第2章 第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系（教师用书Word）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（人教版 2019）

第2节　匀变速直线运动的速度与时间的关系 [学习目标] 1.知道匀变速直线运动的特点及分类(物理观念).2.理解匀变速直线运动的v－t图像特点(物理观念).3.掌握匀变速直线运动的速度公式，能解决生活中的匀变速直线运动问题(科学思维)． 知识点一　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 知识点二　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． 1．判断下列说法的正误． (1)匀变速直线运动的加速度不变．(√) (2)速度逐渐增大的直线运动是匀加速直线运动．(×) (3)公式v＝v0＋at适用于任何做直线运动的物体．(×) (4)匀加速直线运动的v－t图像的斜率逐渐增大．(×) 2．一辆汽车原来的速度是6 m/s，在一段足够长的下坡路上以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则行驶了4 s时的速度为8m/s. 考点一　匀变速直线运动的特点及v－t图像 【情境导学】 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？ 答案　(1)甲做匀速直线运动；乙做匀加速直线运动；丙做匀减速直线运动；丁做变加速直线运动． (2)乙、丙；物体乙的v－t图线斜率不变，加速度不变，速度随时间均匀增加，物体丁的v－t图线斜率变大，加速度变大，速度增加得越来越快． 【知识拓展】 1．匀变速直线运动 加速度保持不变的直线运动． 2．匀变速直线运动的特点 (1)加速度a恒定不变； (2)v－t图像是一条倾斜直线． 3．匀变速直线运动的v－t图像 (1)匀速直线运动的v－t图像是一条平行于时间轴的直线． (2)匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线，如图所示，a表示匀加速直线运动，b表示匀减速直线运动． ①v－t图线的斜率表示加速度：斜率的大小等于物体的加速度的大小，斜率的正、负表示加速度的方向． ②v－t图线与纵轴的交点的纵坐标表示物体的初速度． (3)v－t图线是一条曲线，则物体做非匀变速直线运动，物体在某时刻的加速度等于该时刻图线切线的斜率． 图甲中，图线斜率增大，物体的加速度增大，图乙中，图线斜率减小，物体的加速度减小． 　 【例题1】 关于匀变速直线运动，下列说法正确的是(　　) A．匀加速直线运动的加速度是不断增大的 B．做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同的 C．任意相等时间内，加速度的变化量相等且不为零 D．任意时刻速度的变化率相同 思维导引：理解匀变速直线运动的加速度是不变的，匀加速和匀减速都是匀变速运动． 答案　D 解析　匀变速直线运动的加速度是不变的，即任意时刻速度的变化率相同，在任意相等时间内速度的变化量相等且不为零，选项A、C错误，D正确；做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向之间没有必然联系，可能相同也可能相反，选项B错误． 【变式1】 (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 答案　AB 解析　由v－t图像可知，甲以2 m/s的速度做匀速直线运动，乙在0～2 s内做匀加速直线运动，加速度a1＝2 m/s2，在2～6 s内做匀减速直线运动，加速度a2＝－1 m/s2，选项A正确，C错误；第1 s末和第4 s末两物体速度相同，选项B正确；0～6 s内甲、乙的速度方向都沿正方向，选项D错误． 考点二　速度与时间的关系 【情境导学】 一个物体做匀变速直线运动，运动开始时刻(t＝0)的速度为v0(叫作初速度)，加速度为a，请根据加速度定义式求t时刻物体的瞬时速度． 答案　由加速度的定义式a＝＝＝，整理得t时刻物体的瞬时速度v＝v0＋at. 【知识拓展】 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；