第2章 2 匀变速直线运动的速度与时间的关系(课件PPT)-【精讲精练】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 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 预习案 必备知识·问题导学 01 探究案 关键能力·互动探究 02 知能达标训练 04 提升案 随堂演练·基础落实 03 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 01 预习案 必备知识·问题导学 栏目导航 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 加速度 倾斜的直线 均匀增加 均匀减小 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 v0＋at at 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 02 探究案 关键能力·互动探究 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 03 提升案 随堂演练·基础落实 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 04 知能达标训练 点击进入Word 栏目导航 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 谢谢观看 栏目导航 第二章　匀变速直线运动的研究 1 物理观念 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v­t图像及特点。 科学思维 理解匀变速直线运动的速度公式，并会用公式解决匀变速直线运动问题。 一、匀变速直线运动 1．定义：沿着一条直线，且__________不变的运动。 2．v­t图像：匀变速直线运动的v­t图像是一条______________。 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____________。 二、速度与时间的关系 阅读教材，并回答： 1．做匀变速直线运动的物体在相等时间内的速度变化相等，加速度恒定，由加速度的定义式a＝eq \f(vt－v0,t)，变形得vt＝v0＋at。 (1)根据公式vt＝v0＋at和上节课的实验在如图所示坐标系中作出v­t图像。 答： 如图 (2)试根据作出的图像说出纵轴上的截距和图线斜率的物理意义。 答：截距表示初速度大小，斜率表示加速度。 2．公式vt＝v0＋at对匀减速直线运动适用吗？ 答：适用，取初速度方向为正，则加速度取负值即可。 【概念·规律】 速度与时间的关系 速度公式 v＝__________ 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速度v0加上在整个过程中速度的变化量_____ (1)匀变速直线运动的速度大小一定均匀变化。(　　) (2)速度逐渐增加的直线运动是匀加速直线运动。(　　) (3)匀变速直线运动的v­t图像是一条倾斜的直线。(　　) (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)在任何情况下，a>0表示加速运动，a<0表示减速运动。(　　) (6)习惯上总是规定物体开始运动的方向为正方向，a>0表示加速运动，a<0表示做减速运动。(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√ 探究点一　匀变速直线运动的特点及v­t图像 [交流讨论] 1．根据如图所示图像，回答： (3)图像中图线的交点表示什么含义？ 答：交点表示三个质点此时的速度相同。 (1)图线①②③表示的运动情况如何？ 答：①初速度为0的匀加速直线运动。 ②匀速直线运动。 ③匀减速直线运动。 (2)0～t1时间内①、③的速度方向相同还是相反？加速度呢？ 答：相同　相反 2．本节教材“练习与应用”第4题所示的v­t图像。试描述该图像与物体运动实际情况的对应关系。 答：0～2 s做匀加速直线运动，2～6 s做匀速直线运动，6～8 s做匀减速直线运动。 [归纳总结] 1．匀变速直线运动的特点 (1)加速度a恒定不变。 (2)v­t图像是一条倾斜直线。 2．对v­t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)v­t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。 (多选)甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动，两物体运动的v­t图像如图所示，下列判断正确的是(　　) A．甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动 B．两物体两次速度相同的时刻分别在1 s末和4 s末 C．乙在前2 s内做匀加速直线运动，2 s后做匀减速直线运动 D．2 s后，甲、乙两物体的速度方向相反 [解析]　由题图知，甲以2 m/s的速度做匀速直线运动，乙在0～2 s内做匀加速直线运动，加速度a1＝2 m/s2，2～6 s内做匀减速直线运动，加速度a2＝－1 m/s2，A错误，C正确；t＝1 s和t＝4 s时二者速度相同，B正确；0～6 s内甲、乙的速度方向都沿正方向，D错误。 [答案]　BC v­t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。　 1．(2023·商丘高一检测)某列车匀减速进站，停靠一段时间后又匀加速(同方向)出站，在如图所示的四个v­t图像中，正确描述了列车运动情况的是(　　) 解析　匀变速直线运动的v­t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；由于列车前后运动方向一致，故B正确，C错误。 答案　B 探究点二　对公式v＝v0＋at的理解与应用 对速度公式v＝v0＋at的理解 公式意义 速度随时间变化的规律 各量意义 v、v0、at分别为t时刻的速度、初速度、t时间内的速度变化量 公式特点 含有4个量，若知其中三个，能求另外一个 矢量性 v、v0、a均为矢量，应用公式时，一般选v0的方向为正方向，若匀加速，a>0；若匀减速，a<0 适用条件 匀变速直线运动 [说明]　通俗理解记忆公式：物体原有速度为v0，每过1秒速度增加的数值为a，故经过t秒速度增加at，故速度变为v0＋at。 火车沿平直轨道匀加速前进，通过某一路标时的速度为 3 m/s,60 s后变成15 m/s，再经过多长时间火车的速度才能达到18 m/s? [思路引导]　画出运动示意图，利用a＝eq \f(Δv,Δt)求出1 min内的加速度。 [解析]　法一　由速度公式v＝v0＋at得 a＝eq \f(v2－v1,t1)＝eq \f(15－3,60) m/s2＝0.2 m/s2 故时间t2＝eq \f(v3－v2,a)＝eq \f(18－15,0.2) s＝15 s。 法二　运动过程中加速度a不变 由a＝eq \f(Δv,Δ t)＝eq \f(v2－v1,t1)＝eq \f(v3－v2,t2)得t2＝eq \f(v3－v2,v2－v1)·t1＝15 s。 [答案]　15 s 2．一辆长为L的高速列车在平直轨道上正常行驶，速度为v0，要通过前方一长为nL的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车的速度都不允许超过v(v<v0)。已知列车加速和减速时的加速度大小分别为a和1.5a，则列车从减速开始至回到正常行驶速度v0所用时间至少为(　　) A.eq \f(v0－v,3a)＋eq \f(nL,v)　　　　　 B.eq \f(5v0－v,3a)＋eq \f(n＋1L,v) C.eq \f(v0－v,3a)＋eq \f(n＋1L,v) D.eq \f(5v0－v,3a)＋eq \f(nL,v) 解析　当列车的任一部分处于隧道内时，列车的速度不允许超过v(v<v0)，则列车进隧道前必须减速到v，则有v＝v0－eq \f(3,2)at1，解得t1＝eq \f(2v0－v,3a)。通过隧道时匀速运动，通过的位移为(n＋1)L，故所用时间t2＝eq \f(n＋1L,v)，列车尾部出隧道后立即加速到v0，v0＝v＋at3，解得t3＝eq \f(v0－v,a)；则列车从减速开始至回到正常行驶速度v0所用时间至少为t＝t1＋t2＋t3＝eq \f(5v0－v,3a)＋eq \f(n＋1L,v)，故选B。 答案　B 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＝eq \f(－v0,a)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。　 1．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 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；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；匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，所以C对；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。 答案　C 2．如图所示是一物体做匀变速直线运动的v­t图像，由图可知物体(　　) A．初速度为0 B．2 s末的速度大小为3 m/s C．5 s内的位移为0 D．加速度的大小为1.5 m/s 解析　由题图可知，物体的初速度v0＝5 m/s，末速度v＝0，由公式v＝v0＋at可得a＝eq \f(0－5 m/s,5 s)＝－1 m/s2，A、D错误，由题图知，2 s末物体的速度大小为3 m/s，B正确；由于5 s内物体是运动的，故位移不为零，所以C错误。 答案　B 3．以72 km/h的速度在平直公路上行驶的汽车，遇到紧急情况而急刹车获得大小为4 m/s2的加速度，则刹车6 s后汽车的速度为(　　) A．44 m/s　　　　　　　 B．24 m/s C．4 m/s D．0 解析　汽车的初速度为v0＝72 km/h＝20 m/s，汽车从刹车到停止用时间为t＝eq \f(v0,a)＝eq \f(20,4) s＝5 s，故刹车5 s后汽车停止不动，则刹车6 s后汽车的速度为0。故选D。 答案　D 4．(多选)一物体做匀变速直线运动，当t＝0时，物体的速度大小为 12 m/s，方向向东，当t＝2 s时，物体的速度大小为8 m/s，方向仍向东，则当t为多少时，物体的速度大小变为2 m/s(　　) A．3 s B．5 s C．7 s D．10 s 解析　物体的加速度a＝eq \f(v1－v0,t)＝eq \f(8－12,2) m/s2＝－2 m/s2，当末速度方向向东时，则t1＝eq \f(v－v0,a)＝eq \f(2－12,－2) s＝5 s，当末速度方向向西时，则t2＝eq \f(v′－v0,a)＝eq \f(－2－12,－2) s＝7 s，故选BC。 答案　BC $$