第二章 2.匀变速直线运动的速度与时间的关系-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】配套教师用书（人教版）

2．匀变速直线运动的速度与时间的关系 素养目标 知识图解 物理观念 匀变速直线运动及分类，匀变速直线运动速度与时间的关系 科学思维 匀变速直线运动的v ­t图像特点，体会速度公式v＝v0＋at的推导过程与方法 科学探究 探究匀变速直线运动末速度与初速度的关系、图像法 科学态度与责任 用速度公式解决简单的生活、生产、科技等中的匀变速直线运动问题，如刹车问题 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，叫作匀变速直线运动(uniform variable rectilinear motion)。 2．v ­t图像：匀变速直线运动的v ­t图像是一条倾斜的直线(如图所示)。 3．分类 (1)匀加速直线运动：速度随时间均匀增加。 (2)匀减速直线运动：速度随时间均匀减小。 二、速度与时间的关系 1．初速度、速度的变化量 把运动开始时刻取作0时刻，则由0时刻到t时刻的时间间隔Δt为t，而t时刻的速度v与开始时刻的速度v0(叫作初速度)之差就是速度的变化量，即Δv＝v－v0。 2．速度与时间的关系式 3．公式的含义 做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的初速度v0加上在整个过程中速度的变化量at。 (1)匀速直线运动的速度是恒定的，不随时间而改变。(　　) (2)匀变速直线运动的加速度是恒定的，不随时间而改变。(　　) (3)匀变速直线运动的速度随时间均匀增大。(　　) (4)速度随时间不断增加的直线运动，一定是匀加速直线运动。(　　) (5)公式v＝v0＋at只适用于匀加速直线运动。(　　) (6)由公式v＝v0＋at知v的方向一定和v0的方向一致。(　　) (7)在v ­t图像中，图线的斜率只与加速度有关。(　　) (8)匀加速直线运动的v ­t图像的斜率逐渐增大。(　　) 答案：　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)√　(8)× 匀变速直线运动的特点 匀变速直线运动的特点是加速度不变，速度均匀增大或减小。 (1)运动轨迹：是一条直线。 (2)方向关系：①匀加速时，v与a同向②匀减速时，v与a反向。 (3)正方向：一般规定初速度的方向为运动的正方向。 (4)匀变速直线运动是一种物理模型。 利用v ­t图像推导速度与时间的关系式 如图所示，图线斜率k＝＝＝a，可知Δv＝at1，故得v1＝v0＋Δv＝v0＋at1。反过来，利用速度与时间的关系式可推导v ­t图像的图线形式：在速度—时间关系式中，未速度v是时间t的一次函数，故v ­t图线是一条倾斜的直线，斜率表示加速度a，纵轴截距表示初速度v0。 探究点一　匀变速直线运动的v ­t图像 分析下列v ­t图像所表示的物体的加速度特点和运动特点？ 提示：　 加速度特点 运动特点 甲 加速度的大小不变，方向与规定的正方向相同，与v0的方向相同 沿正方向的匀加速直线运动 乙 加速度的大小不变，方向与规定的正方向相反，与v0的方向相反 沿正方向的匀减速直线运动 丙 加速度的大小不变，方向与规定的正方向相同，与v0的方向相反 沿负方向的匀减速直线运动 丁 加速度的大小不变，方向与规定的正方向相反，与v0的方向相同 沿负方向的匀加速直线运动 1．由v ­t图像可以明确的信息 图线上点的纵坐标 正负号 表示瞬时速度的方向 绝对值 表示瞬时速度的大小 图线的斜率 正负号 表示加速度的方向 绝对值 表示加速度的大小 图线的截距 纵截距 表示初速度 横截距 速度为零的时刻 图线的拐点 表示加速度改变 两图线的交点 表示某时刻速度相等 图线与横轴所围图形的面积 表示位移，面积在横轴上方时位移为正值，在横轴下方时位移为负值 2.关于交点的理解 (1)两条图线相交，表明在该时刻两物体具有相同的速度。 (2)图线与v轴相交，交点的纵坐标值为物体t＝0时刻的速度。 (3)图线与时间轴的交点表示速度方向改变，图线折点表示加速度方向或大小改变。 [注意] (1)v ­t图像只能描述直线运动，无法描述曲线运动。 (2)v ­t图像描述的是物体的速度随时间的变化规律，并不表示物体的运动轨迹。 角度1　对匀变速直线运动的理解 (2021·广东中山检测)(多选)关于匀变速直线运动，下列说法中正确的是(　　) A．匀变速直线运动的加速度恒定不变 B．若加速度方向与速度方向在一条直线上，则做匀加速直线运动 C．在任何相等的时间Δt内的速度变化量Δv都相等 D．速度与运动的时间成正比 AC　[匀变速直线运动的加速度a不变，A正确；若速度方向与加速度方向相同，则做匀加速直线运动；若相反，则做匀减速直线运动，B错误；由a＝知，由于a不变，在相邻的相