第2章 2.匀变速直线运动的速度与时间的关系（课件）-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中物理必修第一册（人教版2019）

第二章 匀变速直线运动的研究 2.匀变速直线运动的速度与时间的关系 第二章　匀变速直线运动的研究 学习目标 核心素养 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，并会用公式解决简单的匀变速直线运动问题 第二章　匀变速直线运动的研究 一、匀变速直线运动 1．定义：沿着一条直线，且________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______的直线。 3．分类 (1)匀加速直线运动：速度随时间__________。 (2)匀减速直线运动：速度随时间__________。 加速度　 自主学习探新知 倾斜　 均匀增加　 均匀减小　 第二章　匀变速直线运动的研究 二、速度与时间关系 1．速度公式：v＝________。 2．意义：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________加上在整个过程中速度的__________。 v0＋at　 速度v0　 变化量at　 第二章　匀变速直线运动的研究 1．判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。 (1)加速度不变的运动就是匀变速直线运动。(　　) (2)速度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)公式v＝v0＋at既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动。(　　) (5)匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。(　　) ×　 ×　 ×　 √　 √　 第二章　匀变速直线运动的研究 2．几个质点的运动图像如图所示，其中是匀变速运动的是(　　) A．甲、乙、丙　 B．甲、乙、丁 C．甲、丙、丁 D．乙 解析　乙中v-t图线平行于t轴，表示v不随t而变化，是匀速直线运动，甲、丙、丁中v-t图线斜率一定，a一定，表示匀变速直线运动，选项C正确。 答案　C 第二章　匀变速直线运动的研究 四个物体运动的v-t图像如图所示。 互动探究解疑难 要点一　匀变速直线运动的特点及v-t图像 第二章　匀变速直线运动的研究 (1)它们分别做什么运动？ 提示　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；丁做负方向匀加速直线运动 (2)匀加速直线运动的v-t图像斜率一定为正值吗？匀减速直线运动的v-t图像斜率一定为负值吗？ 提示　不一定　不一定 第二章　匀变速直线运动的研究 1．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。 2．对v-t图像的理解 (1)图像上每一个点表示某一时刻的速度，正、负表示速度的方向(即物体运动的方向)。 (2)直线的斜率表示加速度，斜率的正、负表示加速度的方向。 (3)v-t图像只能描述直线运动，无法描述曲线运动。 (4)v-t图像描述的是物体的速度随时间的运动规律，并不表示物体的运动轨迹。 [注意]　不能从斜率正负说明质点做加速运动或减速运动。 第二章　匀变速直线运动的研究 3．常见的匀变速直线运动的v-t图像 (1)直线a：速度随时间均匀增加，为匀加速直线运动。 (2)直线b：速度随时间均匀减小，为匀减速直线运动。 (3)直线c：速度随着时间先均匀减小，后反向均匀增加，由于加速度不变，整个运动过程也是匀变速直线运动。 第二章　匀变速直线运动的研究 [例1]　(多选)甲、乙两个物体从同一地点在同直线上运动，它们的速度与时间的关系图像如图所示。下列分析正确的是(　　) A．在0～t1时间内，乙做加速度逐渐减小的减速运动 B．t2时刻两物体的加速度大小相等 C．在t1～t2时间内，甲、乙两物体的加速度方向相反 D．t3时刻后甲做匀速直线运动，乙静止 第二章　匀变速直线运动的研究 [解析]　在0～t1时间内，乙做匀减速运动，加速度不变，A错误；t2时刻两物体的速度大小相等，但甲的加速度大于乙的加速度，B错误；因v-t图像的斜率符号反映加速度的方向，则在t1～t2时间内，甲、乙两物体的加速度方向相反，C正确；由图像可知，t3时刻后甲做匀速直线运动，乙静止，D正确。 [答案]　CD 第二章　匀变速直线运动的研究 v-t图像中的五点信息 (1)横截距：开始运动时刻或速度为零时刻。 (2)纵截距：初速度。 (3)斜率：加速度。 (4)拐点：加速度改变时刻。 (5)两图像交点：两物体具有相同速度。 第二章　匀变速直线运动的研究 拉萨至林芝铁路于2021年6月25日开通运营，复兴号高原内电双源动车组同步投入运营，拉萨至林芝最快3小时29分可达。该列车匀减速进站，停靠一段时间后又匀加速(同方向)出站，在如图所示的四个v-t图像中，正确描述了列车运动情况的是(　　) 第二章　匀变速直线运动的研究 解析　匀变速直线运动的v-t图像是倾斜直线，A错误；火车先匀减速，后速度为零，再匀加速，D错误；由于列车进站前后运动方向一致，故B正确，C错误。 答案　B 第二章　匀变速直线运动的研究 汽车以20 m/s的速度匀速行驶，现以4.0 m/s2的加速度开始刹车，则刹车后3 s末和6 s末的速度大小各是多少？ 要点二　匀变速直线运动公式的理解和应用 第二章　匀变速直线运动的研究 提示　以初速度v0＝20 m/s的方向为正方向，则加速度a＝－4.0 m/s2，由速度公式v＝v0＋at，可知刹车后3 s末的速度v3＝v0＋at3＝20 m/s－4.0×3 m/s＝8 m/s，6 s末的速度，v6＝v0＋at6＝20 m/s－4.0×6 m/s＝－4 m/s，因为汽车刹车不能反方向加速，故6 s末的速度为零。 第二章　匀变速直线运动的研究 v＝v0＋at 适用条件 矢量性 (1)当v0＝0时，v＝at(表示由静止开始的匀加速直线运动)。 (2)当a＝0时，v＝v0(表示匀速直线运动) 适用于匀变速直线运动 公式中的v0、v、a均为矢量，应用公式解题时，首先应选取正方向。一般以v0的方向为正方向，若为匀加速直线运动，a＞0；若为匀减速直线运动，a＜0。若v＞0，说明v与v0方向相同；若v＜0，说明v与v0方向相反 第二章　匀变速直线运动的研究 [提醒]　车辆刹车时可看成匀减速直线运动直至速度变为零，所以刹车时车辆只在“刹停时间”内做匀减速直线运动，而速度减为零后保持静止。 第二章　匀变速直线运动的研究 考查视角1　对公式的理解 [例2]　2022年2月8日，北京首钢滑雪大跳台，北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，谷爱凌第三跳挑战从未做出的超高难度动作成功，上演超级大逆转，奇迹般夺冠。她不借助雪杖，以加速度a1由静止从山坡顶匀加速滑下，测得其20 s后的速度为20 m/s，50 s后到达坡底，又以加速度a2沿水平面减速运动，经20 s恰好停止运动。求： (1)a1和a2的大小； 第二章　匀变速直线运动的研究 第二章　匀变速直线运动的研究 (2)谷爱凌到达坡底后再经过6 s的速度大小。 [解析]　谷爱凌到达坡底后再经过6 s的速度大小为 v3＝v2＋a2t4＝50 m/s－2.5×6 m/s＝35 m/s。 [答案]　 35 m/s 第二章　匀变速直线运动的研究 运动方向变化的匀变速直线运动的分析方法 (1)画出物体运动的草图(v-t图像或轨迹)，弄清楚每一过程的运动规律，确定各过程的已知量和未知量。 (2)列出每个过程的已知量与未知量之间的关系式，注意前后两过程的衔接点。 第二章　匀变速直线运动的研究 考查视角2　对刹车类问题的分析计算 [例3]　在某汽车4S店，一顾客正在测试汽车加速、减速性能，汽车以36 km/h的速度匀速行驶，现以0.6 m/s2的加速度加速，则10 s后速度能达到多少？若汽车以0.6 m/s2的加速度刹车，则10 s和20 s后速度各减为多少？ 第二章　匀变速直线运动的研究 [答案]　16 m/s　4 m/s　0 第二章　匀变速直线运动的研究 第二章　匀变速直线运动的研究 1．(匀变速直线运动的理解)下列关于匀变速直线运动的说法正确的是(　　) A．匀加速直线运动的速度一定与时间成正比 B．匀减速直线运动就是加速度为负值的运动 C．匀变速直线运动的速度随时间均匀变化 D．速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动 随堂巩固促应用 第二章　匀变速直线运动的研究 解析　匀变速直线运动的速度是时间的一次函数，但不一定成正比，若初速度为零则成正比，所以A错误；加速度的正、负仅表示加速度方向与设定的正方向相同还是相反，是否是减速运动还要看速度的方向，速度与加速度反向则为减速运动，所以B错误；匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，所以C正确；加速度恒定，初速度与加速度方向相反的直线运动中，速度就是先减小再增大的，所以D错误。 答案　C 第二章　匀变速直线运动的研究 第二章 匀变速直线运动的研究 第二章 匀变速直线运动的研究 3．(刹车问题中速度的计算)汽车的加速、减速性能是衡量汽车性能的一项重要指标。一辆汽车以54 km/h的速度匀速行驶。 (1)若汽车以1.5 m/s2的加速度加速，求8 s后汽车的速度大小？ 解析　初速度v0＝54 km/h＝15 m/s。 由v＝v0＋at，得v＝(15＋1.5×8) m/s＝27 m/s。 答案　27 m/s　 第二章　匀变速直线运动的研究 (2)若汽车以1.5 m/s2的加速度刹车，分别求刹车8 s时和12 s时的速度大小？ 答案　3 m/s　0 第二章　匀变速直线运动的研究 分层练习提素养 点击进入word版 第二章　匀变速直线运动的研究 [解析]　谷爱凌下滑过程中的加速度大小a1＝＝ m/s2＝1 m/s2。 谷爱凌到达坡底时的速度大小 v2＝a1t2＝1×50 m/s＝50 m/s。 谷爱凌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。 [答案]　 1 m/s2　2.5 m/s2　 [解析]　初速度v0＝36 km/h＝10 m/s， 加速度a1＝0.6 m/s2 ，a2＝－0.6 m/s2。 由速度公式得 v1＝v0＋a1t1＝(10＋0.6×10) m/s＝16 m/s。 开始刹车10 s后汽车的速度 v2＝v0＋a2t2＝(10－0.6×10) m/s＝4 m/s， 从开始刹车至汽车停下所需时间 t3＝＝ s≈16.7 s＜20 s。 故刹车20 s后汽车早已停止运动，所以车速为0。 刹车类问题的处理 (1)明确刹车时间(车辆末速度变为0时所用的时间)，可由t＝计算得出。 (2)判断要研究的时间是大于刹车时间还是小于刹车时间。 (3)若要研究的时间小于刹车时间，要研究的时间就是实际运动时间。反之，实际运动时间等于刹车时间。 2．(对v-t图像的理解)如图所示是一个质点在水平面上运动的v-t图像，以下判断正确的是(　　) A．在0～1 s的时间内，质点在做匀加速直线运动 B．在0～3 s的时间内，质点的加速度方向发生了变化 C．第6 s末，质点的加速度为零 D．第6 s内质点速度变化量为－4 m/s 解析　由图像可知，在0～1 s的时间内，质点在做匀减速直线运动，A错误；图像的斜率表示加速度，由图像可知，在0～3 s的时间内，质点的加速度方向没有发生变化，B错误；在5～6.5 s的时间内，直线的斜率不变，加速度不变，可知第6 s末质点的加速度不为零，C错误；第6 s内质点速度变化量为：0－4 m/s＝－4 m/s，D正确。 答案　D 解析　刹车过程中汽车做匀减速运动，a′＝－1.5 m/s2。 减速到停止所用时间t′＝＝ s＝10 s。 所以刹车8 s时的速度 v′＝v0＋a′t＝(15－1.5×8) m/s＝3 m/s。 刹车12 s时的速度为零。 $$