第2章 第2节 匀变速直线运动速度与时间的关系（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第一册（教科版2019）

匀变速直线运动的规律 第2节　匀变速直线运动速度与时间的关系 第二章 物理 必修 第一册 J　 返回导航 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 一、匀变速直线运动的速度与时间的关系 1．速度公式：vt＝______。 2．意义：物体任意时刻的速度vt是时间t的________，其v－t 图像的____就等于加速度a。 v0＋at 一次函数 斜率 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 二、速度方程的深入讨论 vt＝v0＋at式中的速度vt、v0和加速度a都是____，一般以________的方向为正方向。 1．若a是正值，则a与v0方向____，物体做____运动，v－t图像____倾斜。 2．若a是负值，则a与v0方向____，v－t图像____倾斜，物体做____运动，速度减为零后变为负，加速度方向与速度方向____，物体做____运动。 3．若a＝0，物体做____直线运动，v－t图像是一条____直线。 矢量 初速度v0 相同 加速 向上 相反 向下 减速 相同 加速 匀速 水平 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)匀速直线运动的速度是恒定的，不随时间而改变。(　　　　) (2)匀变速直线运动的加速度是恒定的，不随时间而改变。(　　　　) (3)匀变速直线运动的速度随时间均匀增大。(　　　　) (4)速度随时间不断增加的直线运动，一定是匀加速直线运动。(　　　　) √ √ × × 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 探究点一____匀变速直线运动速度与时间的关系 如图是物体做匀加速直线运动的速度—时间图像(v－t图像)。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [问题设计] (1)匀加速直线运动的v－t图像与我们在数学里学的什么图像类似？ (2)你能不能将图中所示的直线用一次函数的一般表达式写出来？ 提示：(1)一次函数图像y＝kx＋b。 (2)加速度a表示斜率，v0表示与纵轴的截距，v＝v0＋at。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 1．公式vt＝v0＋at的物理意义 从t＝0时刻起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，如图所示。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 2．公式vt＝v0＋at中各符号的含义 (1)v0为开始时刻物体的瞬时速度，叫作初速度；vt为经时间t后物体的瞬时速度，叫作末速度。 (2)a为物体的加速度，若为恒量，表明速度均匀变化，即相等时间内速度的变化量相等。 3．公式vt＝v0＋at的适用条件 做匀变速直线运动的物体。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 4．矢量性 (1)公式中的v0、vt、a均为矢量，应用公式解题时，一般取v0的方向为正方向，a、vt与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值。对计算结果中的正、负，应根据正方向的规定加以说明，如若vt>0，表明末速度与初速度v0同向；若a<0，表明加速度与v0反向。 (2)a与v0同向时物体做匀加速直线运动，a与v0反向时物体做匀减速直线运动。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 5．特殊情况 (1)当v0＝0时，vt＝at(由静止开始的匀加速直线运动)。 (2)当a＝0时，vt＝v0(匀速直线运动)。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 【例1】 一物体从静止开始以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动，经5 s后做匀速直线运动，最后以大小为4 m/s2的加速度做匀减速直线运动直至停止。求： (1)物体做匀速直线运动时的速度大小； (2)物体做匀减速直线运动到停止所用时间。 答案：(1)10 m/s　(2)2.5 s 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [练1] 对于匀变速直线运动的速度与时间关系式vt＝v0＋at，以下理解正确的是(　　) A.v0是时间间隔t开始的速度，vt是时间间隔t内的平均速度 B．vt一定大于v0 C．at在时间间隔t内，可以是速度的增加量，也可以是速度的减少量，以初速度方向为正方向时，在匀加速直线运动中at为正值，在匀减速直线运动中at为负值 D.a与匀变速直线运动的v－t图像的倾斜程度无关 C 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 探究点二____对v－t图像的进一步理解 某同学探究了小车在钩码牵引下的运动，并且用v－t图像直观地描述了小车的速度随时间变化的规律。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [问题设计] (1)你能求出小车的加速度吗？ (2)如图是一个物体运动的v－t图像，物体的加速度怎样变化？该物体所做的运动是匀变速运动吗？ 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 (2)由图像可以看出相等时间内速度的变化量不相等，变化量逐渐减小(如图)，加速度逐渐减小。故该物体的运动不是匀变速运动，而是加速度逐渐减小的加速运动。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 【例2】 (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v－t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第1 s末和第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 BC 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 1．(多选)一辆电车做直线运动，速度v随时间t变化的函数关系为v＝0.3t＋5(m/s)，则下列说法正确的是(　　 ) A．电车做匀速直线运动 B．电车的速度变化率大小是0.3 m/s2 C．电车做匀变速直线运动 D．电车的初速度为5 m/s BCD 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 2．“歼－20”飞机在第11届中国国际航空航天博览会上进行飞行展示，这是中国自主研制的新一代隐身战斗机首次公开亮相。在某次短距离起飞的过程中，战机只用了10 s就从静止加速到起飞速度288 km/h，假设战机在起飞过程中做匀加速直线运动，则它的加速度大小为(　　) A．28.8 m/s2 B．10 m/s2 C．8 m/s2 D．2 m/s2 C 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 3．将某汽车的刹车过程视为匀变速直线运动。该汽车在紧急刹车时加速度的大小为6 m/s2，在2 s内停下来，则选项图中能正确表示该汽车刹车过程的是(　　) A　 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 4．一颗子弹以600 m/s的水平初速度击中一静止在光滑水平面上的木块，经过0.05 s穿出木块时子弹的速度变为200 m/s。 (1)若子弹穿过木块的过程中加速度恒定，求子弹穿过木块时加速度的大小和方向。 (2)若木块在此过程中产生了恒为200 m/s2的加速度，则子弹穿出木块时，木块获得的速度的大小为多少？ 答案：(1)8×103 m/s2　方向与初速度方向相反　(2)10 m/s 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 课时梯级训练(7) 物理 必修 第一册 J　 返回导航 谢谢观看 物理 必修 第一册 J　 返回导航 物理观念 科学探究 科学态度与责任 匀变速直线运动速度时间关系式。 根据v－t图像分析匀变速直线运动的速度变化特点。 根据匀变速直线运动的规律理解汽车在实际运动中的刹车问题。 速度公式vt＝v0＋at虽然是加速度定义式a＝的变形，但两式的适用条件是不同的： (1)vt＝v0＋at仅适用于匀变速直线运动； (2)a＝可适用于任意的运动。 如图所示，A→B为匀加速直线运动，B→C为匀速直线运动，C→D为匀减速直线运动，BC段的速度为AB段的末速度，也为CD段的初速度。 (1)由速度与时间的关系式得 vB＝a1t1＝2 m/s2×5 s＝10 m/s 即做匀速直线运动时的速度大小为10 m/s。 (2)由v＝v0＋at得t2＝＝＝2.5 s。 v0、vt都是瞬时速度，at是速度的变化量，A错误，C正确；在匀加速直线运动中vt＞v0，在匀减速直线运动中vt＜v0，B错误；在vt－t图像中，vt－t图像的斜率表示加速度，D错误。 提示：(1)如图所示，在v－t图像上取一段时间Δt(尽可能大一些)，找出对应的Δv，根据a＝可知，直线的斜率即小车的加速度。 由v－t图像知，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。 电车做直线运动，由v＝0.3t＋5(m/s)对照速度公式v＝v0＋at，知电车做匀变速直线运动，v0＝5 m/s，加速度a＝0.3 m/s2，则速度的变化率大小为0.3 m/s2，A错误，B、C、D正确。 战机末速度v＝288 km/h＝80 m/s，战机做初速度为零的匀加速直线运动，根据公式v＝v0＋at，可知v＝at，即a＝＝ m/s2＝8 m/s2，C正确。 汽车在紧急刹车时加速度的大小为6 m/s2，在2 s内停下来，则a＝－6 m/s2，由匀变速直线运动的公式得0＝v0＋at，解得v0＝12 m/s，即在2 s内汽车速度从12 m/s变成0，能正确表示该汽车刹车过程的v－t图像的是A项。 (1)设子弹的初速度方向为正方向，对子弹有 v0＝600 m/s，vt＝200 m/s，t＝0.05 s。 由vt＝v0＋at得 a＝＝＝－8×103 m/s2 负号表示a的方向与子弹初速度的方向相反。 (2)设木块获得的速度为v′，则 v′＝a′t＝200 m/s2×0.05 s＝10 m/s。 $$