第02讲 匀变速直线运动的速度与时间的关系（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第一册）

第二章 匀变速直线运动的研究 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 人教版(2019)必修 第一册 Directory 目录 速度与时间的关系 01 新课引入 03 02 匀变速直线运动 课堂练习 04 conclusion 新课引入 01 新课引入 如果C919飞机沿直线做匀速运动，它的v-t图像是一条平行于时间轴的直线。 ①图像表示的速度有什么特点？ ②图像表示的加速度又有什么特点？ 速度大小和方向均不随时间变化 加速度a = 0 conclusion 匀变速直线运动 02 思考与讨论 根据上节课我们做的探究小车速度随时间变化的规律这样一个实验，我们最终可以得到这样一种v-t图像。 t/s 0 v/ (1)图像的斜率变不变？ (2)图像的斜率不变，说明哪个物理量也不变？ 匀变速直线运动 1.定义：沿一条直线，加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。 2.特点： ① a恒定不变 ② v-t图象是一条倾斜直线。 3.斜率的物理意义：代表的是加速度 匀变速直线运动 4.匀变速直线运动分类 （1）匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加的直线运动。 v0 v O t 特点：加速度的大小和方向都不变，且与速度方向相同。 匀变速直线运动 （2）匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小的直线运动。 4.匀变速直线运动分类 O v v0 t 特点：加速度的大小和方向都不变，且与速度方向反向。 思考与讨论 如图所示，在2t时间内物体的速度方向没有变化，且速度大小均匀变化，那么是否可以认为在2t时间内物体做的是匀变速直线运动呢？ v O t t 2t 尽管速度方向没有变化且大小均匀变化，加速度大小不变，但加速度方向改变了，即加速度不再恒定，所以不是匀变速直线运动 实验与观察 思考与讨论 尽管速度方向变化了且大小均匀变化，但加速度大小方向都没有改变，即加速度恒定，所以是匀变速直线运动 如图所示，在2t时间内物体的速度方向改变了，但速度大小还均匀变化，那么是否可以认为在2t时间内物体做的是匀变速直线运动呢？ O v v0 t t 2t 实验与观察 conclusion 速度与时间的关系 03 思考与讨论 观察图甲和图乙，可知匀变速直线运动的v－t图像与我们在数学里学的一次函数图像类似，类比一次函数的表达式，写出速度与时间的关系式，由此可看出速度v与时间t存在什么关系？ v t v0 a = + 思考与讨论 根据第一章内容的学习，你还能用什么方法写出速度与时间的关系式？ t/s 0 v/ t 把运动开始时刻取作0时刻，则由0时刻到t时刻的时间间隔∆t为t，而t时刻的速度为v与开始时刻的速度初速度v0 之差就是速度变化量，则有： 速度与时间的关系 1.公式： 2.适用范围：匀变速直线运动。 3.矢量性：v0、v、a均为矢量，应用时，应先选取正方向。 (1)一般取v0的方向为正方向(若v0＝0，则取运动的方向为正方向)。 (2)已知量：a或v与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值。 (3)待求量：对计算结果中的正、负，应根据正方向的规定加以说明。 速度与时间的关系 4.公式的特殊形式: (1)当a＝0时，v＝v0(匀速直线运动)。 (2)当v0＝0时，v＝at(由静止开始的匀加速直线运动)。 5.“知三求一”的思想: 此公式中有四个物理量，知道其中三个就可求第四个物理量。 速度与时间的关系 例1：一辆汽车以36km/h的速度在平直公路上匀速行驶，从某时刻起，它以0.6m/s2的加速度加速，10s末因故突然紧急刹车，随后汽车停了下来。刹车时做匀减速运动的加速度大小是6m/s2 。 （1）汽车在10s末的速度是多少？ （2）汽车从刹车到停下来用了多长时间？ 速度与时间的关系 做题步骤： 1.选取正方向（一般选取初速度 v0 的方向为正方向） 2.写出原始公式，带数计算 3.若求出是负值，需说明一下方向（负号说明方向与v0方向相反） 速度与时间的关系 解： 设以汽车运动的匀速行驶的方向为正方向。 v a 0 x 以汽车运动方向为正方向建立一维坐标系（如图 ），与正方向一致的量取正号，相反的取负号。 （1）初速度 v0＝36 km/h ＝10 m/s，加速度 a1＝0.6 m/s2 ，时间 t1＝10 s 根据速度时间方程v＝v0＋at得： v1 ＝v0＋a1t1 ＝10 m/s＋0.6 m/s2 ×10 s＝16 m/s 速度与时间的关系 （2）汽车从第 10 s 末开始做匀减速直线运动 已知：v1＝16 m/s，末速度 v2 ＝0，加速度 a＝－6 m/s 2 。 根据速度时间方程v＝v0＋at得： 速度与时间的关系 例2：以18m/s的速度行驶的汽车，紧急刹车后做匀减速直线运动，其加速度大小为6m/s2。求∶汽车在刹车2s末和5s末的速度。 解：由题知初速度v0=18m/s，加速度a=-6.0m/s2， 由v=vo+at得，若速度减为0所需时间为： 刹车后2s末的速度: v2=v0+at=18+(-6)×2=6m/s 刹车后5s时汽车早已停止运动，故v5=0 求出刹车停止所用的时间t t0>t t0<t v=0 v=v0+at 速度与时间的关系 思考与讨论： 1.甲乙中的v-t图像，速度怎么变化？ 2.甲乙中的v-t图像，在相等的时间间隔内，速度的变化量相等吗？ 3.甲乙中的v-t图像，物体在做匀变速直线运动吗？ conclusion 课堂练习 04 1．关于匀变速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．匀加速直线运动的加速度随时间均匀增大 B．做匀变速直线运动的物体速度方向不会改变 C．加速度大小不变的直线运动就是匀变速直线运动 D．速度的变化率保持不变 D 【答案】D 【详解】A．匀加速直线运动的加速度恒定，不随时间变化，故A错误； B．若做匀变速直线运动的物体速度方向与加速度方向相反，物体速度方向会发生改变，故B错误； C．加速度恒定的直线运动是匀变速直线运动，加速度方向变化、加速度大小不变的直线运动不是匀变速直线运动，故C错误； D．匀变速直线运动的加速度恒定，速度的变化率保持不变，故D正确。 故选D。 2．甲、乙两个物体在同一直线上运动，它们的速度－时间图像如图所示，下列说法正确的是（ ） A．在0-t1时间内，甲的加速度大于乙的加速度，且方向相反 B．在0-t1时间内，甲、乙加速度方向相反 C．在0-t2时间内，甲、乙运动方向相同 D．在t1-t2时间内，甲的加速度小于乙的加速度，且方向相同 D 【答案】D 【详解】AB．速度—时间图像的斜率表示加速度，在0-t1时间内，甲图像的斜率小于乙图像的斜率，因此甲的加速度小于乙的加速度，且方向相同，故AB错误； C．在0-t2时间内，甲物体一直向正方向运动，在0-t1时间内，乙物体向负方向运动，在t1-t2时间内，乙物体向正方向运动，因此，在0-t1时间内，甲、乙运动方向相反，在t1-t2时间内，甲、乙运动方向相同，故C错误； D．在t1-t2时间内，甲图像的斜率小于乙图像的斜率，因此甲的加速度小于乙的加速度，且方向相同，故D正确。故选D。 3．如图所示，航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统，已知某战机在跑道上加速时产生的加速度为5m/s2，战斗机滑行2s后起飞，起飞速度为180 km/h ，则航空母舰静止时弹射系统必须使战机具有的初速度为（　　） A．170m/s B．190m/s C．30m/s D．40m/s D 【答案】D 【详解】设战斗机做匀加速直线运动，初速度为 ， 末速度为 则由速度公式可得 解得 故选D。 4．如图所示，某辆汽车以24m/s的初速度刹车，经过2s，汽车的速度减为12m/s。若汽车刹车过程为匀减速直线运动，以a表示加速度的大小，以v表示再经过1s汽车的速度的大小，则（　　） A．a＝6m/s2，v＝6m/s B．a＝6m/s2，v＝8m/s C．a＝12m/s2，v＝6m/s D．a＝12m/s2，v＝8m/s A 【答案】A 【详解】CD．以a表示加速度的大小，根据匀变速直线运动规律有 故CD错误； 故A正确，B错误。故选A。 AB．再经过1s汽车的速度为 5．汽车以15m/s的速度在水平路面上匀速前进，紧急制动后做匀减速直线运动，加速度大小为3m/s2，则刹车后6s时汽车的速度为（　　） A．33m/s B．3m/s C．-3m/s D．0 D 【答案】D 【详解】汽车从刹车开始到停下所用时间为： 则知刹车5s汽车停止运动．故汽车在刹车后6s末的速度为0，故D正确，ABC错误。故选D。 本节结束 谢谢观看 Lavf59.6.100 Lavf59.6.100 $$