资源简介 【标题】第二节 匀变速直线运动的速度与时间的关系解读课程 学科素养课标要点 核心素养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图像特点. 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. 1.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.(物理观念) 2.匀变速直线运动末速度与初速度的关系.(科学探究) 3.用速度公式解决简单的匀变速直线运动的问题.(科学态度与责任)预习新知 自主学习一、匀变速直线运动1.定义沿着一条直线,且加速度不变的运动.加速度是矢量,加速度不变指的是加速度的大小和方向都不变.若加速度的大小不变,但加速度的方向发生了变化,这样的运动不是匀变速运动.2.分类(1)匀加速直线运动:物体的速度随时间均匀增加的直线运动.(2)匀减速直线运动:物体的速度随时间均匀减小的直线运动.匀加速直线运动的特点:加速度的大小和方向都不变,且与速度方向相同;匀减速直线运动的特点:加速度的大小和方向都不变,且与速度方向相反.二、速度与时间的关系式1.速度公式:v=v0+at.2.对公式的理解:做匀变速直线运动的物体,由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量,所以at就是t时间内速度的变化量;再加上运动开始时物体的速度v0,就得到t时刻物体的速度v.探究知识 提升素养知识点1 匀变速直线运动的特点及v-t图像兴趣探究四个物体运动的v-t图像如图所示.甲乙丙丁(1)它们分别做什么运动?(2)匀加速直线运动的v-t图像斜率一定为正值吗?匀减速直线运动的v-t图像斜率一定为负值吗?【答案】(1)甲做匀速直线运动;乙做匀加速直线运动;丙做匀减速直线运动;丁做反向匀加速直线运动(2)不一定 不一定知识归纳1.匀变速直线运动的特点(1)加速度a恒定不变;(2)v-t图像是一条倾斜直线.2.v-t图像与物体的运动(1)匀速直线运动的v-t图像是一条平行于时间轴的直线(如上图甲).(2)匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线,如图所示,a表示匀加速直线运动,b表示匀减速直线运动.①v-t图线的斜率的绝对值等于物体的加速度的大小,斜率的正、负表示加速度的方向.②v-t图线与纵轴的交点的坐标表示物体的初速度,如图,a的初速度为va,b的初速度为vb.(3)非匀变速直线运动的v-t图像是一条曲线,曲线上某点切线的斜率等于该时刻物体的加速度.如图甲、乙中,速度v随时间t的增加都增大.甲图中,在相等的时间Δt内Δv2>Δv1,加速度增大;乙图中,在相等的时间Δt内Δv2<Δv1,加速度减小.甲乙考向例题考向一 对匀变速直线运动的理解【例1】关于匀变速直线运动,下列说法正确的是 ( )A.匀变速直线运动是加速度不变、速度随时间均匀变化的直线运动B.匀变速直线运动是速度不变、加速度变化的直线运动C.匀变速直线运动是速度随时间均匀变化、加速度也随时间均匀变化的直线运动D.当加速度不断减小时,其速度也一定不断减小【解析】由匀变速直线运动的定义可知,A正确.【答案】A总结升华:两个关键词透析匀变速直线运动的概念:(1)轨迹是直线:加速度不变的运动有直线运动,也有曲线运动.物体做直线运动,表明物体的速度方向与加速度方向在同一直线上.(2)加速度不变:加速度a≠0,且大小和方向均不变;加速度不变表明物体的速度随时间均匀变化,即任意相等的时间内速度的变化均相同.即时巩固1.做直线运动的物体在第1 s末、第2 s末、第3 s末…的速度分别为1 m/s、2 m/s、3 m/s…,则此物体的运动性质是 ( )A.匀变速直线运动B.非匀变速直线运动C.是加速度不断增大的运动D.可能是匀变速,也可能是非匀变速直线运动【解析】从已知条件不能确定非整数时刻的速度,即不知道在第1s末与第2s末之间速度是否从1m/s均匀增加到2m/s,故物体可能做匀变速运动,也可能做非匀变速直线运动.【答案】D考向二 匀变速直线运动的v-t图像【例2】(多选)甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动,两物体运动的v-t图像如图所示,下列判断正确的是 ( )A.甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动B.两物体两次速度相同的时刻分别在1 s末和4 s末C.乙在前2 s内做匀加速直线运动,2 s后做匀减速直线运动D.2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反【解析】由v-t图像知,甲以2m/s的速度做匀速直线运动,乙在0~2s内做匀加速直线运动,加速度m/s2,2~6s内做匀减速直线运动,加速度:-1m/s2,故A错误,C正确;在t=1s和t=4s时二者速度相同,故B正确;0~6s内甲、乙的速度均为正数,所以方向都沿正方向,故D错误.所以BC正确,AD错误.【答案】BC题后反思:应用v-t图像的技巧(1)v-t图像只能描述直线运动,无法描述曲线运动.(2)v-t图像反映速度随时间的变化规律,不表示物体运动的轨迹.速度方向是否发生改变,要看图线是否处在时间轴的两侧,图线在时间轴的同一侧时,速度方向不发生变化.(3)利用图线的斜率比较加速度.即时巩固2.(多选)如图所示是某物体运动的v-t图像,下列说法正确的是 ( )A.该物体的加速度一直不变B.3 s末物体加速度开始改变C.0~8 s物体一直做匀减速运动D.t=0时和t=6 s时物体的速率相等【解析】图线斜率不变,加速度就不变,A正确,B错误;物体先做匀减速运动,再做匀加速运动,C错误;t=0时和t=6s时,物体的速率都为30m/s,D正确.【答案】AD知识点2 匀变速直线运动速度与时间的关系式兴趣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(叫做初速度),加速度为a,请根据加速度定义式求t时刻物体的瞬时速度.【答案】由加速度的定义式a=,整理得:v=v0+at.知识归纳速度和时间关系式v=v0+at的理解1.公式的适用条件:只适用于匀变速直线运动.2.公式的矢量性:(1)公式中的v0、v、a均为矢量,解题时,首先应选取正方向.(2)一般以v0的方向为正方向,此时匀加速直线运动a>0,匀减速直线运动a<0;计算结果v>0,说明v与v0方向相同;v<0,说明v与v0方向相反.3.两种特殊情况:(1)当v0=0时,v=at.由于匀变速直线运动的加速度恒定不变,所以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.(2)当a=0时,v=v0.加速度为零的运动是匀速直线运动,也表明匀速直线运动是匀变速直线运动的特例.考向例题考向 公式v=v0+at的理解及应用【例3】汽车以45 km/h的速度匀速行驶.(1)若汽车以0.6 m/s2的加速度加速,则10 s后速度能达到多少?(2)若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速,则10 s后速度能达到多少? (3)若汽车刹车以3 m/s2的加速度减速,则10 s后速度为多少?【解析】(1)初速度v0=45km/h=12.5m/s,加速度a=0.6m/s2,时间t=10s.10s后汽车的速度为v=v0+at=(12.5+0.6×10)m/s=18.5m/s.(2)汽车匀减速运动,a1=-0.6m/s2,减速到停止的时间tm=s≈20.83s>10s,所以10s后汽车的速度为v=v0+a1t=(12.5-0.6×10)m/s=6.5m/s.(3)汽车刹车所用时间t2=s<10s,所以10s后汽车已经刹车完毕,则10s后汽车速度为零.【答案】(1)18.5 m/s (2)6.5 m/s (3)0方法技巧:求解汽车刹车问题时应注意的问题:汽车刹车、飞机着陆、火车进站等实际减速运动,由于它们在速度减小为零后不再返回,此后它们就一直停留在某位置不动,故计算它们的速度时切不可盲目将所给时间代入速度公式.若所给时间小于刹车用时,则可将所给时间代入速度公式求解,若所给时间大于或等于刹车用时,则它们在所给时间速度为零.即时巩固3.磁悬浮列车由静止开始加速出站,加速度为0.6 m/s2,2 min后列车速度为多大?列车匀速运动时速度为432 km/h,如果以0.8 m/s2的加速度减速进站,求减速160 s时速度为多大?【解析】取列车运动方向为正方向.(1)v=v10+a1t1=(0+0.6×120)m/s=72m/s=259.2km/h.(2)列车减速进站时a2=-0.8m/s2.v20=432km/h=120m/s.刹车到速度为0的时间t0=s=150s.所以160s时列车已经停止运动,速度为0.【答案】259.2 km/h 0基础性达标作业1.(多选)下列说法正确的是 ( )A.匀速直线运动的速度是恒定的,不随时间而改变B.速度随时间而改变的运动,叫匀变速直线运动C.速度随时间均匀增加的运动,叫匀加速直线运动D.速度随时间均匀减小的直线运动,叫匀减速直线运动【解析】匀速直线运动的速度是恒定的,不随时间而改变,选项A正确;速度随时间均匀改变的直线运动,叫匀变速直线运动,选项B错误;速度随时间均匀增加的直线运动,叫匀加速直线运动,选项C错误;速度随时间均匀减小的直线运动,叫匀减速直线运动,选项D正确;故选AD.【答案】AD2.关于匀变速直线运动中的加速度的方向和正负值问题,下列说法中错误的是 ( )A.在匀加速直线运动中,加速度的方向一定和初速度方向相同B.匀减速直线运动中,加速度一定是负值C.匀加速直线运动中加速度也有可能取负值D.只有在规定了初速度方向为正方向的前提下,匀加速直线运动的加速度才取正值【解析】匀加速直线运动是加速度不变的运动,加速度方向一定与初速度方向相同,A正确;加速度的正负与正方向的选取有关,B错误、C正确、D正确.【答案】B3.沿直线从静止开始运动,每隔2 s测一次速度,测量数据依次为0.5 m/s、1 m/s、2 m/s、4 m/s……那么物体的运动性质为 ( )A.匀速直线运动 B.变速直线运动C.匀变速直线运动 D.无法确定【解析】每隔2s测一次速度,测量数据依次为0.5m/s、1m/s、2m/s、4m/s……,速度是变化的,但增加的越来越快,故不是匀变速直线运动,故ACD错误,B正确;故选B.【答案】B4.(多选)质点做匀加速直线运动,初速度为v0=2 m/s,加速度为a=0.1 m/s2,则 ( )A.质点第4 s末的速度为2.4 m/sB.每经过2 s时间,物体速度就增大2.2 m/sC.质点加速度一直增大D.质点速度随时间均匀增大【解析】根据速度与时间公式:v=v0+at,代入数据解得第4s末的速度:v4=2.4m/s,故A正确;根据加速度的定义可知每过2s速度增大为:Δv=aΔt=0.1×2m/s2=0.2m/s,故B错误;根据速度与时间公式:v=v0+at,可知加速运动中速度一直增大,故C错误;匀加速运动中加速度是不变的,而速度随时间的增大是均匀的,故D正确.所以ACD正确,B错误.【答案】AD5.图示为A、B两个物体做直线运动v-t图像,下列说法正确的是 ( )A.物体A做匀加速直线运动B.物体B做匀减速直线运动C.物体A的加速度为正值,B的加速度为负值,所以A的加速度大于B的加速度D.2 s末物体A的速度比物体B的速度大【解析】由图知:A的速度均匀增大,做匀加速直线运动,故A正确.B的速度沿负方向,而且均匀增大,所以沿负方向做匀加速直线运动,故B错误.根据图线的斜率表示加速度,可知A的加速度为正值,B的加速度为负值,由于B的斜率绝对值更大,所以B的加速度大于A的加速度.故C错误.速度是矢量,2s末物体A的速度大小为2m/s,B的速度大小为4m/s,所以A物体速度比物体B的速度小,D错误;故选A.【答案】A6.汽车在平直的公路上以10 m/s作匀速直线运动,发现前面有情况而刹车,获得的加速度大小为2 m/s2,则:(1)汽车经3 s的速度大小是多少?(2)经5 s、10 s汽车的速度大小各是多少?【解析】(1)刹车时间t==5s,则3s末汽车还未停下,由速度公式得v3=v0+at=10m/s+(-2)×3m/s=4m/s(2)5s末、10s末汽车已经停下,则瞬时速度均为0.【答案】(1)4 (2)0 (3)01 展开更多...... 收起↑ 资源预览