第1章 5 匀变速直线运动速度与时间的关系-2021-2022学年高中物理必修1【名师导航】同步Word教参(教科版)

5.匀变速直线运动速度与时间的关系 学 习 目 标 知 识 脉 络(教师用书独具) 1.知道什么是匀变速直线运动． 2．知道匀变速直线运动的v­t图像特点．理解图像的物理意义．(重点) 3．理解匀变速直线运动的速度与时间的关系式vt＝v0＋at，会用vt＝v0＋at进行相关的计算．(重点、难点) 一、匀变速直线运动 1．匀变速直线运动 (1)定义：速度随时间均匀变化即加速度恒定的运动． (2)特点 ①任意相等时间内Δv相等，速度均匀变化； ②加速度大小、方向都不变化(填“变化”“不变化”)． (3)分类： ①匀加速直线运动：速度随时间均匀增加的匀变速直线运动． ②匀减速直线运动：速度随时间均匀减小的匀变速直线运动． 2．速度与时间的关系 (1)速度公式：vt＝v0＋at. (2)对公式的解释：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. 二、匀变速直线运动的v­t图像 1．匀变速直线运动的v­t图像 公式vt＝v0＋at表示了匀变速直线运动速度vt是时间t的一次函数，对应的v­t图像是一条倾斜直线(或“斜线”)． 2．斜率的含义 v­t图像的斜率表示加速度的大小和方向． (1)匀加速直线运动：Δv>0，a＝>0，a与v0同向(填“同向”或“反向”)，如图所示． (2)匀减速直线运动：Δv<0，a＝<0，a与v0反向(填“同向”或“反向”)，如图所示． 1．思考判断 (1)加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动． (×) (2)匀变速直线运动就是速度均匀变化的直线运动． (√) (3)在匀变速直线运动中，由公式vt＝v0＋at可知，初速度相同，加速度a越大，则v越大． (×) (4)匀变速直线运动的v­t图像是一条倾斜直线． (√) (5)v­t图像的斜率为负值时，物体一定做匀减速直线运动． (×) 2．一质点做直线运动，速度vt＝5＋0.3t(m/s)，则质点的初速度为________m/s，加速度为________m/s2,3 s末的速度为________m/s. [答案]　5　0.3　5.9 对速度与时间关系式的理解 1．公式的矢量性 (1)公式中的v0、vt、a均为矢量，应用公式解题时，首先要规定正方向，一般取v0的方向为正方向，a、vt与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值．计算时将各量的数值和正负号一并代入计算． (2)a与v0同向时物体做匀加速直线运动，a与v0方向相反时，物体做匀减速直线运动． 2．公式的适用条件 公式vt＝v0＋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，vt＝v0(匀速直线运动)． (2)当v0＝0时，vt＝at(由静止开始的匀加速直线运动)． 4．速度公式vt＝v0＋at与加速度定义式a＝的比较 速度公式vt＝v0＋at虽然是加速度定义式a＝的变形，但两式的适用条件是不同的： (1)vt＝v0＋at仅适用于匀变速直线运动； (2)a＝可适用于任意的运动，包括直线运动和曲线运动． 1．在某汽车4S店，一顾客正在测试汽车加速、减速性能．汽车以36 km/h的速度匀速行驶，现以0.6 m/s2的加速度加速，则10 s后速度能达到多少？若汽车以0.6 m/s2的加速度刹车，则10 s和20 s后速度各为多少？ [解析]　初速度v0＝36 km/h＝10 m/s， 加速度a1＝0.6 m/s2，a2＝－0.6 m/s2. 由速度公式得 v1＝v0＋a1t1＝10 m/s＋0.6×10 m/s＝16 m/s， 开始刹车10 s后汽车的速度 v2＝v0＋a2t2＝10 m/s－0.6×10 m/s＝4 m/s， 开始刹车至汽车停下所需时间 t3＝ s＝16.7 s<20 s.＝ 故刹车20 s后汽车早已停止运动，所以车速为0. [答案]　16 m/s　4 m/s　0 2．一物体从静止开始以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动，经5 s后做匀速直线运动，最后2 s的时间内物体做匀减速直线运动直至静止．求： (1)物体做匀速直线运动的速度的大小； (2)物体做匀减速直线运动时的加速度． [解析]　解题关键是画出如下的示意图： 设图中A→B做匀加速直线运动，B→C做匀速直线运动，C→D做匀减速直线运动，匀速运动的速度为AB段的末速度，也为CD段的初速度． (1)由速度与时间的关系式得 vB＝a1t1＝2×5 m/s＝10 m/s vC＝vB＝10 m/s 即做匀速直线运动的速度为10 m/s (2)由vD＝vC＋a2t2得 a2＝ m/s2＝－5 m/s2.＝ 负号表示加速度方向与运动方向相反． [答案]　(1)10 m/s　(2)－5 m/s2，加速度方向与运动方向相反 匀变速直线