第2章 第二节 匀变速直线运动的规律（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第一册（粤教版2019）

第二节　匀变速直线运动的规律 核心素养导学 科学态度与责任 (1)通过推导位移公式，体会利用图像分析物理规律的研究方法。 (2)体会物理知识的实际应用价值。 (3)初步认识应用数学知识研究物理问题，体会物理问题研究中的极限法。 续表 v0＋at 倾斜 初速度 加速度 初速度 位移 无论v-t图线是平行于t轴的直线、倾斜直线还是曲线，图线与t轴所围面积均表示物体在这段时间内的位移。　　 2as 1．通过拍摄物体的频闪照片(如图甲所示)，得到物体运动的如下三个图像，它们表示物体在沿着____线运动，它们分别表示物体的速度在______、________、________(填“增大”“减小”或“不变”)。其中第丙、丁图中，速度随时间______变化。 提示：直　不变　增大　减小　均匀 √ × √ 3．如图所示，是“歼-15”战机在“山东舰”上起飞的画面，若已知“歼-15”战机的加速度为a，起飞时的速度为v。 (1)如果“山东舰”静止在海上，应该如何来确定飞机跑道的最小长度？ (2)如果航空母舰使用弹射系统使战斗机具有初速度v0，求飞机跑道的最小长度。 8 新知学习(一)|对vt＝v0＋at的理解及应用 [任务驱动] 我国具有自主知识产权的C919大型客机在某次测试中从浦东机场第四跑道起飞，经过2小时5分钟的飞行，在完成了30个试验点后，于12时20分返航并平稳降落浦东机场，顺利完成飞行任务。如果将C919大型客机在地面上滑行起飞的过程看作是匀速直线运动。 (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] 1．公式的适用条件 公式vt＝v0＋at只适用于匀变速直线运动。 2．公式的矢量性 (1)公式vt＝v0＋at中的v0、vt、a均为矢量，应用公式解题时，首先应选取正方向。 (2)一般以v0的方向为正方向，此时若为匀加速直线运动，则a＞0，若为匀减速直线运动，则a＜0；对于计算结果vt＞0，说明vt与v0方向相同；vt＜0，说明vt与v0方向相反。 3．两种特殊情况 (1)当v0＝0时，vt＝at。 由于匀变速直线运动的加速度恒定不变，表明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，vt＝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。 [典例体验] [典例]　我国的家庭汽车保有量居世界第一，汽车一般有五个前 进挡位，如图所示，对应不同的速度范围，设在每一挡汽车均做匀变 速直线运动，换挡时间不计。设某次行车时，一挡起步，起步后马上 挂入二挡，加速度为2 m/s2，3 s后挂入三挡，再经过4 s速度达到13 m/s，随即挂入四挡，加速度为1.5 m/s2，速度达到16 m/s时挂上五挡，加速度为1 m/s2。求： (1)汽车在三挡时的加速度大小； (2)汽车在四挡时行驶的时间； (3)汽车挂上五挡后再过5 s的速度大小。 [答案]　(1)1.75 m/s2　(2)2 s　(3)21 m/s /方法技巧/ 应用速度公式vt＝v0＋at解题的思路 (1)选取研究对象和过程。 (2)画出运动草图，标上已知量。 (3)规定正方向，判断各量的正、负，利用vt＝v0＋at由已知条件求解，最后指明所求量的方向。　　 解析：打开伞后运动员做匀减速运动。这一秒末与前一秒初的时间间隔为2 s，则Δv1＝at1＝10 m/s，A错误，D正确；这一秒末与前一秒末的时间间隔为1 s，则Δv2＝at2＝5 m/s，B错误，C正确。 答案：CD 2．(多选)一辆电车做直线运动，速度v随时间t变化的函数关系为v＝bt，其中b＝0.3 m/s2，下列说法正确的是 (　 ) A．电车做匀速直线运动 B．电车的速度变化率大小是0.3 m/s2 C．电车做匀变速直线运动 D．电车的初速度为0.3 m/s 解析：电车做直线运动，由速度v＝bt，知速度随时间均匀变化，电车做匀变速直线运动，A错误，C正确；根据v＝at＝0.3t，知电车的加速度a＝0.3 m/s2，则速度的变化率大小为0.3 m/s2，电车的初速度为0，B正确，D错误。 答案：BC 提示：(1)汽车加速时加速度的方向与运动方向相同，减速时加速度方向与运动方向相反，因此两过程中加速度方向不同。 (2)根据位移公式求位移时，如果取初速度方向为正方向，加速时，加速度取正值，减速时，加速度取负值。　　　　 [典例体验] [典例]　一质点做匀加速直线运动，第3 s内的位移为12 m，第5 s内的位移为20 m，则该质点运动过程中 (　 ) A．初速度大小为零 B．加速度大小为4 m/s2 C．5