内容正文:
2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
课标要点
学科素养
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能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动。
理解匀变速直线运动的规律,能运用其解决实际问题
物理观念:能理解速度和加速度的内涵。能用匀变速直线运动的速度与时间的关系式、v——t图像等描述匀变速直线运动。能用匀变速直线运动的速度与时间关系解释生活中的一些现象。
科学思维:能根据实验得到的v——t图像是一条倾斜的直线,建构匀变速直线运动的模型
1.用公式、图像描述匀变速直线运动
2.用匀变速直线运动的速度与时间的关系式v=v0+at等规律解决实际问题
1.用公式、图像描述匀变速直线运动
2.用匀变速直线运动的速度与时间的关系式v=v0+at等规律解决实际问题
(见学生用书P24)
知识点一 匀变速直线运动
在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,得到右图所示的v——t图像,图线是一条倾斜的直线,图像的纵截距是初速度v0,即在实验中,小车的速度是随时间均匀变化的,图线斜率k=是恒定的,加速度a的大小、方向不改变,故实验中小车的运动是加速度不变的运动。
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.特点:匀变速直线运动的v——t图像是一条倾斜的__直线__。
3.分类:分为匀加速直线运动和匀__减__速直线运动两种情况。
(1)匀加速直线运动:在匀变速直线运动中,如果物体的速度随时间均匀增加,这种运动叫作匀加速直线运动。
(2)匀减速直线运动:在匀变速直线运动中,如果物体的速度随时间均匀减小,这种运动叫作匀减速直线运动。
[思辨]
1.判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)匀变速直线运动的加速度大小、方向均不变。( √ )
(2)匀加速直线运动的加速度一定是正值。( × )
(3)匀减速直线运动的加速度一定是负值。( × )
(4)物体的加速度为负值时,不可能做匀加速直线运动。( × )
2.思考题
在匀变速直线运动中,速度是随位移均匀变化的吗?
【答案】 不是。在匀变速直线运动中,速度是随时间均匀变化的。在匀加速直线运动中,在相等的时间间隔内,物体运动的位移越来越大;在匀减速直线运动中,在相等的时间间隔内,物体运动的位移越来越小。
知识点二 匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.速度的变化量:t时刻的速度v与0时刻的速度v0(叫作初速度)之差,叫速度的__变化量__,即Δv=v-v0。
2.匀变速直线运动的速度与时间的关系式:v=__v0+at__。
该公式还可由下面的方法推出:
由左图的v——t图像可知,匀变速直线运动的v——t图像是一条倾斜的直线,由数学知识,与之对应的函数解析式是一次函数y=b+kx,由于v——t图像的纵截距是初速度v0,斜率是加速度a,故得到匀变速直线运动的速度与时间的关系式:v=v0+at。它是匀变速直线运动的基本公式之一。
3.速度与时间的关系式v=v0+at中各量的含义
[思辨]
1.判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)速度的变化量Δv=v-v0是矢量。( √ )
(2)当v0=0时,匀变速直线运动的速度与时间的关系式为v=at。( √ )
(3)速度与时间的关系式v=v0+at是矢量式,应用时应先选取正方向。( √ )
(4)公式v=v0+at仅适用于匀变速直线运动。( √ )
(5)在匀变速直线运动中,由公式v=v0+at可知,经过相同时间t,v0越大,则v越大。( × )
2.思考题
(1)加速度的定义式a=和速度与时间的关系式v=v0+at适用范围是否相同?
(2)若匀变速直线运动初速度与加速度方向相反,则其速度大小一定会持续减小吗?
【答案】 (1)不同。加速度的定义式a=适用于所有运动,速度与时间的关系式v=v0+at只适用于匀变速直线运动。
(2)不一定。因为物体的速度减小到0后,若加速度仍然存在且保持不变,则物体将反向做初速度为0的匀加速直线运动,这时速度大小将增大。
(见学生用书P25)
1.匀变速直线运动是加速度大小、方向均不变的运动。
2.在匀变速直线运动中,物体在相同时间内的速度变化量相同。
3.匀变速直线运动的v——t图像是一条倾斜的直线。
(多选)关于匀变速直线运动,下列说法正确的是( AC )
A.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.速度与运动时间成正比
【解析】 匀变速直线运动的加速度a不变,故选项A正确;由a=知,由于a不变,在相邻的相同时间间隔内Δv相同,速度逐渐变大或变小,则位移不相等,选项B错误,C正确;只有当初速度为0时,速度v才与运动时间t成正比,选项D错误。
物体在做直线运动,则下列对物体运动的描述