第2章 第1节 速度变化规律（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（鲁科版2019）

第1节　速度变化规律 核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 知道匀变速直线运动的概念，能用速度公式解决实际问题． 理解匀变速直线运动的v­t图像及科学抽象理想化模型的方法． 通过对匀变速直线运动的探究及v­t图像的理解，体验物理规律与生活实际的密切联系． 知识点一 匀变速直线运动的特点 1.定义：物体的加速度保持不变的直线运动． 2．特点：物体在直线运动过程中，加速度的大小和方向都不变，即a为一恒量． 3．分类 (1)匀加速直线运动：加速度与速度同向，速度增加． (2)匀减速直线运动：加速度与速度反向，速度减小． 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．物体的加速度为负值时， 不可能是匀加速直线运动．(　×　) 知识点二 匀变速直线运动的速度—时间关系 1.匀变速直线运动的速度变化规律 (1)速度公式：vt＝v0＋at，若v0＝0，则vt＝at． (2)意义：做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度vt等于物体在开始时刻的速度v0加上在整个过程中速度的变化量at． 2．匀变速直线运动的速度—时间图像 (1)v­t图线是一条倾斜的直线． (2)图像提供的信息：一是直观反映物体运动速度随时间变化的规律，二是可以求出某时刻物体运动速度或物体达到某速度所需要的时间，三是可以利用图线的斜率求出物体的加速度． 1．速度和时间的关系式vt＝v0＋at既适用于匀加速直线运动， 也适用于匀减速直线运动．(　√　) 2．物体的初速度越大， 运动时间越长， 则物体的末速度一定越大．(　×　) 3．匀加速直线运动的速度—时间图像的斜率逐渐增大．(　×　) 探究点一　匀变速直线运动的速度公式　(科学思维之提升) ►要点归纳 1．公式的适用条件：公式vt＝v0＋at只适用于匀变速直线运动． 2．公式的矢量性 (1)公式vt＝v0＋at中的v0、vt、a均为矢量，应用公式解题时，应先选取正方向． (2)一般以v0的方向为正方向，此时匀加速直线运动a>0，匀减速直线运动a<0；对计算结果vt>0，说明vt与v0方向相同，vt<0，说明vt与v0方向相反． 3．公式的特殊形式 (1)当a＝0时，vt＝v0(匀速直线运动). (2)当v0＝0时，vt＝at(由静止开始的匀加速直线运动) 4．刹车问题的求解方法 (1)先求出刹车时间t刹； (2)若t＞t刹，车已停止，vt＝0； (3)若t＜t刹，再用vt＝v0＋at(a＜0)计算，求末速度v. ►对点例练 滑雪运动员不借助雪杖，以加速度a1由静止从山坡顶匀加速滑下，测得其20 s后的速度大小为20 m/s，40 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； (2)滑雪运动员到达坡底后再经过6 s的速度大小． 答案：(1)1 m/s2；2 m/s2；(2)28 m/s 解析：(1)根据速度公式v1＝v0＋at 有v1＝a1t1 代入数据解得a1＝＝1 m/s2 到达坡底时的速度v2＝a1t2＝1×40 m/s＝40 m/s 设速度v2的方向为正方向，则对减速过程有 0－v2＝a2t3 代入数据解得a2＝ m/s2＝－2 m/s2 负号表示与正方向相反 (2)运动员到达坡底后再经6 s时的速度大小 v＝v2＋a2t4＝40 m/s＋(－2)×6 m/s＝28 m/s [训练1] 一辆汽车以54 km/h的速度在平直公路上行驶，司机看见前方路口红灯亮时立即刹车．若汽车刹车时的加速度大小为3 m/s2，求汽车刹车后6 s末的速度？ 答案：0 解析：由题汽车的初速度v0＝54 km/h＝15 m/s 设汽车经过t0秒停止，可得t0＝＝ s＝5 s 则汽车刹车后6 s末的速度为0. 探究点二　速度—时间图像　(科学思维之提升) ►要点归纳 1．v­t图像的应用 通过v­t图像，可以明确以下信息： 图线上某 点的纵坐标 正负号 表示瞬时速度的方向 绝对值 表示瞬时速度的大小 图线的斜率 正负号 表示加速度的方向 绝对值 表示加速度的大小 图线与坐 标轴的交点 纵截距 表示初速度 横截距 表示开始运动或速度为零的时刻 图线的拐点 表示运动性质、加速度改变的时刻 两图线的交点 表示速度相等的时刻 2.几种直线运动的速度—时间图像(v­t图像) 匀速直线运动 匀加速直线运动 变加速直线运动 图像 斜率 平行于t轴的直线，斜率为零 倾斜直线，斜率表示物体的加速度 曲线斜率不断增大，表示加速度不断增大 ►对点例练 学校科技周展示现场中，飞行小组让飞行器从12 m高的教学楼楼顶由静止先匀加速直线下降再匀减速直线下降，到达地面时速度恰好为零．已知飞行器加速时的加速度大小是减速时的2倍，运动总时间为3 s，则该飞行器在此过程中的v­t图像为(　　) C　解析：由题可知，飞行器先加速再减速到零，且飞行器加速时的加速度大小是减速时的2倍，所以加速时图像的斜率是减速时的两倍．又平均速度＝＝4 m/s，故选C． [训练2] (多选)(2021·江西宜春高安中学高一期末)两质点A、B从同一地点开始运动的速度—时间图像如图所示，下列说法正确的是(　　) A．质点A的加速度大小为0.5 m/s2 B．t＝1 s时，质点B的运动方向发生改变 C．t＝2 s时，质点B的加速度方向不变 D．B的加速度大小始终为1 m/s2 ACD　解析：质点A的加速度大小为 m/s2＝0.5 m/s2，故A正确；t＝1 s时，速度仍为负值，质点B的运动方向没有改变，故B错误；v­t图像斜率表示加速度，t＝2 s时，斜率没有发生变化，所以加速度方向不变，故C正确； 在0～1 s内，B的加速度为 m/s2＝－1 m/s2 在1～4 s内，B的加速度为 m/s2＝1 m/s2 故D正确．故选A、C、D． 探究点三　解决实际问题　(科学态度与责任) [训练3] (体育情境)(2021·阳江市第一中学高三二模)跳水是我国的传统优势体育项目，近年来，我国跳水运动员在重大的国际比赛中夺得了几乎所有的金牌，为国家争得了荣誉．如图甲为某运动员(可看成质点)参加跳板跳水比赛时的示意图，图乙为其竖直分速度与时间的关系图像，以其离开跳板时作为计时起点，则(　　) A．t1时刻开始进入水面 B．t3时刻开始进入水面 C．t2时刻达到最高点 D．t1～t2时间段速度方向竖直向下 D　解析：运动员起跳时的速度方向向上，可知，t1时刻达到最高点，A、C错误；v­t图像为直线，加速度不变，所以在0～t2时间内人在空中，t2之后进入水中，B错误；0～t1时间内，速度方向竖直向上，t1～t2时间段速度方向竖直向下，D正确．故选D． [训练4] (航天情境)(多选)(2021·广东揭阳高一期末)一枚火箭由地面竖直向上发射，其v­t图像如图所示，由图像可知(　　) A．0～t1时间内火箭的加速度小于t1～t2时间内火箭的加速度 B．在0～t2时间内火箭上升，t2～t3时间内火箭下落 C．t3时刻火箭离地面最远 D．t3时刻火箭回到地面 AC　解析：因v­t图像的斜率等于加速度，则0～t1时间内火箭的加速度小于t1～t2时间内火箭的加速度，选项A正确；在0～t3时间内火箭的速度都是正值，则在0～t3时间内火箭一直上升，t3时刻火箭离地面最远，选项B、D错误，C正确．故选A、C． A组 学业基础练 1.(多选)(2020·呼和浩特市第三十六中学高一期中)对匀变速直线运动的理解，下列说法中正确的是(　　) A．匀变速直线运动的加速度是不变的 B．匀变速直线运动速度变化总是相等的 C．匀变速直线运动中速度保持不变 D．匀变速直线运动的v­t图像是一条倾斜直线 AD　解析：匀变速直线运动速度均匀变化，加速度保持不变，故A正确；匀变速直线运动物体的速度均匀变化，由Δv＝at知，在任意相等时间内速度变化量才相等，故B错误；匀变速直线运动是速度均匀变化的运动，故C错误；根据匀变速直线运动速度公式vt＝v0＋at，vt与t是线性关系，根据数学知识可知v­t图像是一条倾斜的直线，故D正确；故选A、D． 2．(2021·广东湛江湛江二十一中高二期中)一物体做匀加速直线运动，初速度为2 m/s，加速度大小为1 m/s2，则经1 s后，其末速度大小为(　　) A．3 m/s　　　　　　 B．1 m/s C．4 m/s D．2 m/s A　解析：根据匀变速直线运动速度与时间关系可知 vt＝v0＋at＝2 m/s＋1×1 m/s＝3 m/s 故选A． 3．(2021·黑龙江大庆实验中学高二期中)如下图所示为一物体沿南北方向(规定向北为正方向)做直线运动的v­t图像，由图可知(　　) A．3 s末物体回到初始位置 B．3 s末前后物体的加速度方向将发生变化 C．前6 s物体的加速度方向一直向北 D．前6 s物体的速度方向一直向南 C　解析：由题意可知，0～3 s朝南做匀减速直线运动，3 s末速度为零，离初始位置最远，3～6 s朝北做匀加速直线运动，6 s时回到初始位置，A、D错误；物体的加速度方向一直朝正方向，即向北，B错误，C正确．故选C． 4．(2021·浙江嘉兴高一期末)如图所示以72 km/h的速度行驶的列车在驶近一座石拱桥时做匀减速直线运动，若加速度的大小是0.3 m/s2，则列车减速行驶1 min后的速度大小是(　　) A．71.7 m/s B．54 m/s C．19.7 m/s D．2 m/s D　解析：列车初速度为v0＝72 km/h＝20 m/s 设列车减速到零所用的时间为t0，则有 t0＝＝ s＝ s 因t0＝ s＞60 s，说明列车经过1 min仍在运动，则根据速度公式可得，列车减速行驶1 min后的速度大小v＝v0＋at＝20 m/s－0.3×60 m/s＝2 m/s，故选D． 学科网（北京）股份有限公司 $$