内容正文:
第2章 匀变速直线运动
第1节 速度变化规律
核心素养导学
物理观念 (1)理解匀变速直线运动的速度公式。
(2)知道v-t图像特点及物理意义。
科学思维 (1)会用数学方法研究物理问题,培养数形结合的思想。
(2)能运用速度公式、速度—时间图像分析问题,通过推理,获得速度、时间等运动信息,形成初步的运动观念。
(3)通过速度公式的推导过程培养用物理语言表达物理规律的意识。
科学态度与责任 通过汽车刹车模型的构建,培养学生将理论与实际相联系的思维方法。
一、匀变速直线运动
1.定义
物体_________保持不变的直线运动。
2.特点
(1)轨迹是直线。
(2)加速度的______和______都不改变。
3.分类
(1)匀加速直线运动:加速度和速度_____的匀变速直线运动,其运动的速度______增加。
(2)匀减速直线运动:加速度和速度_____的匀变速直线运动,其运动的速度_____减小。
加速度
大小
方向
同向
均匀
反向
均匀
“加速度不变”的理解
矢量性理解 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
内涵理解 指的是速度均匀变化,即在任意相等的时间内速度的变化量都相同
运动形式理解 (1)加速度与速度同向时,速度随着时间均匀增加
(2)加速度与速度反向时,速度随着时间均匀减小
二、速度与时间的关系
1.速度公式:vt=________。
2.意义:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度vt等于物体在开始时刻的_______加上在整个过程中速度的_________。
公式中的v0、vt、a均为矢量,应用公式解题时,一般取v0的方向为正方向,若物体做匀加速直线运动,a取正值;若物体做匀减速直线运动,a取负值。
v0+at
速度v0
变化量at
倾斜
匀加速直线
匀减速直线
1. 如图所示,你坐在沿直线行驶的汽车中,能看到:汽车启动时,
速度计的指针顺时针方向转动;刹车时,速度计的指针逆时针方
向转动。
思考:
(1)如何根据此现象判断汽车的运动是不是匀变速直线运动呢?
(2)如果汽车匀加速启动,汽车的速度和加速度分别如何变化?
(3)如果汽车做的是匀减速直线运动,加速度如何变化?
提示:(1)观察速度计的指针所指速度是否随时间均匀变化,若均匀变化则是匀变速直线运动。
(2)速度增大,加速度不变。
(3)加速度不变。
2.(1)如图所示给出了A、B、C三辆车的v-t图像,在不计算的
情况下,你能推断出这三辆车加速度的大小排序吗?分别
估算这三辆车的加速度,看看结果与你的判断是否一致,
并与同学交换看法。
(2)图(a)和(b)分别表示的是什么运动?初速度是否为0?是加速还是减速?请说说你判断的理由。
新知学习(一)|公式vt=v0+at的理解应用
[任务驱动]
如果将C919大型客机在地面上滑行起飞的过程看作是匀变速直线运动。
(1)其运动的速度与时间有什么关系?
(2)其在轨道上滑行的时间与哪些物理量有关?
提示:(1)速度与时间的关系为vt=v0+at。
(2)初始速度、加速度和起飞速度。
[重点释解]
对公式vt=v0+at的理解
含义 v0、vt皆为某时刻的状态量,加速度a恒定不变
矢量性 v0、vt、a皆为矢量,一般规定v0的方向为正方向
若a与v0同向,vt逐渐增大 物体做匀加速直线运动
若a与v0反向,vt逐渐减小或减为0后再反向增大 物体做匀减速直线运动,减为零后再反向做匀加速直线运动
特例 若v0=0,则vt=at vt∝t
说明 ①在使用公式计算问题时,必须考虑各量的方向关系,与正方向相同取正值,相反取负值;②公式仅适用于匀变速直线运动;③各量的单位要统一
[针对训练]
1.物体在做直线运动,则下列对物体运动的描述正确的是 ( )
A.加速度为负值的直线运动,一定是匀减速直线运动
B.加速度大小不变的运动,一定是匀变速直线运动
C.加速度恒定(不为零)的直线运动一定是匀变速直线运动
D.若物体在运动过程中,速度的方向发生改变,则一定不是匀变速直线运动
解析:物体速度为负值,加速度为负值且保持不变时是匀加速直线运动,A错误;加速度是矢量,加速度大小不变,若方向改变,则加速度是变化的,不是匀变速直线运动,只有加速度恒定(不为零)的直线运动才是匀变速直线运动,B错误,C正确;速度的方向发生改变,加速度可能保持不变,即可能为匀变速直线运动,例如,物体在做匀减速直线运动时,当速度减小到零后,运动的方向会发生改变,变为反向匀加速直线运动,D错误。
答案:C
2.(2022·辽宁学业水平考试)运动员控制遥控车使它在水平地面上做直线运动,从t=0时刻起,2 s内其速度随时间变化的规律为v