第五课时：匀变速直线运动①——高一物理教材（初升高暑假衔接）讲义和练习

物理初高教材衔接——匀变速直线运动① 初中阶段要求 高中阶段要求 衔接要点 1、 初中无匀变速直线运动、速度时间关系式相关内容，仅能定性感受加速、减速现象。 2、 初中只会用v=s/t计算全程平均速度，不区分瞬时速度、加速度，不研究速度随时间均匀变化规律，无图像、公式推导与定量计算相关学习要求。 1、 掌握匀变速直线运动定义，推导并熟练运用核心公式； 2、 读懂 v-t 倾斜直线图像，理解斜率代表加速度； 3、 能结合初速度、加速度、时间完成多场景计算，区分正向、反向匀变速，为位移公式、追及问题打下基础。 1、 依托初中平均速度基础，针对 “速度均匀变化” 场景建立匀变速模型； 2、 区分平均速度与瞬时速度，引入加速度量化速度变化，搭建v-t图像分析工具，打破初中仅能粗略算平均速度的局限，完成定性感知到定量公式运算的升级。 回顾初中： 1.匀速直线运动的路程-时间图像，如图所示： （1）该图线是过原点的直线，它说明做匀速直线运动的物体通过的路程与时间成正比。 （2）该图像的纵坐标表示路程，横坐标表示运动时间，利用一组对应的时间和路程值，可求出该物体运动速度的大小。 （3）可以通过图像得出某段时间内通过的路程。 （4）可以通过图像得出该物体通过某段路程需要的时间。 （5）如果是两条图线在同一个图中，可以比较两个物体运动速度的大小。 （6）如果路程-时间图像中某段时间内图线是水平的（如图AB段所示），说明这段时间内物体是静止的。 2.匀速直线运动的速度-时间（v-t）图像如图所示，它是与时间轴平行的直线，可以直接得出物体的速度。 同一匀速直线运动的s-t图像和v-t图像形状不同。 衔接高中： 一、匀变速直线运动 1.定义：沿一条直线，加速度不变的运动，叫作匀变速直线运动。 2.特点： ① a恒定不变 ② v-t图像是一条倾斜直线。 3.斜率的物理意义：代表的是加速度 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。 （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。 二、速度与时间的关系 1.公式：v=v0+at 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。 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。 6.匀变速直线运动中，中间时刻瞬时速度即为平均速度 1.下列说法正确的是( ) A.加速度不变的运动叫匀速直线运动 B.匀加速直线运动的速度一定与时间成正比 C.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化 D.匀减速直线运动就是加速度为负值的运动 2.如图所示是做直线运动的几个质点的运动图像，其中做匀变速直线运动的是( ) A.甲、乙、丙 B.甲、乙、丁 C.甲、丙、丁 D.乙 3.一辆匀加速行驶的汽车，经过路一侧的两根电线杆共用5 s的时间，汽车的加速度为，它经过第二根电线杆时的速度为，则汽车经过第一根电线杆的速度为( ) A. B. C. D. 4.（多选）一物体在光滑水平面上受一恒力作用做加速度为的直线运动，时速度为-5 m/s，下列说法正确的是( ) A.加速度为，说明物体在做减速运动 B.物体做匀加速运动 C.物体的位移沿负方向增加 D.时，物体的速度为-4 m/s 5.火箭发射升空，若某段时间内火箭速度随时间的变化规律为的单位为s，由此可知这段时间内( ) A.火箭做匀速直线运动 B.火箭的初速度为 C.火箭的加速度为 D.在3 s末，火箭的瞬时速度为 6.2023年10月31日，“神舟十六号”返回舱在东风着陆场成功着陆。现假设返回舱软着陆过程可视为竖直下落，着陆过程中其速度随时间按的规律变化，由此可知，在软着陆过程中( ) A.返回舱做变加速直线运动 B.返回舱的初速度为30 m/s C.返回舱的位移在不断减小 D.相同时间内，返回舱的速度变化量不变 7.汽车以10 m/s的速度在水平路面上匀速行驶，遇到紧急情况急踩刹车，刹车过程可看成做匀减速直线运动，加速度大小为，则汽车刹车后第3 s末、第4 s末的速度分别为( ) A.1 m/s，-2 m/s B.1m/s，0 C.19m/s，24m/s D.0，1m/s 8.一物体静止在水平地面上，从开始物体做变速直线运动，加速度随时间变化的图像如图所示，则物体在7 s末的速度大小为( ) A. B. C. D. 9.（多选）某物体沿一直线运动，其图像如图所示，则下列说法中正确的是( ) A.第2 s内和第3 s内速度方向相反 B.第2 s内和第3 s内的加速度方向相反 C.第3 s内速度方向与加速度方向相反 D.在2~4 s内物体做匀变速直线运动 10.歼-10CE战斗机是由我国自主研制的全天候、单发单座、多用途三代＋战斗机，并出口国外。若某次战斗机完成训练任务后返航，着陆后沿平直跑道运动（可看成匀减速直线运动）。已知着陆瞬间战斗机的速度大小为，未打开减速伞时（如图甲所示）加速度大小为，打开减速伞后（如图乙所示）加速度大小变为。 （1）若未打开减速伞，求战斗机着陆20 s的速度大小； （2）若着陆瞬间飞行员发现正前方有一障碍物，为了使战斗机不撞上障碍物，飞行员打开减速伞使战斗机减速，已知飞行员从发现障碍物到打开减速伞有2 s的反应时间，共经多久战斗机停止运动？ 11.甲、乙两物体沿同一直线运动的图像分别如图中的直线A、B所示，且在时刻，直线A、B相交于一点。求： （1）时刻，甲物体的速度大小v； （2）甲、乙两物体的加速度大小的比值k。 答案以及解析 1.答案：C 解析：加速度不变的运动叫匀变速运动，且不一定是直线运动，而匀速直线运动是速度不变的运动，A错误。根据匀变速直线运动的速度与时间的关系式可知，速度随时间均匀变化，当时，v与t不成正比，B错误，C正确。若规定初速度的方向为正方向，匀减速直线运动的加速度方向与初速度方向相反，则加速度为负值；若规定初速度方向的反方向为正方向，匀减速直线运动的加速度方向与初速度方向相反，加速度为正值，D错误。 2.答案：A 解析：由匀变速直线运动的定义可知，匀变速直线运动的加速度不变，结合可知速度随时间均匀变化，则其图线的斜率不变，图线与横轴平行，可知甲、乙、丙符合题意。而丁图中加速度a随时间t均匀变化，不符合题意。故选A。 3.答案：D 解析：根据速度时间关系公式，有，得，D正确。 4.答案：BC 解析：因加速度和初速度均为负值，方向相同，且加速度恒定，可知物体在沿负方向做匀加速运动，物体的位移沿负方向增加，故A错误，B、C正确；时，物体的速度为，D错误。 5.答案：D 解析：速度—时间公式，对比，可得，故火箭做匀加速直线运动，故ABC错误；根据，可得在3 s末火箭的瞬时速度为，故D正确。 6.答案：D 解析：根据匀变速直线运动的速度公式，对比，可知初速度为，方向竖直向下，加速度为，负号表示加速度方向竖直向上，加速度方向与初速度方向相反，返回舱做匀减速直线运动，位移不断增加，故A、B、C错误；由于加速度恒定，由可知，相同时间内返回舱的速度变化量不变，故D正确。 7.答案：B 解析：汽车的刹车时间，汽车刹车后第4 s末已经停下，速度为0；根据匀变速直线运动的速度公式，可得汽车第3 s末的速度为，故选B。 8.答案：C 解析：将物体的运动分为两个阶段，一个是匀加速直线运动，一个是匀减速直线运动，根据运动学规律列式求解。物体在前4 s内做加速度为，初速度为零的匀加速直线运动，4 s末的速度为，之后物体做初速度为，加速度为的匀减速直线运动，7 s末的瞬时速度为，选项C正确。 9.答案：BCD 解析：由题图知，第2 s内和第3 s内的速度均为正值，速度均沿正方向，方向相同，A错误；由于图像中图线的斜率表示加速度，第2 s内加速度为正，第3 s内加速度为负，则加速度方向相反，B正确；第3 s内速度沿正方向，加速度沿负方向，两者方向相反，C正确；在2~4 s内图线的斜率不变，物体的加速度不变，则物体做匀变速直线运动，D正确。 10.答案：（1）0 （2）10 s 解析：（1）已知 设战斗机着陆后经时间t减速到零，有 解得 故20 s后战斗机速度为0。 （2）设2 s末战斗机的速度为，有 解得 设打开减速伞后减速到0的时间为，有 解得 则共经历 11.答案：（1） （2） 解析：（1）由图可知 其中，， 解得 （2）甲物体的加速度大小 解得 乙物体的加速度大小 其中，解得 ，解得 学科网（北京）股份有限公司 $