2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 课件 -2026-2027学年高一上学期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，涵盖定义、分类、v-t图像及速度公式v=v₀+at。通过“微思考·情境探究”如骑车速度变化对比，衔接加速度知识，搭建从生活实例到物理概念的学习支架。 其亮点在于以情境探究激活科学思维，如对比两次骑车速度变化分析加速度是否恒定，结合v-t图像与数学一次函数类比建构模型。通过刹车、多过程问题例题强化科学推理，规律总结助学生形成物理观念。学生能深化概念理解与应用能力，教师可依托结构化资源提升教学效率。

第二章 2.匀变速直线运动的速度与时间的关系 学习目标 1.知道匀变速直线运动的特点及分类。(物理观念) 2.理解匀变速直线运动的v-t图像特点。(科学思维) 3.理解匀变速直线运动的速度公式,并会用公式解决匀变速直线运动问题。(科学思维) 基础落实 必备知识全过关 基础转化 夯实基础提能力 目录索引 重难探究 能力素养全提升 学以致用 随堂检测全达标 基础落实 必备知识全过关 一、匀变速直线运动 　　 　　速度均匀变化 1.匀变速直线运动的定义和分类 匀变速直线运动 不变 增加 减小 2.v-t图像　 不是运动轨迹 匀变速直线运动的v-t图像是一条　　　的直线,如图所示,a表示_______　　　　　　直线运动,b表示　　　　　　直线运动,a、b直线的　　　　　表示物体的加速度。  倾斜 匀加速 匀减速 斜率 二、速度与时间的关系式 1.公式:v=　　　　　。  2.理解:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v就等于物体在开始时刻的　　　　　再加上在整个过程中速度的　　　　　　。  3.适用条件:　　　　　　　　　　　运动。  【要点提示】 注意加速度a的正负。 匀变速直线 v0+at 速度v0 变化量at 微思考·情境探究 情境1对比两种“加速”——谁是匀变速? 周末骑车出门: (1)某次骑车,第1 s内,速度从0增加到2 m/s;第2 s内,速度从2 m/s增加到4 m/s;第3 s内,速度从4 m/s增加到6 m/s。 (2)另一次骑车,第1 s内速度从0增加到2 m/s;第2 s内速度从2 m/s增加到5 m/s;第3 s内速度从5 m/s增加到9 m/s。 这两种运动,哪种的“速度变化快慢”是不变的?哪种符合“匀变速直线运动”的定义? 提示 (1)中的“速度变化快慢”不变:每1 s内的速度变化量Δv=2 m/s,因此加速度a==2 m/s2,加速度保持不变,属于匀变速直线运动。 (2)中的“速度变化快慢”变化:第1 s内Δv=2 m/s(a=2 m/s2),第2 s内Δv=3 m/s(a=3 m/s2),第3 s内Δv=4 m/s(a=4 m/s2),加速度不断增大,不属于匀变速直线运动。 情境2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过的一次函数图像类似,类比一次函数图像的表达式,你能写出匀变速直线运动的速度随时间变化的规律表达式吗?图像的斜率表示什么意义? 提示 由y=b+kx得v=v0+at,图像在纵轴上的截距表示初速度的大小,图像的斜率表示加速度。 基础转化 夯实基础提能力 基础转化点1 匀变速直线运动 AI解读匀变速直线运动分为匀加速直线运动和匀减速直线运动两种情况。它是本章核心研究对象,定位为加速度知识的延伸与应用,常结合汽车刹车、自由落体等实际情境考查,是学习匀变速直线运动规律的基础。 1.(2026内蒙古呼和浩特高一阶段练习)关于匀变速直线运动,下列说法正确的是(　　) A.任意时刻速度的变化率相同 B.匀变速直线运动就是加速度和速度均匀变化的直线运动 C.相等时间内加速度的变化量相等且不为零 D.匀加速直线运动的加速度是不断增大的 A 解析 匀变速直线运动的加速度保持不变,加速度又称速度的变化率,加速度不变就是速度变化率不变,故A正确,D错误;匀变速直线运动就是加速度不变,速度均匀变化的直线运动,故B错误;匀变速直线运动的加速度保持不变,加速度的变化量为零,故C错误。 2.(2026天津南开高一期中)关于匀变速直线运动,下列说法正确的是(　　) A.匀变速直线运动是相等时间内通过的位移相等的运动 B.匀减速直线运动的加速度一定为负 C.匀减速直线运动的速度和加速度的方向一定是相反的 D.在匀减速直线运动中,速度和位移一定都随时间的增加而减小 C 解析 匀速直线运动是相等时间内通过的位移相等的运动,匀变速直线运动是相等时间内通过的位移不相等的运动,故A错误;若物体的速度为负,物体做匀减速直线运动,则物体的加速度为正,故B错误;匀减速直线运动的速度和加速度的方向一定是相反的,故C正确;在匀减速直线运动中,速度减至零之前,速度随时间的增加而减小,位移随时间的增加而增大,故D错误。 基础转化点2 速度与时间的关系式 AI解读速度与时间的关系式(v=v0+at)是描述匀变速直线运动速度变化规律的核心公式,定量反映速度与时间、加速度的关系。它是本章重点考点,地位重要,常出现在计算题中,结合匀加速、匀减速情境求解速度、时间或加速度,是规律应用的核心工具。 3.(2026重庆高一期中)对于运动学公式v=v0+at,下列说法正确的是(　　) A.可以求出任意运动状态下物体的速度 B.仅适用于匀变速直线运动 C.物体的末速度一定大于物体的初速度 D.v和v0均只能取正值 B 解析 运动学公式v=v0+at是匀变速直线运动的运动规律,不是任意运动状态下的物体都可以应用的,故A错误,B正确;匀变速直线运动有匀加速直线运动和匀减速直线运动,所以物体的末速度不一定大于物体的初速度,v和v0也不一定都取正值,故C、D错误。 4.(2026黑龙江哈尔滨高一期中)某物体做匀变速直线运动的速度与时间的规律是v=10+3t (m/s),根据v=v0+at可知,该物体的初速度和加速度的大小分别是(　　) A.0和3 m/s2 B.10 m/s和3 m/s2 C.5 m/s和0 D.5 m/s和3 m/s2 B 解析 某物体做匀变速直线运动的速度与时间的规律是v=10+3t (m/s),根据v=v0+at可知该物体的初速度和加速度的大小分别是v0=10 m/s,a=3 m/s2。故选B。 重难探究 能力素养全提升 命题角度一 对匀变速直线运动的理解 匀变速直线运动的分类 (1)匀加速直线运动:物体的速度随时间均匀增加的变速直线运动。如图甲、乙所示。 (2)匀减速直线运动:物体的速度随时间均匀减小的变速直线运动。如图丙、丁所示。 (3)如图戊所示,v-t图像为穿过时间轴的直线,在0~t1时间段内是匀减速直线运动,但在t1~t2时间段内是反向匀加速直线运动,故0~t2时间内既不能称为匀加速直线运动,也不能称为匀减速直线运动。但是0~t2时间内任意截取一段时间,都是一个定值,故可以称为匀变速直线运动。 角度1匀变速直线运动的速度、加速度的特点 例题1(多选)下列关于匀变速直线运动的说法正确的是(　　) A.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化 B.加速度大小不变的运动,一定是匀变速直线运动 C.速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动 D.匀变速直线运动在任意相等的时间内速度的变化量相等 AD 解析 匀变速直线运动的加速度不变,速度随时间均匀变化,在任意相等的时间内速度的变化量均相等,故A、D正确;加速度是矢量,加速度不变是大小和方向都不变,只有大小不变,不一定是匀变速直线运动,故B错误;速度可以先正向减小到零,然后反向增大,过程中加速度不变,也是匀变速直线运动,故C错误。 角度2匀变速直线运动的v-t图像的特点 例题2(多选)某跳水运动员离开跳台后运动过程①的简化v-t图像如图所示②。下列说法正确的是(　　) A.在0~t2时间内运动员做匀变速直线运动 B.在t2~t3时间内运动员做匀变速直线运动 C.运动员在水中的速度逐渐增大 D.t2时刻运动员加速度方向改变 AD 【教你析题】 读取题干 获取信息 ① 先向上运动后向下运动直到入水运动的过程 ② 0~t1时间内速度为负且减小,t1~t3时间内速度为正且先增大后减小;0~t2时间内图像斜率不变且为正,t2~t3时间内图像斜率绝对值减小且为负 【教你破题】 解析 在v-t图像中,斜率表示加速度,因此在0~t2时间内运动员的加速度保持不变且为正,在0~t1时间内运动员离开跳台竖直向上做匀减速直线运动,t1时刻到达最高点,然后向下做匀加速直线运动,在t2~t3时间内图像的斜率变小且为负,在t2时刻入水,运动员做加速度逐渐减小的减速直线运动,t2时刻加速度方向改变,故A、D正确,B、C错误。 命题角度二 匀变速直线运动速度与时间关系的理解和应用 应用速度公式v=v0+at解决问题的步骤 (1)选取研究对象和过程。 (2)画出运动草图,标上已知量。 (3)选定正方向,判断各量的正、负,利用v=v0+at由已知条件求解,最后指明所求量的方向。 角度1匀加速直线运动问题 例题3(2026海南儋州高一月考)公路边山坡落石对过往车辆和行人的安全构成了巨大的威胁,要及时发现并清除隐患。若一块石头(可视为质点)从静止开始以恒定加速度5 m/s2滚下山坡,如图所示,这块石头的速度大小达到72 km/h需要经过的时间为(　　) A.2 s B.4 s C.6 s D.12 s B 解析 v=72 km/h=20 m/s,由运动学公式得v=v0+at,解得t=4 s。故选B。 角度2刹车问题 例题4火车正常行驶的速度是54 km/h,关闭发动机(从此时开始计时)后开始做匀减速直线运动,6 s末的速度是43.2 km/h,求: (1)火车的加速度大小; (2)火车15 s末的速度大小; (3)火车45 s末的速度大小。 解析 (1)以火车运动的方向为正方向, 初速度v0=54 km/h=15 m/s 末速度v=43.2 km/h=12 m/s 由加速度定义式得a= m/s2=-0.5 m/s2 火车的加速度大小为0.5 m/s2,方向与火车运动方向相反。 (2)火车从开始减速到停止所用的时间t= s=30 s 火车在15 s末的速度大小为v1=v0+at1=15 m/s+(-0.5)×15 m/s=7.5 m/s。 (3)由(2)分析可知,火车从开始减速到停止所用的时间为30 s,所以火车在45 s末的速度为0。 答案 (1)0.5 m/s2　(2)7.5 m/s　(3)0 角度3多过程问题 例题5(2026河北石家庄高一月考)航母舰载战斗机是重要的海上作战力量。某舰载战斗机开始在航母甲板跑道上的加速度大小为2.5 m/s2,速度达到50 m/s后离开跑道沿直线飞向天空,离开跑道后的加速度大小为6 m/s2,最大速度为200 m/s,舰载战斗机从静止到加速至最大速度所用的时间为(　　) A.45 s B.60 s C.80 s D.100 s A 解析 根据匀变速直线运动的公式v=v0+at,可得舰载战斗机在跑道上运动的时间为t1= s=20 s,舰载战斗机从离开跑道到加速至最大速度的时间为t2= s=25 s,则舰载战斗机从静止到加速至最大速度所用的时间为t=t1+t2=45 s。故选A。 学以致用 随堂检测全达标 1 2 3 4 1.(对匀变速直线运动的理解)(2026黑龙江哈尔滨高一期中)做匀加速直线运动的物体,加速度大小为2 m/s2,下列说法正确的是(　　) A.物体在任一秒末的速度总是该秒初速度的2倍 B.物体在第1 s末的速度一定为2 m/s C.物体在任一秒初的速度总是比该秒末的速度小2 m/s D.物体在任一秒初的速度总是比前一秒末的速度大2 m/s C 1 2 3 4 解析 匀加速直线运动中,速度变化量为Δv=aΔt,加速度大小为2 m/s2,每秒速度增加2 m/s,而非“变为2倍”,例如,初速度为1 m/s时,1 s末速度为3 m/s,显然不是2倍,故A错误;做匀加速直线运动的物体,加速度大小为2 m/s2,可知物体在第1 s末的速度比初速度大2 m/s,但初速度不一定为0,所以第1 s末的速度不一定为2 m/s,故B错误;任一秒初与该秒末相隔Δt=1 s,速度差Δv=aΔt=2 m/s,由于物体做匀加速直线运动,所以物体在任一秒初的速度总是比该秒末的速度小2 m/s,故C正确;“任一秒初”与“前一秒末”是同一时刻,此时速度相同,不可能相差2 m/s,故D错误。 1 2 3 4 2.(匀变速直线运动的v-t图像)(多选)下列图中能够正确表示物体做匀加速直线运动的图像是(　　) AD 解析 v-t图像的斜率表示加速度,斜率的正负表示加速度的方向,当速度与加速度的方向相同且加速度恒定时,物体做匀加速直线运动,则A、D选项的图像表示物体做匀加速直线运动,故选A、D。 1 2 3 4 3.(多过程问题)(2026河北衡水高一期中)某款智能快递车在校园主干道上以速度v0=8 m/s匀速行驶,前方即将进入长度为s=150 m的行人密集区,该区域限速2 m/s。已知快递车全长为4 m,减速时加速度大小为3 m/s2,加速时加速度大小为2 m/s2。若快递车任何部分进入行人区时速度不得超过限速,则快递车从开始减速至恢复到原速v0所用的最短时间约为(　　) A.66 s B.77 s C.82 s D.90 s C 1 2 3 4 解析 快递车减速运动阶段的时间t1= s=2 s,匀速运动阶段的总位移x=s+d=(150+4) m=154 m,匀速运动的时间t2= s=77 s,加速运动阶段的时间t3= s=3 s,所以快递车所用最短时间t=t1+t2+t3=82 s。故选C。 1 2 3 4 4.(v=v0+at的应用)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,汽车开始做匀加速运动,加速度大小为1.4 m/s2,10 s末因故突然紧急刹车,随后汽车逐渐停了下来。刹车时汽车做匀减速运动的加速度大小为6 m/s2。求: (1)汽车10 s末的速度大小; (2)刹车后2 s汽车的速度大小; (3)汽车刹车后停下来所用时间。 1 2 3 4 解析 (1)选取汽车运动的方向为正方向,汽车的初速度为v0=36 km/h=10 m/s,汽车加速时的加速度大小a1=1.4 m/s2 汽车10 s末的速度大小为v1=v0+a1t1=10 m/s+1.4×10 m/s=24 m/s。 (2)汽车刹车时的加速度大小a2=6 m/s2 刹车后2 s汽车的速度大小为v2=v1-a2t2=24 m/s-6×2 m/s=12 m/s。 (3)汽车刹车后停下来所用时间为 t3==4 s。 答案 (1)24 m/s　(2)12 m/s　(3)4 s 本 课 结 束 $