈穿出木塊時,木塊獲得的速度大小為多少?,【解析】(1)設(shè)子彈的初速度方向為正方向,對子彈有 v0=600m/s,v=200m/s,t=0.05s 由v=v0+at得a= =-8103m/s2 負(fù)號表示a的方向與子彈初速度的方向相反。 (2)設(shè)木塊獲得的速度為v,則 v=at=2000.05m/s=10 m/s。 答案:(1)8103m/s2方向與子彈運動的方向相反 (2)10 m/s,3.如圖所示,小球以v0=6m/s的初速度從中間滑上光滑的足夠長的斜面,已知小球在斜面上運動時的加速度大小為2 m/s2。問小
21、球速度大小為3 m/s時運動了多少時間?(小球在光滑斜面上運動時,加速度大小、方向不變),【解析】若小球在上升過程中,速度減小到3m/s時,以沿斜面向上的方向為正方向,根據(jù)v=v0+at1,解得t1=1.5s。若小球在上升過程中到達最高點,速度減為0,以沿斜面向上的方向為正方向,由0=v0+at2,解得t2=3s。 若小球在下降過程中速度又增為3m/s,以沿斜面向下的方向為正方向,由v3=at3,解得t3=1.5s。,綜上可知,若小球在上升過程中達到3m/s,則經(jīng)歷的時間為1.5 s;若在下降過程中達到3 m/s,則經(jīng)歷的時間為3 s+1.5 s=4.5 s。 答案:1.5s或4.5 s,4.
22、(2017宜賓高一檢測)汽車以45km/h的速度勻速行駛。 (1)若汽車以0.6m/s2的加速度加速,加速10s后汽車的速度能達到多少? (2)若汽車以0.6m/s2的加速度減速,則10s后的速度能到達多少? (3)若汽車剎車以3m/s2加速度減速,則10s后速度為多少?,【解析】由題意取初速度方向為正方向,則v0=45km/h=12.5 m/s,所以 (1)加速時,加速度方向與速度方向相同, 故a1=0.6 m/s2,根據(jù)速度時間關(guān)系有: 汽車10s末的速度v1=v0+a1t=12.5m/s+0.6 10 m/s=18.5 m/s,(2)減速時,加速度方向與速度方向相反, 故a2=-0.6m/s2,根據(jù)速度時間關(guān)系有: 汽車10s末的速度v2=v0+a2t=12.5m/s+(-0.6)10m/s =6.5m/s,(3)減速時,加速度方向與速度方向相反,故a3=-3m/s2, 根據(jù)速度時間關(guān)系有: 汽車10s末的速度v3=v0+a3t=12.5m/s+(-3)10m/s= -17.5 m/s,負(fù)號表示速度方向與初速度方向相反。 因為汽車減速時不會反向運動,故10s末汽車的速度 為0。 答案:(1)18.5m/s(2)6.5 m/s(3)0,【課堂小結(jié)】,
2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 勻變速直線運動的研究 2.2 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系課件 新人教版必修1.ppt
