2.匀变速直线运动的速度与时间的关系（教学课件）物理人教版2019必修第一册

人教版（2019）必修 第一册 2.匀变速直线运动的速度与时间的关系 匀变速直线运动的研究 第二章 目录 学习目标 重点难点 课堂导入 探究新知 课堂小结 课堂练习 布置作业 1 2 3 4 5 6 7 2 01 02 03 04 物理观念 知道什么是匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的速度与时间的关系。 科学思维 基于实验数据给出匀变速直线运动的定义，经数学推理得到匀变速直线运动的速度与时间的关系式。 科学探究 通过实验数据和数学推理，结合日常生活中的实例，探究匀变速直线运动的速度和时间关系。 科学态度与责任 了解实验和数学辅助是物理学的基本能力和工具。 学习目标 教学重点 教学重点 理解匀变速直线运动的v-t图像的物理意义并会应用。 对匀变速直线运动的速度与时间的关系式的理解及应用。 重点难点 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。在上节课的实验中，小车在重物牵引下运动的v-t图像是一条倾斜的直线，它表示小车在做什么样的运动？ 课堂导入 01 PART 01 第一部分 匀变速直线运动 探究新知 6 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？ 探究新知——思考与讨论 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 探究新知 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。 探究新知 （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。 探究新知 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 探究新知——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 探究新知——思考与讨论 02 PART 02 第二部分 速度与时间的关系 探究新知 13 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 = + 探究新知——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： 探究新知——思考与讨论 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。 探究新知 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。 探究新知 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？ 探究新知——典例解析 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） 探究新知——典例解析 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 探究新知——典例解析 （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： 探究新知——典例解析 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=18m/s+(-6)×2m/s=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 探究新知——典例解析 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？ 探究新知 匀变速直线运动的速度与时间的关系 定义 匀变速直线运动 分类 速度与时间的关系 v=v0+at 加速度不变的直线运动 匀加速直线运动和匀减速直线运动 公式 适用 匀变速直线运动 课堂小结 1．关于直线运动，下列说法中正确的是（　　） A．若物体的速度不断增加，则物体做匀加速直线运动 B．若物体的加速度和速度方向相反，则物体一定做减速直线运动 C．若物体的速度先减小再增大，则物体一定做匀变速直线运动 D．若物体在相等时间内通过的位移相等，则物体做匀速直线运动 课堂练习 B 课堂练习 【答案】B 【详解】A．根据加速度的定义式有 可知，若物体的速度不断增加，但加速度可能在变化，此时物体的运动并不是匀加速直线运动，故A错误； B．根据加速度的定义式有可知，若物体的加速度和速度方向相反，则物体一定做减速直线运动，故B正确； C．根据加速度的定义式有 可知，若物体的速度先减小再增大，但加速度可能在变化，此时物体不一定做匀变速直线运动，故C错误； D．若物体在相等时间内通过的位移相等，物体不一定做匀速直线运动，只有当物体在任意相等时间内通过的位移相等，物体才一定做匀速直线运动，故D错误。 故选B。 2．物体做匀加速直线运动，已知第1s末的速度是6m/s，第2s末的速度是8m/s，则下列说法正确的是（　　） A．物体初始时刻的速度是3m/s B．物体的加速度是 C．任何1s内的速度变化量都是2m/s D．物体在第5s末的速度是15m/s 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】规定初速度方向为正方向，根据加速度定义式得物体的加速度，根据得，A、B错误；物体的加速度是，则任何1s内的速度变化量都是，C正确；根据得，D错误． 3．某质点做直线运动，速度随时间的变化的关系式为，则对这个质点运动的描述正确的是（　　） A．初速度为 B．加速度为 C．在末，瞬时速度为 D．该质点正在做匀减速直线运动 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】根据待定系数法，匀变速直线运动的速度随时间变化的关系为，已知，所以，故A、B错误；根据速度，将代入，得，故C正确；初速度与加速度方向相同，质点做加速运动，故D错误。 4．一辆卡车行驶在平直路面上，司机发现前方有紧急情况后紧急刹车，刹车后速度v与时间t的关系式为，v和t的单位分别是和s。则3s末卡车的速度大小为（ ） A．0 B． C． D． 课堂练习 B 课堂练习 【答案】B 【详解】由题可知，当速度为0时，则有解得故3s末卡车的速度大于0，3s末卡车的速度故选B。 5．某一物体沿直线运动，其图像如图所示，下列描述正确的是（    ） A．第1s内和第2s内物体的速度方向相反 B．第2s内和第3s内物体的加速度方向相反 C．第2s末物体的加速度为零 D．第4s内物体做减速运动 课堂练习 D 课堂练习 【答案】D 【详解】A．由图可知，第1s内和第2s内物体的速度均为正值，方向相同，故A错误； B．由图像斜率表示加速度可知，第2s内和第3s内物体的加速度方向相同，故B错误； C．第2s末物体速度为零，速度的变化率不为零，故加速度不为零，故C错误； D．第4s内速度沿负方向，加速度方向沿正方向，物体做减速运动，故D正确。 故选D。 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 谢谢聆听 $$