第2章 第2节 匀变速直线运动速度与时间的关系（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（教科版2019）

第2节　匀变速直线运动速度与时间的关系 核心素养导学 物理观念 (1)了解匀变速直线运动的特点及其分类。 (2)知道公式vt＝v0＋at的含义。 科学思维 (1)根据实验得到的v-t图像是一条倾斜直线，建构匀变速直线运动的模型。 (2)能根据v-t图像得出匀变速直线运动的速度与时间的关系式vt＝v0＋at。 科学态度与责任 能应用匀变速直线运动的速度与时间的关系式或图像，分析和解决生产、生活中有关的实际问题。 一、匀变速直线运动的速度与时间的关系 1．速度与时间的关系式：vt＝v0＋at。 2．意义：做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度vt等于物体在开始时刻的速度v0加上在整个过程中速度的变化量at。 公式中的v0、vt、a均为矢量，应用公式解题时，一般取v0的方向为正方向，若物体做匀加速直线运动，a取正值；若物体做匀减速直线运动，a取负值。　　 二、速度方程的深入讨论 1．公式vt＝v0＋at中，v0、vt、a均为矢量。应用公式时应先选取正方向，一般以初速度v0的方向为正方向。 2．讨论 加速度a a＞0 a＜0 a＝0 物体运动情况 匀加速直线运动 匀减速直线运动 匀速直线运动 v-t图像 1.如图为列车出站时的情境，请对以下结论作出判断： (1)列车一定匀加速驶出车站。(×) (2)列车的速度随时间增加，但不一定是匀加速直线运动。(√) (3)可通过观察列车速度表的示数是否随时间均匀增大，判断列车是否做匀加速直线运动。(√) 2．在匀变速直线运动中，vt＝v0＋at只能用来求解末速度吗？ 提示：公式中涉及四个物理量vt、v0、a、t，只要已知其中任意三个物理量就可求解第四个物理量。 新知学习(一)|对vt＝v0＋at的理解及应用 如果将C919大型客机在地面上滑行起飞的过程看作是匀变速直线运动。 (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] 对公式vt＝v0＋at的理解 含义 v0、vt皆为某时刻的状态量，加速度a恒定不变 矢量性 v0、vt、a皆为矢量，一般规定v0的方向为正方向 若a与v0同向，vt逐渐增大 物体做匀加速直线运动 若a与v0反向，vt逐渐减小或减为0后再反向增大 物体做匀减速直线运动，减为零后再反向做匀加速直线运动 特例 说明 ①在使用公式计算问题时，必须考虑各量的方向关系，与正方向相同取正值，相反取负值；②公式仅适用于匀变速直线运动；③各量的单位要统一 [针对训练] 1．物体在做直线运动，则下列对物体运动的描述正确的是(　 ) A．加速度为负值的直线运动，一定是匀减速直线运动 B．加速度大小不变的运动，一定是匀变速直线运动 C．加速度恒定(不为零)的直线运动一定是匀变速直线运动 D．若物体在运动过程中，速度的方向发生改变，则一定不是匀变速直线运动 解析：选C　物体速度为负值，加速度为负值且保持不变时是匀加速直线运动，A错误；加速度是矢量，加速度大小不变，若方向改变，则加速度是变化的，不是匀变速直线运动，只有加速度恒定(不为零)的直线运动才是匀变速直线运动，B错误，C正确；速度的方向发生改变，加速度可能保持不变，即可能为匀变速直线运动，例如，物体在做匀减速直线运动时，当速度减小到零后，运动的方向会发生改变，变为反向匀加速直线运动，D错误。 2．(2022·宜宾高一检测)运动员控制遥控车使它在水平地面上做直线运动，从t＝0时刻起，2 s内其速度随时间变化的规律为v＝2＋3t(m/s)，下列判断正确的是(　 ) A．t＝0时，遥控车的速度为3 m/s B．t＝1 s时，遥控车的速度为6 m/s C．0～2 s内，遥控车的加速度为3 m/s2 D．0～2 s内，遥控车的加速度为9 m/s2 解析：选C　2 s内其速度随时间变化的规律为v＝2＋3t(m/s)，t＝0时，遥控车的速度为2 m/s，故A错误；t＝1 s时，遥控车的速度为5 m/s，故B错误；根据vt＝v0＋at可知遥控车的加速度为3 m/s2，故C正确、D错误。 3．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