内容正文:
物 理
第二节 匀变速直线
主题一 运动和力
通 用 类
高等教育出版社
学习目标
知识目标 理解加速度的概念,理解匀变速直线运动规律。
能力目标 用数学语言描述物理现象的数学方法,了解研究物理学的实验方法,增强操作技能,探究审计等能力。
情感目标 了解高铁等建设成就,增强家国情怀,追求精益精的工匠精神和科技传承等素养。
核心素养 通过理解和掌握物理概念,培养学生科学思维和应用能力。通过我国的建设成就,激发学生学习的主动力和增强学生爱国情怀。
主题一 运动和力 第二节 匀变速直线运动
人和内燃机火车进行1 000 m比赛,大家能猜出谁会赢吗?
主题一 运动和力 第二节 匀变速直线运动
如果人和内燃机火车进行100 m短跑比赛(图1-2-1),相信大家都能猜出火车可不是人的对手。
若进行1 000 m和 2 000 m比赛,大家还能猜出谁会赢吗?
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主题一 运动和力 第二节 匀变速直线运动
本节我们要学习的主要内容。
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匀变速直线运动
匀变速直线运动
加速度
匀变速直线运动的规律
自由落体运动
一、匀变速直线运动
变速直线运动
在生活中,人们发现,有些物体的运动会越来越快,而有些物体的运动会越来越慢。
匀变速直线运动
做变速直线运动的物体,如果在任意相等的时间内,速度的变化量都相等
如果在相等的时间内,物体沿直线运动的位移不相等
时刻 第1秒末 第2秒末 第3秒末 第4秒末 第5秒末 ……
速度 2m/s 4m/s 6m/s 8m/s 10m/s ……
一辆汽车沿一条直线从静止开始加速,速度与时刻的关系
主题一 运动和力 第二节 匀变速直线运动
在生活中,人们发现,有些物体的运动会越来越快,而有些物体的运动会越来越慢。绝大多数实际物体的运动是变速运动。例如,汽车启动后,速度越来越大;汽车制动后,速度越来越小。如果在相等的时间内,物体沿直线运动的位移不相等,这种运动称为变速直线运动。
如果一辆汽车沿一条直线从静止开始加速,1 s末的速度为2 m/s,2 s末的速度为4 m/s,3 s末的速度为6 m/s,4 s末的速度为8 m/s,5 s末的速度为10 m/s……
【思考与讨论】
通过分析上述汽车的运动数据可以发现,这辆汽车开始运动后,每1 s内速度的增加量是 m/s,每2 s内速度的增加量是 m/s,每0.5 s内速度的增加量是 m/s……
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速度-时间图像(v-t 图像)。
时刻 第1秒末 第2秒末 第3秒末 第4秒末 第5秒末 ……
速度 2m/s 4m/s 6m/s 8m/s 10m/s ……
一辆汽车沿一条直线从静止开始加速,速度与时刻的关系
匀变速直线运动建立一个平面直角坐标系,用纵轴表示速度,横轴表示时间,将上述匀变速直线运动每一时刻的速度作为一个点画出,就形成一条如右图所示的直线。
主题一 运动和力 第二节 匀变速直线运动
主题一 运动和力 第二节 匀变速直线运动
匀变速直线运动
匀加速直线运动
匀减速直线运动
在国际单位制中,单位是 m/s2(米/秒2)
在一个匀变速直线运动中,质点速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值是一个常量。在物理学中,将该比值定义为加速度。用 a 表示加速度,用 v0 表示初速度,用 vt 表示末速度,用 t 表示速度变化所用的时间。
在匀变速直线运动中:
如果速度增加,即 ,则加速度是正值,表示其方向与运动 方向相同。
如果速度减少,即 𝑣_𝑡<𝑣_0,则加速度是负值,表示其方向与运动方向相反。
主题一 运动和力 第二节 匀变速直线运动
矢量
定义
数学表达
单位
二、加速度
【思考与讨论】
与同学进行讨论,运动员和炮弹作的两种不同的匀变速直线运动,哪一个运动速度变化得快?到底有多快?
在不同的匀变速直线运动中,质点速度变化的快慢往往是不同的。例如,世界级的短跑运动员可以在 2 s 内将自身的速度从 0 提高到 10 m/s;迫击炮可以在 0.005 s 内将炮弹的速度从 0 提高到 250 m/s。
主题一 运动和力 第二节 匀变速直线运动
在不同的匀变速直线运动中,质点速度变化的快慢往往是不同的。例如,世界级的短跑运动员可以在2 s内将自身的速度从0提高到10 m/s;迫击炮可以在0.005 s内将炮弹的速度从0提高到250 m/s。
【思考与讨论】
与同学进行讨论,运动员和炮弹作的两种不同的匀变速直线运动,哪一个运动速度变化得快?到底有多快?
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二、加速度
若将运动员和炮弹的运动都视为匀变速直线运动,则可算出运动员和炮弹的加速度大小分别为
主题一 运动和力 第二节 匀变速直线运动
比较计算结果可知,炮弹的加速