第三节 匀变速直线运动（课件）-【中职专用】高中物理同步精品课堂（高教版电工电子类）

第三节 匀变速直线运动 主题一 运动和力 1 【情境与问题】 “我的马跑得飞快，我们一直努力地跑，可是那个家伙还是轻松地超过了我们。”这是十九世纪中期一位欧洲货运马车商人，赶着蓄足了劲的马车和火车比赛后说的话。尽管在发令枪响后，他的马车瞬间冲出数百米，而火车才从原地徐徐起动，但火车的速度越来越快，很快就被追上了（图1-3-1），并被火车远远地抛在后面。 图1-3-1 火车追上马车 为什么马车跑不过火车呢？ 2 主要内容 匀变速直线运动 加速度 速度公式 1 2 3 位移公式 4 自由落体运动 5 本节我们要学习的主要内容。 3 01 PART 01 匀变速直线运动 一、匀变速直线运动 生活中人们发现，有些物体的运动速度会越来越快，而有些物体的运动速度会越来越慢。实际物体的运动，绝大多数是变速运动。例如，汽车起动后，速度越来越大；汽车制动后，速度越来越小。 变速直线运动：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。 5 一、匀变速直线运动 一列火车和一辆汽车从静止开始沿直线运动，已知在前4s 内每秒末的瞬时速度，请问火车和汽车的速度变化有什么规律？ 第1 s 末 第2 s 末 第3 s 末 第4 s 末 时刻（每秒末） 火车速度/ m·s-1 汽车速度/ m·s-1 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1. 5 3. 0 4. 5 6. 0 【思考与讨论】 分析上述火车的运动数据，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… 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内速度的减少量是 m/s，每2 s内速度的减少量是 m/s… 第1 s 末 第2 s 末 第3 s 末 第4 s 末 时刻（每秒末） 火车速度/ m·s-1 汽车速度/ m·s-1 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1. 5 3. 0 4. 5 6. 0 0. 2 0. 4 1. 5 3. 0 【思考与讨论】 一、匀变速直线运动 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，这种运动称为匀变速直线运动。 匀变速直线运动是一种物理模型。 在实际生活中，一些物体的运动，如汽车、火车起动后或停止前的一段时间内的运动等都可近似看作匀变速直线运动。 8 一、匀变速直线运动 时刻（每秒末） 第1 s 末 第2 s 末 第3 s 末 第4 s 末 第5 s 末 汽车速度/m·s-1 2 4 6 8 10 一辆汽车沿一条平直的公路从静止开始做匀加速直线运动 为了直观地了解物体的速度随时间变化的情况，可以借助数学中建立平面直角坐标系的方法绘制图像。 一、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的每一时刻的速度作为一个点画出，就形成一条如图1-3-2所示的直线。这样绘制的描述速度与时间关系的图像，称为速度-时间图像（v-t 图像）。 图1-3-2 速度-时间图像 10 【思维与方法】图像法 图像法是一种数学方法。用图像反映物理规律，是人们探求自然规律的一个重要方法。 这种方法可以使抽象的概念直观形象，动态变化过程清晰，物理量之间的函数关系明确，往往能表达出语言难以表达的内涵，避免复杂的运算过程。 11 一、匀变速直线运动 匀变速直线运动可分为匀加速直线运动和匀减速直线运动。 在如图1-3-3所示的图像： 直线甲表示质点做匀加速直线运动， 直线乙表示质点做匀减速直线运动。 图1-3-3 匀加速直线运动和匀减速直线运动 12 02 PART 01 加速度 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。 二、加速度 汽车的百千米加速时间，是衡量汽车动力性能的重要指标，它是指汽车速度由静止加速到100 km/h所用的时间。 在某品牌汽车动力性能测试中，纯电动汽车的百千米加速时间是7.5 s，增加了燃油动力系统后的同型号油电混合动力汽车的百千米加速时间是7.3 s，而同级别的燃油汽车百千米加速时间是10 s左右。 【观察与体验】纯电动汽车和混合动力汽车动力性能比较 那么，哪一类汽车的动力性能更好？ 14 二、加速度 加速度定义：在匀变速直线运动中，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，称为匀变速直线运动的加速度。 计算公式： 单位：m/s2 （米/秒2 ） 加速度是矢量。 v0 表示运动物体开始时刻的速度（初速度） vt 表