第二章 2.匀变速直线运动的速度与时间的关系-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

2．匀变速直线运动的速度与时间的关系 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1．对匀变速直线运动的理解 2．对公式v＝v0＋at理解 3．速度时间关系式的应用 4．对v -t图像的理解 1．掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动v -t图像的特点 2．理解匀变速直线运动v -t图像的物理意义，会根据图像分析并解决相关问题 3．掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式，能进行有关的计算 通过学习匀变速直线运动的定义，了解建立物理观念的方法；通过推导匀变速直线运动速度与时间的关系式，培养学生的科学推理能力；应用速度与时间关系式解决实际问题，提高学生的科学思维能力 知识点一　速度与时间的关系 2019年12月27日，C919大型客机106架机于10时15分从浦东机场第四跑道起飞，经过2小时5分钟的飞行，在完成了30个试验点后，于12时20分返航并平稳降落浦东机场，顺利完成其首次飞行任务。 (1)如果将C919大型客机在地面上滑行起飞的过程看作是匀加速直线运动，其运动的速度与时间有什么关系？ (2)C919大型客机的起飞速度为315 km/h，滑行过程中的加速度为3 m/s2，其在跑道上滑行的时间与哪些物理量有关？ 提示：(1)v＝v0＋at。 (2)加速度、起飞速度。 1．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：速度随时间均匀增加。 ②匀减速直线运动：速度随时间均匀减小。 2．速度与时间的关系 (1)速度与时间的关系式：v＝v0＋at。 (2)公式的含义 做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的初速度v0加上在整个过程中速度的变化量at。 【判断正误】 1．匀变速直线运动的加速度不变。(√) 2．速度逐渐增加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．由公式v＝v0＋at知v的大小一定大于v0的大小。(×) 1．公式的适用条件 公式v＝v0＋at只适用于匀变速直线运动。 2．公式的矢量性 (1)公式v＝v0＋at中的v0、v、a均为矢量，应用公式解题时，首先应选取正方向。 学生用书↓第31页 (2)一般以v0的方向为正方向，此时若为匀加速直线运动，则a＞0；若为匀减速直线运动，则a＜0。对于计算结果v＞0，说明v与v0方向相同；v＜0，说明v与v0方向相反。 3．两种特殊情况 (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。 加速度为零的匀变速直线运动是匀速直线运动，也表明匀速直线运动是匀变速直线运动的特例。 滑雪运动员不借助滑雪杖，以加速度a1由静止从山坡顶匀加速滑下，测得20 s后的速度为20 m/s，50 s时到达坡底，又以加速度a2沿水平面做匀减速运动，经20 s恰好停止运动，运动员经过坡底时速度大小不变。求： (1)a1和a2的大小； (2)滑雪运动员到达坡底后再经过6 s时的速度大小。 解析：(1)运动员下滑过程中的加速度大小a1＝＝ m/s2＝1 m/s2 运动员到达坡底时的速度大小 v3＝a1t2＝1×50 m/s＝50 m/s 运动员在水平面上的加速度 a2＝＝ m/s2＝－2.5 m/s2 即a2的大小为2.5 m/s2。 (2)运动员到达坡底后再经过6 s时的速度大小为v5＝v3＋a2t4＝50 m/s－2.5×6 m/s＝35 m/s。 答案：(1)1 m/s2　2.5 m/s2　(2)35 m/s 　　规律总结 应用速度公式v＝v0＋at解决问题的步骤 1．选取、确定研究对象。 2．画出运动过程的草图，标上已知量。 3．选取一个过程为研究过程，以初速度方向为正方向，判断各量的正、负，利用v＝v0＋at和已知量求解未知量。 4．讨论求出的矢量的大小及方向。 针对练1．(多选)2021年11月20日9时51分，长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心点火升空，成功将高分十一号03星送入预定轨道，发射取得圆满成功。假设某段时间内火箭速度随时间变化的数量关系为v＝8t＋16，各物理量的单位均为国际单位制单位，由此可知这段时间内(　　) A．火箭的初速度为8 m/s B．火箭的加速度为16 m/s2 C．在3 s末，火箭的瞬时速度为40 m/s D．火箭做匀加速直线运动 CD　[由匀变速直线运动的速度与时间的关系式v＝v0＋at结合题中关系式v＝8t＋16可知，这段时间内火箭做匀加速直线运动，初速度v0＝16 m/s，加速度a＝8 m/s2，A、B错误，D正确；3 s末的速度v3＝16 m/