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第二章　机械运动
第四节　第1课时
匀速直线运动
4
会对匀速直线运动过程进行计算。
2
会用图像描述匀速直线运动。
3
理解匀速直线运动的速度公式。
1
知道匀速直线运动的定义。
爸爸在平直的公路上开着轿车向单位而去，如图所示，是每隔相等时间拍摄的照片，爸爸开车做的是什么运动？
一、匀速直线运动
活动
研究充水玻璃管中气泡的运动规律
认一认：
内径约为1cm、长约40cm的玻璃管中注满水，管内留一小气泡。
看一看：
使玻璃管翻转后竖直放置，观察气泡的运动情况。
议一议：
测出气泡通过10cm、20cm、30cm和40cm所用的时间
从0点开始的距离s/cm 0 10 20 30 40
从0点开始计时的时间t/s 0 1.24 2.51 3.75 5.002
总结规律：气泡在上升的过程中，运动的路程和时间成 比，运动速度可以看作是 的。
正
不变
阅读教材第54~55页，完成以下内容。
1.概念：如果物体沿着_____运动，并且速度__________，那么这种运动称为匀速直线运动。
2.特点：(1)整个运动过程中，速度的_____和_____均不改变；
(2)在任何相等的时间内通过的路程均_____。
直线
保持不变
方向
大小
相等
3.匀速直线运动是自然界中_______的运动，理想的匀速直线运动在实际中并不常见。我们可以将一些运动或者运动的某一阶段近似的看成是匀速直线运动，比如自动扶梯上下楼的运动，列车在平直轨道上平稳行驶的运动。
最简单
滑冰
学以致用
(2024·连云港期末)下列运动中属于匀速直线运动的是(　　)
A.苹果从树上掉下来
B.钟表指针匀速转动
C.运动员在百米比赛中的运动
D.汽车在平直的公路上匀速行驶
D
解析　苹果从树上掉下来，由于重力的作用，速度越来越快，不属于匀速直线运动；钟表指针匀速转动，方向在不断改变，不属于匀速直线运动；运动员在百米比赛中的运动，速度大小时刻在变化，不属于匀速直线运动；汽车在平直公路上匀速行驶，速度一定而且沿直线运动，属于匀速直线运动，故选D。
二、匀速直线运动的图像
活动1　绘制匀速直线运动的路程—时间图像
1.在直角坐标系中，我们可以用纵坐标表示______，其单位是______，横坐标表示运动______，其单位是_____，根据路程s和对应的时间t的数据，在坐标轴中描画出一个个(s，t)点，最后用直线将各个点连接成直线，就是匀速直线运动的路程—时间图像，即s-t图像。
路程s
米(m)
时间t
秒(s)
2.如图所示，表示一个物体以2 m/s的速度做匀速直线运动时，路程与时间的关系图像(s-t图像)。
总结提升
1.做匀速直线运动的物体，其路程—时间(s-t)图像如图甲所示，横轴表示时间，纵轴表示路程，是一条过原点的倾斜直线，直线的倾斜程度表示物体运动速度的大小，且同一图像中，直线的倾斜程度越大，物体的速度越大。在s-t图像上取一点，可得到物体的运动时间和运动路程，将数据代入公式v=，可求得物体运动的速度。
2.做匀速直线运动的物体，其速度—时间(v-t)图像如图乙所示，是一条平行于横坐标轴的直线，该直线与纵坐标轴的交点表示物体的速度大小。
由图甲知A的速度为4 m/s，由图乙知B的速度为6 m/s，C的速度为4 m/s。
3.常见的“s-t”“v-t”图像表示的物理含义
图像
运动状态 静止 匀速直线运动 匀速直线运动
学以致用
(2024·罗定期中)请根据图片所提供信息，画出汽车的s-t图像。
答案　如图
0
0
10s
20s
30s
40s
200m
400m
600m
800m
三、匀速直线运动的速度公式
匀速直线运动的速度计算公式为v=，该公式只能用来计算速度的大小，而速度的大小与路程和时间_____。若物体做匀速直线运动，无论s、t多大，物体的速度大小始终保持不变，所以速度不与路程成___比，也不与时间成___比，但是当v一定时，通过的路程和所用的时间成正比。匀速直线运动的速度精确的表示了物体运动的快慢，运动中的各段或者各点的速度都相等。
无关
正
反
学以致用
(2024·漳州期末)关于匀速直线运动的速度公式v=，则物体(　　)
A.通过的路程s越大，运动的速度v越大
B.通过的时间t越小，运动的速度v越大
C.运动的速度v和路程s成正比，与时间t成反比
D.运动的速度可以利用v=计算，但与s、t的大小无关
D
解析　匀速直线运动的速度保持不变,与路程、时间无关，故D正确，A、B、C错误。
1.以下情景中属于匀速直线运动的是(　　)
B
解析　过山车上游客的速度和方向时刻都在改变,不属于匀速直线运动，故A错误；
站立在扶梯上的人随自动扶梯一起正常上行,是匀速直线运动,故B正确；
高铁进站，速度减小，最后停止，不是匀速直线运动，故C错误；
排队检票的乘客的速度时快时慢，不是匀速直线运动，故D错误。
2.(2024·上海模拟)P、Q是同一直线上相距12米的两点，甲、乙同时从P点沿直线向Q点匀速运动，甲的速度为1米/秒，当甲通过PQ中点位置时，甲与乙之间的距离大于2米，若乙的s-t图线如图所示A、B中的一条，则下列分析中可能正确的是(　　)
A.乙先到达Q点，其s-t图线为A
B.乙先到达Q点，其s-t图线为B
C.乙后到达Q点，其s-t图线为A
D.乙后到达Q点，其s-t图线为B
D
解析　当甲到达PQ中点位置时，甲行驶的路程为s==6 m，
甲和乙运动的时间：
由v=得，
t===6 s；
若乙的s-t图线为A，6 s行驶的路程为8 m，
甲、乙之间的距离为8 m-6 m=2 m，与题意不符；
若乙的s-t图线为B，6 s行驶的路程为3 m，
甲、乙之间的距离为6 m-3 m=3 m>2 m，与题意相符；
相同的时间内乙行驶的路程小，所以速度小，故后到达Q点。
3.(2024·广州花都区模拟)如图所示,甲车和乙车从当前位置开始同时自西往东做匀速直线运动。已知甲车的速度v甲=10 m/s,乙车的速度v乙=36 km/h,在行驶过程中，下列说法中正确的是(　　)
①v甲=v乙
②v甲③以甲车为参照物，乙车是静止的
④以乙车为参照物，甲车向西行驶
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
A
解析　已知甲车的速度v甲=10 m/s，乙车的速度v乙=36 km/h=10 m/s，v甲=v乙，故①正确，②错误；
若以甲车为参照物，乙相对于甲没有位置变化，是静止的，故③正确，④错误。
4.(2024·安庆望江县模拟)小宇测量出同一辆小车在水平地面上四次做匀速直线运动的路程和时间后，在坐标纸上描出图中对应的a、b、c、d四个点(如图)，其中速度相同的两次是______和______。
b
d
解析　在s-t图像中，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，将图中的4个点与坐标原点连接,如图所示，直线的倾斜程度越大，表示速度越大。从图中看出a点的速度最大，且b、d在同一直线上，说明速度相等，c点的速度最小。
5.(2024·福州模拟)2023年，国内首条悬挂式空中轨道列车——武汉“光谷光子号”正式运行，如图所示。它不仅采用先进的永磁牵引技术，使列车悬浮在高空轨道下行驶；而且应用了效率极高的飞轮储能系统，避免能量浪费；此外还具有良好的观景功能。“光谷光子号”空轨列车的车体采用大开度侧窗，并在车厢地板设置了透明式观景窗，全车拥有270°观景功能。当列车匀速前进时，以列车为参照物，窗外的景物是_____的；建设的空轨一期线路长约10.5 km，列车的最高速度为60 km/h，若全程以最高速度运行，则需要______ min。
运动
10.5
解析　以列车为参照物，窗外的景物的位置发生改变，故窗外的景物是运动的；
若全程以最高速度运行，需要的时间为：
v===0.175 h=10.5 min。
6.(2024·武威模拟)汽车后刹车灯的光源，若采用发光二极管(LED)，通电后亮起的时间会比采用白炽灯短大约0.5 s，这有助于后方车辆驾驶员及时做出反应。假设后方车辆以108 km/h的速度匀速前进，在0.5 s的时间内，后方的车辆前行的距离为_____ m。
15
解析　108 km/h=30 m/s，
由v=可得，在0.5 s内后车前进的距离：
s=vt=30 m/s×0.5 s=15 m。

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