1.2匀变速直线运动（课件）- 高教版《物理（通用类）》【上好课】

高教版《物理（通用类）》 第二节 匀变速直线运动 第一章 运动和力 1 素养目标：体会物理与现代交通生活 的联系，树立安全责任意识。 能力目标：能判断实际运动类型，独 立完成加速度、安全距离等简单计算。 知识目标：掌握匀变速直线运动、加 速度、自由落体运动核心定义及公式。 学习目标 2 自由落体运动 4 匀变速核心公式与应用 3 v-t图像与加速度 2 变速与匀变速直线运动 1 3 在不同的距离下，比赛结果会一样吗？ 思考： 人与火车赛跑，谁会赢？ 情境引入 4 核心问题： 如何描述物体速度变化的规律？ 2000米比赛：火车赢（火车后程速度极大） 50米比赛：人赢（人起跑快，速度增加迅速） 情境引入 5 高铁进站 汽车起步 思考：它们的速度变化有什么共同特征？ 案例2：高铁进站，速度逐渐减小。 案例1：汽车绿灯起步，速度逐渐增大。 生活中的运动现象: 概念引入 变速与匀变速直线运动 6 ，这种运动叫做匀变速直线运动。 都相等 在直线运动中，如果在任意相等时间内，速度的变化量 匀变速直线运动 增加或减少的幅度恒定。 速度变化量相等 2. 不能只看某几秒，必须是全程 的任意时段。 任意相等时间 1 关键词精准解释 核心概念 7 结论：匀变速是变速运动中最简单、最理想的模型。 时间t 0 速度 v 时间t 0 速度 v 下平稳加速的电动车）。 上走走停停的公交车）。 （如：理想状态 极度规律 速度变化 （如：城市道路 速度变化 不规律 匀变速直线运动 普通变速运动 概念辨析 普通变速vs匀变速 8 刹车的自行车 自由下落的苹果 滑梯上下滑 问题：生活中有哪些近似 匀变直线运动的例子？ 只要满足“直线”且“速度均匀变化”， 在忽略微小阻力时，均可视为匀变速直线运动。 师生互动 9 匀减速直线运动。 （2）速度均匀减小： 匀加速直线运动。 （1）速度均匀增加： 2、分类： 在直线运动中，如果在任意相等时间内，速度的变化量 都相等，这种运动叫做匀变速直线运动。 1、什么是匀变速直线运动？ 【知识总结】 10 【解析】汽车在直线行驶，且每经过1秒，速度都增加2m/s。 满足“任意相等时间内速度变化量相等”。即匀加速直线运动。 一辆新研发的汽车在平直道路上测试，第1秒末 速度为2m/s，第2秒末为4m/s，第3秒末为6m/s。 该汽车做的是什么运动？ 案例分析 11 变化的规律。 t/s 图像本质：直观展示物体速度随时间 表示速度（单位：m/s） 纵坐标（v）： 横坐标（t）：表示时间（单位：s） v-t图像（速度-时间图像） v/(m/s) 如何直观记录速度变化？ 概念引入 12 t（时间） 倾斜直线代表匀变速。 关键词： 直线向下倾斜（速度随时间减小） 匀减速： 匀减速 匀加速：直线向上倾斜（速度随时间增大）。 特征：一条倾斜的直线。 匀加速 （速度） V 匀变速直线运动的v-t图像特征 2.v-t图像 13 零斜率：匀速直线运动 负斜率：匀减速 正斜率：匀加速 t t 0 t（时间） 0 v（速度） 注意：水平直线代表速度不变，是匀速直线运动 负斜率：速度正向减小，代表匀减速。 正斜率：速度正向增加，代表匀加速。 斜率：直线的倾斜程度。 概念辨析 斜率的正负 14 ν↑ ν↑ 3.发现红灯，踩下刹车 2.汽车在高速上定速巡航 0 ν↑ 1.绿灯亮起，电动车启动 v-t图像 运动场景 图像连连看 师生互动 15 【知识总结】 2.直线向下倾斜（负斜率）表示匀减速。 1.直线向上倾斜（正斜率）表示匀加速。 补充： 答：匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。 问：匀变速直线运动的v-t图像有什么特征？ 16 ν↑ ν↑ 0 ν↑ 【分析】平行于时间轴的直线表示速度不变，即匀速直线运动；向下 倾斜的直线表示速度均匀减小，即匀减速直线运动。 答：先做匀速直线运动，后做匀减速直线运动。 数控机床刀具移动的v-t图像是一条平行于时间轴的直线，随后变 为向下倾斜的直线。 刀具经历了怎样的运动过程？ 案例分析 17 。 250m/s 内速度达到 0.005秒 出膛 10m/s. 内速度达到 3秒 起跑 2.迫击炮弹 案例对比 1.短跑运动员 谁的速度变化得更快？ 案例引入 思考：速度大，速度变化就快吗？如何准确描述速度变化的快慢？ 18 单位：米每二次方秒，符号是m/s²。 时间 末速度 加速度 初速度 的物理量。 速度变化快慢 物理意义：描述物体 定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。 加速度 核心概念 19 概念辨析 速度vs加速度 核心：加速度只看速度变化的快慢（即变化率） 2. 加速度是速度的变化率火 车加速慢，所以加速度小。 2. 速度变化大≠加速度大 1. 加速度取决于速度变化的 快慢，匀速时加速度为0。 例：飞机高空巡航速度极大，但 匀速时加速度为0 1. 速度大≠加速度大 正确理解 误区 例：高铁加速到300km/h变化大， 但用时极长，加速度小 20 【解析】加速度为0。因为匀速行驶时，速度没有发生变化（-==0), 所以加速度为0。 问题： 复兴号高铁正以350km/h的速度 在平直轨道上匀速行驶，此时它 的加速度是多少？ 学生思考： 速度很大，加速度大吗？ 师生互动 21 【知识总结】 m/s² 4. 矢量性：加速度是矢量，正负代表方向。 3. 单位： 2. 公式： 1. 定义：描述物体速度变化快慢的物理量 什么是加速度？它的公式和单位是什么？ 22 答：该单车的加速度为1m/s²。 【解析】已知初速度=0，末速度ν=5m/s，时间t=5s。 代入公式: 一辆共享单车从静止开始加速，经过5秒后速度达到5m/s。求该单 车的加速度。 案例分析 23 t/s 0 斜面缓（小加速度） 斜面陡（大加速度） v/(m/s) v-图像 计算机 位移传感器 VA 斜面 小车 1.小车下滑的v-t图像是一条倾斜直线， 说明做匀加速直线运动。 2.斜面越陡，图像斜率越大，加速度越大。 实验结论： 实验过程： 让小车从斜面上滑下，利用位移传感器 记录数据，计算机自动生成v-t图像。 实验探究：位移传感器测加速度 24 （无时间t时的万能公式） 3.推论公式： （已知初速、加速度、时间求位移） 2.位移公式： （已知初速、加速度、时间求末速） 1.速度公式： 如何计算匀变速运动的位移和速度？ 概念引入 25 注意：代入公式计算时，必须带上正负号！ 匀减速：反向，取负值（如刹车问题）。 匀加速：与同向，取正值。 规定正方向：通常取初速度的方向为正方向。 公式应用技巧与符号法则 核心公式 26 结论：车速越快，制动距离呈平方倍增加，必须留足安全距离! 2.制动距离：踩下刹车到停止（匀减速运动， S=S1+S2 t1 反应区（匀速）制动区（匀减速） 1.反应距离：发现危险到踩刹车（匀速运动）。 问题：为什么高速公路要求保持100米以上的 车距？ 行车安全距离 师生互动 27 注意：匀减速运动代入公式时，加速度必须取负值。 3.速度位移推论： 2.位移公式： 1.速度公式： 默写匀变速直线运动的三个基本公式。 【知识总结】 28 答：刹车后3秒内的位移为21m。 【解析】初速度，匀减速 代入位移公式： 汽车以10m/s的速度行驶，发现前方有障碍物紧急刹车，刹车时的加 速度大小为2m/s²。求刹车后3秒内的位移。 案例分析 29 真空 有空气 抽真空后，金属片与羽毛同时落地。 钱毛管实验： 亚里士多德：重物下落快（直觉经验）。 伽利略：轻重物体下落一样快（逻辑推理与实验）。 历史争论： 重的物体下落得更快吗？ 问题探讨 同时落地 30 定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动。 。 性质：初速度为0的匀加速直线运动 1. 仅受重力（忽略空气阻力，理想化模型）。 2. 初速度为零（=0）。 核心条件： 自由落体运动 核心概念 31 重力加速度（g）：方向竖直向下，通常取ｇ≈9.8m/s²（粗略计算取10m/s²） 重力G 重力G 空气阻力f 忽略空气阻力 如铁球下落，阻力远小于重力， 可近似看作自由落体 自由落体 受重力和空气阻力 如树叶飘落，不能看作 自由落体 普通下落 概念辨析 普通下落vs自由落体 32 原理： 直尺做自由落体运动，代入公式， 即可算出反应时间 t 操作步骤： 1.同学A捏住直尺上端，同学B手指放在直尺零刻度处准备。 2.A突然松手，B迅速捏住直尺。 3.读出捏住处的刻度（下落位移s） 互动实操：测测你的反应时间 同学B 同学A 下落位移 s 师生互动 33 【知识总结】 3.推论公式： 2.位移公式： 1.速度公式： 2. 公式（将代入匀变速公式）： 1. 定义：只在重力作用下，从静止开始下落的运动。 什么是自由落体运动？写出其三个推导公式。 34 答：该同学的反应时间为0.2秒。 【解析】已知位移s=20cm=0.2m，ɡ=10m/s²。 由自由落体位移公式变形得： ==0.2s 在测反应时间实验中，某同学捏住直尺时，直尺下落的距离为 20cm。求该同学的反应时间。（g取10m/s²） 案例分析 35 1.对。完全符合匀变速直线运动的定义。 2.C。加速度是描述速度变化快慢的物理量，与速度大小、变化量大小无直接关系。 【解析】 1.判断题：相等时间内速度变化量相等的直线运动是匀变速直线运动。（ ） 2.选择题：以下关于加速度的说法正确的是 （ ） A.速度大加速度一定大 B.速度变化大加速度一定大 C.速度变化快加速度一定大 D.以上说法都不对 课堂练习 36 【解析】 课堂练习 3.判断题：自由落体运动是匀速直线运动。 （ ） 4.选择题：钱毛管抽真空a后金属片与羽毛同时落地，说明 （ ） A.重物下落更快 B.忽略空气阻力时下落快慢与质量无关 5.判断题： 匀减速直线运动的加速度与运动方向相反，取运动方向为正时加速度为负。（ ） 3.错。自由落体是初速度为0的匀加速直线运动。 4.B。实验排除了空气阻力影响，验证了伽利略的观点。 5.对。符合加速度的矢量性规则。 37 6.计算题：汽车从静止以2m/s²加速5s，求末速度。 7.计算题：物体自由下落2s，求下落高度（g取10m/s²） 课堂练习 【解析】 6. 10m/s。代入公式 ，。 7. 20m。代入自由落体位移公式，s= 38 三、实际应用： 安全车距计算、反应时间测量。 二、核心公式 匀变速直线运动：任意相等时间内速度变化量相等。 加速度：描述速度变化快慢， 自由落体：仅受重力、静止开始，g≈9.8m/s²。 一、核心概念 课堂小结 3.速度位移推论： 2.位移公式： 1.速度公式： 39 课后任务 1.复习本节课的知识点 2.完成课后练习 3.整理本节中的易错题 40 $