内容正文:
衔接点08匀变速直线运动的速度与时间的关系
课程标准
初中
初中无该知识点。
高中
1.知道匀变速直线运动的特点及分类.
2.理解匀变速直线运动的v-t图像特点.
3.掌握匀变速直线运动的速度公式,会用此公式解决简单的匀变速直线运动问题.
初中物理知识储备
变速直线运动:
1.定义:物体做直线运动时,其速度的大小常常是变化的,即在相等的时间内通过的路程不相等,这种运动叫做变速直线运动.
2.特点:(1)物体运动的路线是直线;(2)物体运动的方向不变,但速度的大小不断变化.
3.描述:变速运动比匀速运动复杂,如果只做粗略研究,用平均速度来描述变速运动物体的运动情况.
高中物理新知识、新模型
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.
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.
3.分类:
(1)匀加速直线运动:a和v同向,速度随时间均匀增加.
(2)匀减速直线运动:a和v反向,速度随时间均匀减小.
二、速度与时间的关系
1.速度与时间的关系式:v=v0+at.其中v指t时刻的速度,v0指0时刻的速度.
2.适用条件:匀变速直线运动.
三、对公式v=v0+at的理解
1.公式v=v0+at中各量的含义:v0、v分别表示物体的初、末速度,a为物体的加速度,且a为恒量,at就是物体运动过程中速度的变化量.
2.公式的适用条件:公式v=v0+at只适用于匀变速直线运动.
3.公式的矢量性
公式v=v0+at中的v、v0、a均为矢量,应用公式解题时,应先选取正方向,一般以v0的方向为正方向.
(1)若加速度方向与正方向相同,则加速度取正值;若加速度方向与正方向相反,则加速度取负值.
(2)若计算出v为正值,则表示末速度方向与初速度的方向相同;若v为负值,则表示末速度方向与初速度的方向相反.
4.两种特殊情况
(1)当v0=0时,v=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,v=v0.
加速度为零的运动是匀速直线运动.
初、高中物理衔接点
1. 研究变速运动也是从最简单的变速运动开始,在上一节探究了小车速度随时间的变化规律,结合速度时间图像,建立和研究一种最基本的变速运动——匀变速直线运动。本节课的重难点是匀变速直线运动模型的建立及对其速度和时间关系的理解和应用。
2. 本节的另一个难点是由v-t图像,经科学推理得到匀变速直线运动的速度与时间的关系式,并进一步通过例题分析使学生掌握建立坐标系、用正负号表示矢量方向、应用公式来解决匀变速运动相关问题的方法。同学们刚接触矢量的坐标运算方法,要逐步增强数理结合的能力。
3. 本节内容是从实验的v-t图像得出一般性规律的,是典型的归纳方法。同学们要注重以证据支撑观点的科学思维习惯、逻辑推理能力以及从实际现象抽象出物理模型能力的培养。这部分的逻辑顺序是:分析上节由小车的实际运动得到的实验数据绘出的v-t图像;再由小车的v-t图像是一条直线和加速度的定义,得到小车的加速度不变的运动特点;最后由小车的运动规律建立匀变速直线运动的模型。注意这个模型既源于实际物体的运动,又是对实际运动的抽象与概括。
1. 四个做直线运动的物体的v-t图像如图所示.
(1)物体分别做什么运动?
(2)在乙、丙、丁图中,加速度不变的物体是哪个?在乙和丁图中,物体的运动有什么不同?
例题1. (多选)关于匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A.匀变速直线运动的加速度恒定不变
B.相邻的相同时间间隔内的位移相等
C.在任何相等的时间Δt内的速度变化量Δv都相等
D.速度一定与运动时间成正比
例题2. (多选)甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动,两物体运动的v-t图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲做匀速直线运动,乙先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动
B.两物体两次速度相同的时刻分别在第1 s末和第4 s末
C.乙在前2 s内的加速度为2 m/s2,2 s后的加速度为1 m/s2
D.2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反
例题3. (多选)一个物体做匀变速直线运动,当t=0时,物体的速度大小为12 m/s,方向向东;当t=2 s时,物体的速度大小为8 m/s,方向仍向东.当t为多少时,物体的速度大小变为2 m/s( )
A.3 s B.5 s C.7 s D.9 s
一、单选题
1.一物块在水平外力作用下由静止开始沿光滑水平面做直线运动,其速度v随位移x变化的图像如图所示,下列关于物块速度v随时间t、加速度a随速度v变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.物体做匀减速直线运动,下列说法正确的是( )
A.瞬时速度的方向