2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系（教学课件）物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦匀变速直线运动的速度与时间关系，核心知识点包括定义、v-t图像意义及速度公式v=v₀+at。课堂导入通过C919飞机v-t图像提问，结合上节课小车v-t图像的思考讨论，搭建旧知（实验v-t图像）到新知（匀变速运动特征）的学习支架，梳理知识脉络。 其亮点在于以科学思维（模型建构、科学推理）和物理观念（运动观）为核心，通过汽车刹车问题分析加速度与速度方向关系等典例，及高铁匀加速运动计算等练习强化应用。小结整合定义、分类及公式，助学生构建运动学体系，提升解决实际问题能力，也为教师提供结构化资源，提高教学效率。

人教版必修第一册 第二章 匀变速直线运动 2. 匀变速直线运动的速度与时间的关系 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解匀变速直线运动的定义与核心特点，掌握匀变速直线运动的速度—时间公式，认识v-t图像的物理意义，建立匀变速直线运动的完整运动观念。 02 科学思维 通过v-t图像推导速度公式，培养图像分析与数理结合思维；学会利用公式结合矢量方向分析加速、减速运动，突破公式死记硬背的误区，提升定量推理能力。 03 科学探究 结合实验所得小车运动数据与v-t图像，自主归纳速度随时间的变化规律，推导运动公式，学会通过图像和数据总结物理规律，提升归纳探究与逻辑推导能力。 04 科学态度与责任 体会物理公式与图像结合的简洁性与严谨性，养成规范运用公式、严谨分析运动过程的习惯，感受实验规律推导理论公式的科学研究思路。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.掌握匀变速直线运动的定义与核心特征； 2.明确匀变速直线运动v-t图像的物理意义； 3.能利用公式和图像分析、解决基础运动问题。 1.理解速度公式的矢量性，规范掌握一维运动中各物理量正负号的选取与运算； 2.熟练处理刹车等匀减速运动实际问题。 如图所示，如果这是C919飞机的v-t图像，观察图像，说明C919的速度、加速度和运动形式分别是怎样的？ 课堂导入 t/s v(m/s) 0 230 上节课，我们通过实验探究绘出小车的v－t图象 思考与讨论： (1) 这个v-t图象具有哪些特点？ (2) 该图象反映出小车的速度有何特点？ (3) 小车的加速度有什么特点？ 课堂导入 v3 t3 v1 t1 v2 t2 v4 t4 Δt Δv Δt’ Δv’ o v(m/s) t/s v0 5 知识点1 匀变速直线运动 1.匀变速直线运动： 沿着一条直线，且加速度不变的运动，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.v-t图像斜率的物理意义：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：速度随时间均匀增加的直线运动。 探究新知 v0 ＞0，a＞0 v0 ＜0，a＜0 匀加速 （a、v 同向） 匀加速 匀加速 v t v0 v0 v O t （2）匀减速直线运动：速度随时间均匀减小的直线运动。 4.匀变速直线运动分类 探究新知 匀减速 （a、v 反向） v0 ＜0，a＞0 v0 ＞0，a＜0 匀减速 匀减速 O v v0 t v0 v 典例解析 A 【例1】关于匀变速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．相同的时间内速度变化相同 B．相同的时间内位置变化相同 C．相同的时间内加速度变化相同 D．是速度恒定不变的运动 典例解析 【答案】A 【详解】AD．由，知不变，则相同的时间内速度变化相同，故A正确，D错误； B．任意相同时间内发生的位移不相同，所以任意相同时间内位置变化不相同，B错误； C．匀变速直线运动的加速度是不变的，故C错误。 故选A。 知识点2 速度与时间的关系 除v-t图像外，我们是否可以用公式描述物体的速度与时间关系呢？ 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。 (2)若加速度方向与正方向相同，则加速度取正值；若加速度方向与正方向相反，则加速度取负值。 (3)若计算出v为正值，则表示末速度方向与初速度的方向相同；若v为负值，则表示末速度方向与初速度的方向相反。 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)。 探究新知 分析匀变速直线运动的速度公式v＝v0＋at，思考下列问题： (1)公式中哪些量是常量？哪些量是变量？ (2)a在数值上等于单位时间内速度的变化量，at的物理意义是什么？v0＋at的物理意义又是什么？ 探究新知——思考与讨论 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 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 拓展：请问刹车后5s末的速度是多少？ 思考：你认为遇到刹车类问题的计算时，应该注意什么？ （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 拓展：请问刹车后5s末的速度是多少？ 思考：你认为遇到刹车类问题的计算时，应该注意什么？ 探究新知——解 题 步 骤 5.作答并对计算结果和结论进行验算。 1.设定正方向，一般以初速度方向为正方向。 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。 4.将已知量带入公式求未知量，若所求量是矢量，要说明方向。 3.寻求已知量与未知量的物理关系。 思考与讨论： 1.甲乙中的v-t图像，速度如何变化？ 2.甲乙中的v-t图像，相等时间内速度变化量相等吗？ 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 【例2】A、B是做匀变速直线运动的两个物体，其速度—时间图像如图所示，则以下说法错误的是（　　） A．A做初速度v0=2m/s，加速度a=1m/s2的匀加速直线运动 B．4s后，B沿反方向做匀减速运动 C．t=1s时，A的速度大小为3m/s，方向沿正方向 D．t=6s时，B的速度大小为4m/s，方向沿负方向 典例解析 B 典例解析 【答案】B 【详解】A．A的加速度为 A做初速度v0=2m/s，加速度a=1m/s2的匀加速直线运动，A正确，A不符合题意； B．4s后，B沿反方向做匀加速运动，B错误，B符合题意； C．t=1s时，A的速度大小为方向沿正方向，C正确，C不符合题意； D．t=6s时，B的速度大小为4m/s，方向沿负方向，D正确，D不符合题意。故选B。 课堂小结 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 课堂练习 1．一质点做匀变速直线运动的速度随时间变化的关系为。下列说法正确的是（　　） A．质点在前内做匀加速运动 B．质点的初速度是 C．质点的加速度大小是 D．时，质点的加速度不为0 课堂练习 D 课堂练习 【答案】D 【详解】根据匀变速直线运动速度—时间公式得质点的速度随时间变化的函数关系为对比得质点的初速度v0=40m/s加速度a=-10m/s2 A．加速度大小为10m/s2，方向与初速度方向相反，质点在前内做匀减速运动，故A错误； B．质点的初速度是，故B错误； C．质点的加速度大小是，故C错误； D．时，质点的加速度为-10m/s2，故D正确。 故选D。 课堂练习 B 2．2018年11月1日，京张高铁全线第一节轨排徐徐落下，准确到位，标志着京张高铁全线铺轨工程正式开始。若高铁列车在平直跑道上由静止开始做加速度大小为1.6m/s2的匀加速直线运动，当其速度达到288km/h时运动的时间为（　　） A．25s B．50s C．90s D．180s 课堂练习 【答案】B 【详解】列车从静止开始做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的速度公式有其中,计算可得故选B。 课堂练习 C 3．对于匀变速直线运动的速度与时间关系式v＝v0＋at，下列说法正确的是（　　） A．v0是时间间隔t开始的速度，v是时间间隔t内的平均速度 B．v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 D．a与匀变速直线运动的v­t图像的倾斜程度无关 课堂练习 【答案】C 【详解】A C．v0、v都是瞬时速度，at是速度的变化量，可以是速度的增加量，也可以是速度的减少量。故A错误，C正确； B．在匀加速直线运动中v>v0，在匀减速直线运动中v<v0，B错误； D．在v­t图像中，v­t图像的斜率表示加速度，D错误。故选C。 4．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1 s末和4 s末 C．乙在0~2 s内做匀减速直线运动，2~6 s做匀加速直线运动 D．2 s后，甲、乙两物体的速度方向相反 课堂练习 B 课堂练习 【答案】B 【详解】AC．由v-t图像知，甲以2 m/s的速度做匀速直线运动，根据速度时间图像斜率表示加速度，可知乙在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错误； B．由图可知，t=1 s和t=4 s时二者速度相同，B正确； D．0~6 s内甲、乙的速度方向都沿正方向，D错误。 故选B。 课堂练习 A 5．如图所示，一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，若到达B点时速度为v，到达C点时速度为2v，从A到B用时t1，从B到C用时t2，则t1∶t2等于（　　） A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 课堂练习 【答案】A 【详解】从A到B的过程，由运动学公式得，从A到C的过程，由运动学公式得联立解得 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 $