第二章 第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

第2节　匀变速直线运动的速度与时间的关系 [学习目标要求]　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。 　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，叫作匀变速直线运动。 2．分类 (1)匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加。 (2)匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小。 3．v-t图像：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。 [判一判] (1)匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动。( × ) (2)物体的加速度为负值时，不可能是匀加速直线运动。( × ) (3)v-t图像表示物体的运动轨迹( × ) 　速度与时间的关系 1．匀变速直线运动速度与时间的关系式：v＝v0＋at。 2．公式的适用条件：只适用于匀变速直线运动。 3．公式的物理意义：速度公式反映了匀变速直线运动的瞬时速度随时间的变化规律。 [练一练] (多选)物体做匀加速直线运动，已知加速度为2 m/s2，那么在任意1 s内(　　) A．物体的末速度一定等于初速度的2倍 B．物体的末速度一定比初速度大2 m/s C．物体的末速度一定比前1 s内的末速度大2 m/s D．物体的末速度一定比前1 s内的初速度大2 m/s 解析：BC　在匀加速直线运动中，加速度为2 m/s2，表示每秒内速度增加2 m/s，即任意1 s内末速度比初速度大2 m/s，但并不表示末速度一定是初速度的2倍，B正确，A错误；在任意1 s内，物体的初速度就是前1 s的末速度，而其末速度为前1 s的初速度经过2 s后的速度，当a＝2 m/s2时，末速度比前1 s的初速度大Δv＝at＝4 m/s，C正确，D错误。 学习任务一　对匀变速直线运动的理解 [导学探究] (1)物体做匀变速直线运动时速度方向一定不变化吗？ (2)做匀变速直线运动的物体在相等的时间内速度变化是否相等？ 提示：(1)不一定。例如竖直上抛运动。 (2)相等。加速度不变时，相等时间内速度变化量相同。 [思维深化] 1．物体是否做匀变速直线运动的判断依据：轨迹是直线、加速度恒定。与物体的速度方向无关。 2．加速度的正、负取决于正方向的选取，无论是匀加速直线运动还是匀减速直线运动，加速度都有可能是正值，也有可能是负值。 3．匀加速直线运动和匀减速直线运动的判断：速度方向与加速度方向的关系，同向时为匀加速直线运动，反向时为匀减速直线运动。 　关于匀变速直线运动，下列说法正确的是(　　) A．是加速度不变、速度随时间均匀变化的直线运动 B．是速度不变、加速度变化的直线运动 C．是速度随时间均匀变化、加速度也随时间均匀变化的直线运动 D．当加速度不断减小时，其速度也一定不断减小 解析：A　匀变速直线运动是速度均匀变化，而加速度不变的直线运动，所以A正确，B、C错误；当速度与加速度同向时速度增大，当速度与加速度反向时速度减小，而加速度不断减小，只能说明速度改变得越来越慢，故D错。 解答本题要把握以下两点 (1)匀变速直线运动的速度均匀变化，而加速度恒定不变。 (2)判断速度的增减要看速度与加速度的方向关系。 [针对训练] 1.(多选)关于匀变速直线运动中加速度的方向和正、负值，下列说法正确的是(　　) A．匀加速直线运动中，加速度方向一定和初速度方向相同 B．匀减速直线运动中，加速度一定是负值 C．在匀加速直线运动中，加速度也有可能取负值 D．只有在规定了初速度方向为正方向的前提下，匀加速直线运动的加速度才取正值 解析：ACD　匀加速直线运动中，加速度和初速度方向相同，选项A正确；加速度的正、负取决于正方向的选取，加速度方向与规定的正方向相同时加速度为正值，反之为负值，所以无论是匀加速直线运动还是匀减速直线运动，加速度都有可能是正值，也有可能是负值，选项C正确，B错误；当规定初速度方向为正方向时，匀加速直线运动中的加速度与初速度方向相同，故取正值，选项D正确。 学习任务二　对公式v＝v0＋at的理解 [导学探究] 高速公路上汽车以10 m/s的速度匀速行驶，司机因发现前方有障碍物，需要紧急刹车，加速度大小为2 m/s2(汽车最终停下来时没有碰到障碍物)： (1)汽车停下来时需要多长时间？ (2)能直接用公式v＝v0＋at求汽车刹车后10 s时的速度吗？ 提示：(1)5 s(2)不能。需要先求刹车时间。 [思维深化] 1．注意公式的矢量性：公式中的v0、v、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。 2．两类特殊情况 (1)当v0＝0时，v＝at，即v∝t(由静止开始的匀加速直线运