2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系（教学设计）物理人教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦匀变速直线运动的速度与时间关系，核心知识点包括匀变速直线运动的定义、v-t图像物理意义及速度公式v=v₀+at。课堂导入通过高铁v-t图像和上节课小车实验数据，引导学生观察图像特点，联系已有v-t图像知识，搭建从实验现象到理论规律的学习支架。 该资料突出科学思维与科学探究融合，通过小车v-t图像自主归纳速度变化规律推导公式，培养图像分析和数理结合能力。例2刹车问题强调矢量性及临界时间判断，落实科学态度。分层练习覆盖基础与易错点，助力学生掌握公式应用，为教师提供清晰教学路径。

第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系（教学设计） 年级 高一年级 学科 物理 教师 课题 第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系 教学 目标 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。 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。 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。 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 1. 理解匀变速直线运动的定义与核心特点，区分匀加速、匀减速直线运动（重点）。 2. 掌握匀变速直线运动速度公式v=v0+at的推导、物理意义及适用条件，能规范代入计算（重点）。 3. 理解速度公式的矢量性，学会选取正方向判断速度、加速度的正负并分析运动状态（难点）。 4. 灵活运用公式处理刹车类实际问题，准确判断运动时间，避免公式误用（难点）。 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 思考与讨论： （1）如图所示，如果这是高铁列车的v-t图像，观察图像，说明高铁列车的速度、加速度和运动形式分别是怎样的？ （2）上节课，我们通过实验探究绘出小车的v－t图象 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？ 学生思考v-t图像能够描述哪些物理量特征 学生思考v-t图像能够描述哪些物理量特征 新课讲授 一、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。 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。 （2）匀减速直线运动：速度随时间均匀减小的直线运动。 【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 【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，故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。 学生明确匀变速直线运动的定义、特点等内容 学生随堂练习 新课讲授 二、速度与时间的关系 思考与讨论：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？ 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。 (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。 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)。 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？ 【例2】有一辆电动车以的速度在邯郸人民路匀速直线行驶，快到目的地时（此刻为零时刻），电动车开始做匀减速直线运动，经过，电动车的速度大小，求： （1）电动车的加速度a； （2）在时，电动车速度的大小； （3）在时，电动车速度的大小。 【答案】（1），方向与初速度方向相反；（2）；（3）。 【详解】电动车的速度分别为 (1)根据速度时间公式解得加速度为，方向与初速度方向相反； (2)由速度时间公式，可得电动车速度为 (3)电动车速度减为零，所需的时间为因为电动车经停下，所以在时，电动车的速度大小 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？ 【例3】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 【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。 学生思考速度时间的定量关系 学生识记匀变速直线运动速度时间公式 学生对公式中物理量做进一步的认识 学生随堂练习 学生对非匀变速直线运动v-t图像做一认识 学生随堂练习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．关于匀变速直线运动，下列说法正确的是（     ） A．匀变速直线运动就是速度均匀增大的直线运动 B．匀变速直线运动的加速度大小恒定，方向可以变化 C．相等时间内速度变化量相等的直线运动一定是匀变速直线运动 D．匀变速直线运动的v-t图像为曲线 【答案】C 【详解】A．匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动，不一定加速，故A错误； B．匀变速直线运动的加速度恒定，大小和方向都不变，故B错误； C．相等时间内速度变化量相等，可知加速度不变，是匀变速直线运动，故C正确； D．匀变速直线运动加速度恒定，v-t图像的斜率表示加速度，可知v-t图像的斜率不变，是直线，故D错误。 故选C。 2．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，其速度是均匀变化的 B．匀变速直线运动，其加速度是均匀变化的 C．加速度越来越大的是匀加速直线运动 D．加速度越来越小的是匀减速直线运动 【答案】A 【详解】匀变速直线运动，是加速度不变的直线运动，其速度随时间均匀变化，加速度变大或变小的运动不是匀变速运动。 故选A。 3．高铁已成为我国一张亮丽的名片，让世界见证了中国速度。一列高铁由静止启动，经过100s速度达到，将此过程视为匀加速直线运动，其加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】高铁由静止启动，此过程为初速度为0的匀加速直线运动。已知初速度，末速度，运动时间，根据匀变速直线运动速度与时间的关系，得 整理得加速度 故选D。 4．某新能源汽车在辅助驾驶系统测试时，感应到前方有障碍物立刻制动，速度均匀减小。若汽车的速度在3s内由24m/s减至0，则制动过程中汽车的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】汽车的速度在3s内由24m/s减至0，根据 可得制动过程中汽车的加速度大小为 故选A。 5．汽车在水平地面上因故刹车，可以看作是匀减速直线运动，其速度与时间的关系是：，则刹车过程汽车的初速度和加速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据匀变速直线运动规律 结合给定关系 可得， 故选B。 6．中国新能源汽车发展势头强劲。某新能源汽车在辅助驾驶系统测试时，当汽车感应到前方有障碍物时立刻制动，做匀减速直线运动，若汽车制动后3s内速度由15m/s减至0，则该过程汽车的加速度大小为（    ） A．20m/s2 B．15m/s2 C．10m/s2 D．5m/s2 【答案】D 【详解】汽车做匀减速直线运动，初速度，末速度，，根据匀变速直线运动的速度与时间的关系式 解得 则该过程汽车的加速度大小为。 故选D。 7．某无人机在水平方向沿直线飞行，由传感器记录的数据得到无人机的速度随时间的关系式为，式中v和t的单位分别为m/s、s，则下列说法正确的是（    ） A．无人机在前6s内做匀加速直线运动 B．无人机的加速度方向与初速度方向相同 C．无人机第2s末的速度比第4s初的速度大 D．无人机第2s末的速度比第10s末的速度小 【答案】C 【详解】已知速度公式，对比匀变速直线运动公式，得初速度v0=-18m/s，加速度a=3m/s2。 A．无人机6s末速度减为零，则前6秒内做匀减速运动，故A错误。 B．无人机前6秒内的初速度为负，加速度为正，方向相反。故B错误。 C．无人机第2秒末速度v2=(-18+3×2)m/s=-12m/s 第4秒初即第3秒末速度v3=(-18+3×3)m/s=-9m/s。负号代表方向，则无人机第2s末的速度比第4s初的速度大。故C正确。 D．无人机第10秒末速度v10=(-18+3×10)m/s=12m/s。 可知无人机第2s末的速度与第10s末的速度大小相等，故D错误。 故选C。 8．龙江大桥是云南省首座特大跨径钢箱梁悬索桥，也是亚洲山区最大跨径的钢箱梁悬索桥，桥长约为。因大桥限速，一辆以匀速行驶的汽车，在上桥前以的加速度做匀减速直线运动，上桥时速度减至，此后匀速通过大桥。汽车从开始减速到通过大桥的时间约为（    ） A．83 s B．87 s C．124 s D．128 s 【答案】D 【详解】初速度，上桥时速度，运动过程分为匀减速和匀速两个阶段。根据匀变速直线运动速度公式 解得减速时间 匀速过桥阶段，由匀速运动公式得时间 总时间 故选D。 9．某无人机在水平方向沿直线飞行，由传感器记录的数据得到无人机的速度随时间的关系式为，式中v和t的单位分别为m/s、s，则下列说法正确的是（　　） A．无人机在做加速运动 B．无人机的加速度方向与初速度方向相同 C．无人机第2s末的速度比第4s初的速度大 D．无人机第2s末的速度比第5s末的速度小 【答案】C 【详解】AB．根据速度时间关系 可得 ， 由于物体初速度方向和加速度方向相反，则物体做匀减速直线运动，故AB错误； C．无人机第2s末的速度大小为 第4s初的速度大小为 即无人机第2s末的速度比第4s初的速度大，故C正确； D．第5s末的速度大小为 即无人机第2s末的速度比第5s末的速度大，故D错误。 故选C。 10．电动汽车发展前景广阔，并越来越多地走进了人们的生活。某辆电动汽车在一次刹车测试中，初速度的大小为20m/s，经过2s汽车速度的变为8m/s，则经过4s汽车速度的大小变为（　　） A．0m/s B．12m/s C．-4m/s D．-8m/s 【答案】A 【详解】根据加速度的计算公式有 汽车速度变为0的时间为 <4s 则经过4s汽车速度的大小变为0m/s。 故选A。 11．2021年9月17日30分许，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。返回舱在距离地面十公里左右的高处，开始经过多次的减速，当返回舱距地面高约时，四台反推发动机会同时点火，以极强的推力帮助返回舱进一步减速至，实现软着陆。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的规律变化，由此可知，在软着陆的这个过程中（　　）    A．返回舱做变加速直线运动 B．返回舱的初速度为 C．返回舱的加速度在不断减小 D．相同时间内，返回舱速度变化量不变 【答案】D 【详解】根据对比可知初速度为 方向向下，加速度为方向向上；则返回舱做匀减速直线运动，初速度为8m/s，位移不断增加，因加速度恒定，则相同时间内，返回舱速度变化量不变。 故选D。 12．一个做匀变速直线运动的质点的v-­t图像如图所示，由图线可知其速度—时间关系式为   （     ） A．v＝－2+ t B．v＝2－t C．v＝2＋2t D．v＝－2＋2t 【答案】A 【详解】由图可知，在时，质点的初速度；图像的斜率表示加速度，其大小为根据匀变速直线运动的速度与时间关系可得 故选A。 13．物体的速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（     ） A．物体经运动到最远 B．物体在 内保持静止 C．物体在加速和减速阶段的位移之比为： D．物体在加速和减速阶段的加速度大小之比为： 【答案】D 【详解】A。物体在25s内速度一直为正，可知经运动到最远，A错误； B．物体在 内保持匀速直线运动，B错误； C．图像与坐标轴围成的面积等于位移，可知物体在加速和减速阶段的位移之比为，C错误； D．由图像的斜率等于加速度可知，物体在加速和减速阶段的加速度大小之比为，D正确。 故选D。 14．物体沿一条东西方向的水平线做直线运动，其速度-时间图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．在8s末，速度为6m/s B．0~2s内，加速度大小为6m/s² C．6~7s内，物体做加速运动 D．6s末加速度方向发生变化 【答案】C 【详解】A．由图像可知，在8s末，速度为-6m/s，A错误；     B．图像的斜率等于加速度可知，0~2s内，加速度大小为，B错误； C．由图像可知6~7s内，物体沿负方向做加速运动，C正确； D．由图像可知4~7s内图像的斜率的符号不变，则加速度不变，即6s末加速度方向不发生变化，D错误。 故选C。 15．如图所示是某物体做直线运动的速度—时间图像，下列说法正确的是（　　） A．0~2s物体的加速度大小为3m/s2 B．4~5s与5~6s的加速度方向相反 C．t=4s时物体开始向反方向运动 D．5~6s物体做减速运动 【答案】A 【详解】A．图像斜率表示加速度，由图可知，0~2s物体的加速度大小为，故A正确； B．图像可知4~5s与5~6s的加速度方向相同，故B错误； C．4~5s物体的速度为正，则物体向正方向运动，故C错误； D．由图可知，5~6s内速度方向与加速度方向相同，物体做加速运动，故D错误。 故选A。 板 书 设 计 第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系 1、 匀变速直线运动 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 4.匀变速直线运动分类 （1）匀加速直线运动 （2）匀减速直线运动 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。 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)。 课 堂 小 结 作 业 布 置 1. 完成教材课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步作业 教 学 反 思 本节课学生基本掌握了匀变速直线运动的概念与速度公式，能够识别v-t图像的运动规律，完成了基础教学任务。教学中发现，学生普遍欠缺矢量思维，对速度、加速度的正负含义理解模糊，容易混淆加速与减速运动的条件。同时多数学生解题习惯于机械套公式，忽略刹车类问题的运动临界情况，容易出现解题错误。后续教学需强化矢量方向判断的专项训练，结合实例梳理易错题型，引导学生理解公式本质，提升灵活解题的能力。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $