2.2 匀变速直线运动速度与时间的关系 课件-2024-2025学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

高中物理必修一 演 讲 者：曹雄 2.2 匀变速直线运动速度与时间的关系 更多模板请关注：https://haosc.taobao.com 情境思考 物体的运动通常是比较复杂的，不同物体的运动规律各不相同。 高山滑雪、鸽子飞翔、猎豹捕食等这些运动中都有速度的变化。 My First Template 情境思考 速度定义：物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度。 —— v ＝ Δx Δt 直线运动 曲线运动 运动 匀速直线运动 变速直线运动 速度保持不变 匀变速直线运动 非匀变速直线运动 My First Template 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 v /ｍ/ｓ ｔ/s 匀速直线运动 1、这个v-t图像有什么特点？ 回顾复习 是一条平行于时间轴的直线 2、表示的速度有什么特点？ 表示速度不随时间变化，描述的是匀速直线运动 3、表示的加速度又有什么特点？ a = 0 My First Template 一、匀变速直线运动 汽车沿直线运动时速度随时间变化的数据 0 1 2 3 4 5 6 0 2 4 6 8 10 12 思考1：汽车的速度在如何变化？ 思考2：汽车在不同的时间段内速度变化快慢相同吗？ 请画出汽车运动的v-t图像 My First Template 一、匀变速直线运动 v t 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Δt Δv Δtʹ Δvʹ 2 4 6 8 10 12 14 思考1：汽车的速度在如何变化？ 不断增大 思考2：汽车在不同的时间段内速度变化快慢相同吗？ My First Template 一、匀变速直线运动 该车在行驶时加速度保持不变 My First Template 一、匀变速直线运动 v t 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Δt Δv Δtʹ Δvʹ 2 4 6 8 10 12 14 思考2：汽车在不同的时间段内速度变化快慢相同吗？ 无论Δt选在什么区间，对应的速度的变化量Δv 与时间的变化量Δt 之比都是一样的，即物体运动的加速度保持不变。这种加速度不变的运动称作匀变速直线运动。 My First Template 一、匀变速直线运动 加速度保持不变的直线运动称为匀变速直线运动。 匀 加速度不变 变速 速度变化 匀变速直线运动： 速度随时间均匀变化，而加速度保持不变的运动 大小，方向都不变 My First Template 一、匀变速直线运动 1、定义：加速度保持不变的直线运动称为匀变速直线运动。 匀变速直线运动的v-t图像是一条 v t 1 2 匀变速直线运动 图线1和2都属于匀变速直线运动，但它们变化的趋势不同，图线1速度在均匀————图线2速度在均匀——————。 增加 减少 倾斜的直线 My First Template 一、匀变速直线运动 2、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 匀加速 v0 ＞0，a＞0 v t v0 匀加速 v0 ＜0，a＜0 匀加速 （a、v 同向） 特点：加速度的大小和方向都不变，且与速度方向相同。 My First Template 一、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。 O v v0 v0 ＞0，a＜0 匀减速 v0 t v 匀减速 v0 ＜0，a＞0 匀减速 （a、v 反向） 特点：加速度的大小和方向都不变，且与速度方向相反。 My First Template 二、速度与时间的关系 1.表明物体做匀变速直线运动的图像是（ 　） ABD My First Template 二、速度与时间的关系 除v-t图像外，我们还可以用公式描述它们的关系。如图为匀变速直线运动， 把运动开始时刻取作0时刻，初始速度为v0。 o v0 v t v t Δt 则：Δt=t 速度的变化量：Δv=v- v0 把上述两式代入a＝ 中，化简可得： Δv Δt v＝v 0＋at Δv My First Template 1、匀变速直线运动的速度与时间的关系式： 二、速度与时间的关系 v ＝ v 0 ＋ at （1）此关系式只适用于匀变速直线运动。 （2）对公式理解：at是t时间内速度的变化量，再加上物体在开始时刻的速度v0，就是t时刻的速度v。 （3）此关系式为矢量式，要特别注意方向（若取初速方向为正，则加速运动a为正，减速运动a为负）。 v t v t o v0 t Δv=at My First Template 二、速度与时间的关系 2、v＝v0＋at的特殊形式 （1）当v 0= 0时， （2）当a = 0时， v = at物体做初速度为零的匀加速直线运动。 v = v0 物体做匀速直线运动。 My First Template 三、速度方程的应用 例题1：一辆汽车以 36 km/h 的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起，它以 0.6 m/s2的加速度加速，10 s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 6 m/s2 。 （1）汽车在 10 s 末的速度是多少？ （2）汽车从刹车到停下来用了多长时间？ 分析：依题意，汽车加速和减速过程都是在做匀变速直线运动。 第（1）问是已知加速的时间求末速度。 第（2）问是已知末速度求减速的时间。 两个问题都需要用匀变速直线运动的速度与时间关系式来求解。 在解题前需要先确立正方向，才可确定物理量的正负号。 My First Template 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。 解： 设以汽车初速度的方向为正方向 （1）已知：初速度 v0＝36 km/h ＝10 m/s，加速度 a1＝0.6 m/s2 ， 时间 t1＝10 s 根据速度方程v＝v0＋at得： v1 ＝v0＋a1t1 ＝10 m/s＋0.6 m/s2 ×10 s＝16 m/s 三、速度方程的应用 My First Template （2）汽车从第 10 s 末开始做匀减速直线运动 答：汽车 10 s 末的速度为 16 m/s，方向与初速度方向相同，从刹车到停下来要用 2.67 s。 三、速度方程的应用 已知：v1＝16 m/s，末速度 v2 ＝0，加速度 a＝－6 m/s 2 。 My First Template 解 题 步 骤 1.认真审题，分析已知量和待求量 2.弄清题意画示意图，明确初速度v0、末速度v、加速度a和时间t及各量的正负号。 3.将已知量带入公式求未知量，若所求量是矢量，要说明方向。 4.对计算结果和结论进行验算。 三、速度方程的应用 My First Template 例题2：【刹车问题】汽车初速度v0＝20 m/s，刹车后做匀减速直线运动，加速度大小为a＝5 m/s2， 求：开始刹车后6 s末汽车的速度。 注：汽车速度减到0（汽车停下来）时所花费的时间。 解：以初速方向为正方向，a＝-5 m/s2 ， 当车速减为零时： vt =v0+at=0 即在4 s时汽车停止运动，所以开始刹车后6 s末汽车的速度为0。 三、速度方程的应用 My First Template 讨论与探究 三、速度方程的应用 o V／m.s-1 t/s 1 4 4 请叙述它的运动情况 ？ 先做匀加速直线运动，加速度为4m/s2， 再做匀减速直线运动，加速度为-4m/s2 -4 3 在2秒时，当速度减小到0时，物体开始做反向的匀加速直线运动，在3秒时，速度达到-4m/s，开始做匀减速直线运动 My First Template 图中是一个物体运动的 v-t 图像。它的速度怎样变化？在相等的时间间隔内，即Δt ′ ＝ Δt 时，速度的变化量Δv′和 Δv总是相等的吗？物体在做匀变速运动吗？ 三、速度方程的应用 t1 t2 t3 t4 v t v2 v1 v3 v4 速度随着时间的增加逐渐增加； Δt Δv Δt′ Δv′ My First Template 2、对于一个做匀减速直线运动的物体，在静止前下列说法 中正确的是（ ） A.速度越来越小 B.速度越来越大 C.加速度越来越小 D.加速度越来越大 A 三、速度方程的应用 My First Template 3、如图所示的是甲、乙两物体运动的v-t图像，由图像可知（ ） A.甲、乙两物体均做匀速直线运动 B.甲、乙两物体均做匀减速直线运动 C.甲的加速度比乙的加速度大 D.甲的加速度比乙的加速度小 D 三、速度方程的应用 My First Template 4. 如图是某物体做直线运动的v-t图像，由图像可知（ ） A. 物体在0～2 s内做匀速直线运动 B. 物体在2～8 s内静止 C. 物体在4 s末的加速度为0 m/s2 D. 物体在6 s末的速度为10 m/s C 三、速度方程的应用 My First Template 三、速度方程的应用 试证明中间时刻的速度等于初速度和末速度之和除以2。 My First Template 感谢您的观看 $$