2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 课件-2026-2027学年高一上学期人教版物理必修第一册

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、v-t图像及公式v=v₀+at等核心知识点。通过C919起飞、电动平衡车运动等情境导入，衔接匀速运动知识，搭建从基础到进阶的学习支架。 其亮点是融合科学思维与科学探究，以情境探究（如C919滑行时间计算）引导科学推理，典例研习（刹车问题）强化模型建构。采用正误辨析和表格归纳v-t图像信息，助力学生掌握知识，教师可高效开展教学。

2　匀变速直线运动的速度与 时间的关系 [定位·学习目标]　 1.通过对匀变速直线运动的学习,理解匀变速直线运动的特点,形成物理观念。2.通过对匀变速直线运动的速度公式的学习,掌握应用速度公式分析、解决实际问题的能力。 探究·必备知识 知识点一　匀变速直线运动 「探究新知」 1.定义:沿着一条 ,且 不变的运动。 2.v-t图像特点:v-t图像是一条 的直线。 3.分类 (1)匀加速直线运动:速度随时间 。 (2)匀减速直线运动:速度随时间 。 直线 加速度 倾斜 均匀增加 均匀减小 正误辨析 (1)加速度不变的运动就是匀变速直线运动。(　 　) (2)匀变速直线运动的加速度不变。(　 　) (3)匀变速直线运动一定是速度均匀增大的运动。(　 　) (4)匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。(　 　) × √ × √ 知识点二　速度与时间的关系 「探究新知」 1.速度与时间的关系式:v= 。 2.理解:加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量,所以at就是t时间内速度的 ,再加上 时物体的速度v0,就得到t时刻物体的速度v。 v0+at 变化量 运动开始 (1)公式v=v0+at适用于任何做直线运动的物体。(　 　) (2)公式v=v0+at既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动。 (　 　) (3)在匀变速直线运动中,由公式v=v0+at可知,经过相同时间t,v0越大,则v越大。 (　 　) (4)加速度不变且为负值的直线运动一定是匀减速直线运动。(　 　) 正误辨析 × √ × × 突破·关键能力 要点一　对速度公式的理解和应用 「情境探究」 如图,2023年5月28日12点31分,东方航空MU9191航班平稳降落在北京首都国际机场。执行这一航班的是全球首架交付的国产大飞机C919——我国首次按照通行通航标准自行研制具有自主知识产权的喷气式干线客机, C919圆满完成首个商业航班飞标,标志着该机型正式进入民航市场,开启市场化运营、产业化发展的新征程。 探究:(1)如果将C919大型客机在地面上滑行起飞的过程看作是匀加速直线运动,其运动的速度与时间有什么关系? 【答案】 (1)速度与时间的关系为v=v0+at。 (2)若C919大型客机的起飞速度为306 km/h,滑行过程中的加速度为2.5 m/s2,其在跑道上滑行的时间与哪些物理量有关?怎样计算该时间? 1.对公式v=v0+at的理解 (1)各量的物理意义:v0是开始时刻的速度,称为初速度;v是经时间t后的速度,称为末速度;at是在时间t内的速度变化量,即Δv=at。 (2)适用条件:匀变速直线运动。 「要点归纳」 2.公式v=v0+at的应用 公式v=v0+at中的v、v0、a均为矢量,应用公式解题时,应先选取正方向,一般以v0的方向为正方向。 ①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。 ②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。 [例1] (速度公式的应用)电动平衡车(如图)是一种新型交通工具,它通过内置的一对陀螺仪来实现平衡,而它的速度则是由倾斜程度来控制的,想要加速则向前倾,减速和后退则向后倾。某人骑着一款电动平衡车从静止开始,以大小为1.2 m/s2的加速度沿直线匀加速运动了6 s,又以大小为0.8 m/s2的加速度沿直线匀减速运动了4 s,然后做匀速直线运动。则电动平衡车做匀速直线运动的速度是多大? 「典例研习」 【答案】 4 m/s 【解析】 电动平衡车匀加速运动6 s,有v1=v0+a1t1, 解得v1=7.2 m/s; 电动平衡车匀减速运动4 s,有v2=v1-a2t2, 解得v2=4 m/s, 即电动平衡车做匀速直线运动的速度v3=v2=4 m/s。 [例2] (刹车类问题)一辆汽车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶。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直线运动的加速度大小为5 m/s2。求: (1)刹车后2 s汽车的速度大小; 【答案】 (1)10 m/s 【解析】 (1)选取汽车运动的方向为正方向,汽车的初速度为v0=72 km/h= 20 m/s, 汽车刹车时的加速度a=-5 m/s2, 刹车后2 s汽车的速度大小为v1=v0+at1=20 m/s-5 m/s2×2 s=10 m/s。 (2)刹车后5 s汽车的速度大小。 【答案】 (2)0 ·规律方法· 应用速度公式v=v0+at的解题思路 (1)规定一个方向为正方向,一般以初速度方向为正方向。 (2)根据规定的正方向确定已知量的正负。 (3)利用公式v=v0+at或其变形式求未知量。 (4)根据计算结果说明所求量,矢量要说明方向。 (5)求解过程注意联系实际,如刹车类问题要注意刹车过程中汽车减速到零所用的时间。 要点二　对v-t图像的理解和应用 「情境探究」 甲、乙、丙、丁四个物体运动的v-t图像分别如图所示。 探究:(1)四个物体分别做什么运动? 【答案】 (1)甲物体做匀速直线运动;乙物体做初速度不为0的匀加速直线运动;丙物体做匀减速直线运动直至速度变为0;丁物体做由静止开始的加速度逐渐变大的变加速直线运动。 (2)在乙、丙、丁图中,加速度不变的物体是哪个?在乙和丁图中,物体的运动有什么不同? 【答案】 (2)乙、丙物体的v-t图线斜率不变,加速度不变,速度随时间均匀变化;丁物体的v-t图线斜率变大,加速度变大,速度增加得越来越快。 「要点归纳」 1.匀速直线运动的v-t图像 如图甲所示,由于匀速直线运动的速度不随时间改变,因而v-t图像是一条平行于时间轴的直线。从图像中可以直接读出速度的大小和方向。 2.匀变速直线运动的v-t图像 如图乙所示,匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。 (1)直线a反映了速度随着时间均匀增加,对应初速度不为0的匀加速直线运动。 (2)直线b反映了速度随着时间均匀减小,对应初速度不为0的匀减速直线运动。 (3)直线c反映了速度随着时间先均匀减小,后均匀增大,由于加速度不变,整个运动过程也是匀变速直线运动,t1时刻前后运动方向发生改变。 (4)直线d反映了速度随着时间均匀减小,对应与正方向相反的方向上的匀减速直线运动。 3.对v-t图像的理解 通过v-t图像,可以明确以下信息: 图线某 点的坐标 纵坐标 表示瞬时速度,正负值表示 速度方向与正方向相同或相反 横坐标 表示某速度对应的时刻 图线的 斜率 正负号 表示加速度的方向 绝对值 表示加速度的大小 图线与坐标 轴的交点 纵截距 表示初速度 横截距 表示开始运动、速度为零或方向改变的时刻 图线的拐点 表示运动性质、加速度改变的时刻 两图线的交点 表示此刻速度相等 [例3] (多选)(2025·甘肃武威开学考试)某运动物体的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是(　　 ) [A] 物体在0～2 s内的加速度是2.5 m/s2,2～4 s内加速度为零,4～6 s内加速度是-10 m/s2 [B] 物体在0～5 s内始终向同一方向运动 [C] 物体在前2 s的平均速度为8 m/s [D] 物体以某初速度开始运动,在0～2 s内加速运动,2～4 s内匀速运动,4～6 s内减速运动 「典例研习」 AB ·规律方法· 应用v-t图像时的注意事项 (1)加速度是否变化看有无折点:在折点位置,图线的倾斜程度改变,表示此时刻物体的加速度改变。若v-t图像为曲线,可认为曲线上处处是折点,加速度时刻在改变。 (2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点:在与时间轴的交点位置前后,纵坐标的符号改变,表示物体的速度方向改变。 提升·核心素养 多运动过程的策略提炼 「核心归纳」 解答匀变速直线运动的多过程问题,可先画出运动过程草图,在草图上标上已知量,注意不同阶段的运动特点,找出转折点的速度,这是联系前后阶段的“桥梁”,再确定各阶段的速度、加速度及时间关系,最后选择公式计算。 「典例研习」 [例题] 一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动,直到停止。下表给出了不同时刻汽车的速度,求: 时刻/s 1.0 2.0 3.0 5.0 7.0 9.5 10.5 速度/(m·s-1) 3 6 9 12 12 9 3 (1)汽车做加速运动时的加速度大小和减速运动时的加速度大小; 【答案】 (1)3 m/s2　6 m/s2 【解析】 (1)3.0 s前汽车一定做匀加速运动,9.5 s后一定做匀减速运动, 则1.0 s时速度v1=3 m/s,3.0 s时速度v2=9 m/s, 根据v2=v1+a1t1得加速运动的加速度a1=3 m/s2,方向与运动方向相同; 9.5 s时的速度v3=9 m/s,10.5 s时的速度v4=3 m/s,根据v4=v3+a2t2得减速运动的加速度a2=-6 m/s2,即大小为6 m/s2,方向与运动方向相反。 (2)汽车从开出到停止共经历的时间; 【答案】 (2)11 s 【解析】 (2)对9.5 s后分析,需再经t3停下,对9.5 s后,根据0=v3+a2t3得t3=1.5 s, 汽车从开出到停止共经历的时间t总=9.5 s+t3=11 s。 (3)汽车做匀速运动的时间。 【答案】 (3)5 s 检测·学习效果 1.对匀变速直线运动的理解,下列说法正确的是(　　) [A] 匀变速直线运动是速度越来越大的运动 [B] 匀变速直线运动是在任意相等的时间内速度变化相等的运动 [C] 匀变速直线运动是速度保持不变的运动 [D] 匀变速直线运动是速度方向保持不变的运动 B 【解析】 匀变速直线运动的加速度不变,速度均匀变化,速度方向可能改变,根据Δv=a·Δt知,在任意相等时间内速度变化量相等,匀加速直线运动速度越来越大,匀减速直线运动速度越来越小,故A、C、D错误,B正确。 2.质点做匀加速直线运动,初速度为v0=2 m/s,加速度a=0.1 m/s2,则下列说法正确的是(　　) [A] 质点的加速度均匀增大 [B] 质点的速度随时间均匀增大 [C] 质点第4 s末的速度为1.6 m/s [D] 每经过1 s时间,物体速度就增大0.2 m/s B 【解析】 加速度a=0.1 m/s2,所以质点的加速度不变,故A错误;质点做匀加速直线运动,速度随时间均匀增大,故B正确;根据匀变速直线运动的速度—时间公式,质点第4 s末的速度为v=v0+at=2 m/s+0.1 m/s2×4 s=2.4 m/s,故C错误;加速度为0.1 m/s2,每经过1 s时间,物体速度就增大0.1 m/s,故D错误。 3.(教材改编)如图所示,是一个物体运动的v-t图像,则在t1～t4时间内,下列说法正确的是(　　) [A] 物体运动的速度先增大后减小 [B] 物体运动的加速度减小 [C] 物体做匀变速直线运动 [D] 在相等时间间隔内,速度的变化量Δv′和Δv总是相等 B 4.物体甲、乙在同一直线上做匀变速直线运动,它们的v-t图像如图所示,则(　　) [A] 物体甲、乙的运动方向一定相反 [B] 物体甲、乙在0～2 s内的位移相同 [C] 物体甲、乙在t=4 s时相遇 [D] 物体甲的加速度比物体乙的加速度小 D 【解析】 由题图可知两物体的速度始终都为正值,所以两物体均沿正方向运动,故物体甲、乙运动方向一定相同,故A错误;0～2 s内物体乙的速度一直大于物体甲的速度,可知0～2 s内乙的位移大于甲的位移,故B错误;4 s时两物体的图像相交,说明此时两物体的速度相同,由于不知道开始时位置的关系,所以二者不一定相遇,故C错误;由v-t图像斜率的绝对值表示加速度大小,则有甲的斜率小于乙的斜率的绝对值,说明甲的加速度比乙要小,故D正确。 5.(2025·安徽淮南阶段练习)如图甲所示,t=0时,质量为0.5 kg的物体从倾角α=37°的斜面上A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。运动过程中速度的大小随时间的变化如图乙所示,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。 (1)求物体在斜面上的加速度a1和在水平面上的加速度a2。 【答案】 (1)4 m/s2,方向沿斜面向下　2 m/s2,方向水平向左 (2)物体从开始下滑,经过多长时间恰好停在C点? 【答案】 (2)10 s 【解析】 (2)物体在6 s时的速度为8 m/s,由速度公式可得0=v6+a2t, 解得t=4 s, 则经过时间tC=t+6 s=10 s, 物体恰好停在C点。 (3)物体到达斜面底端B时的速度大小是多少? 感谢观看 【答案】 (2)与加速度、起飞速度有关。可由v=v0+at得t=,而v0=0, v=306 km/h=85 m/s,则t==34 s。 【解析】 (2)汽车刹车后停下来所用时间为t2===4 s<5 s, 即刹车后4 s汽车已经停下, 故刹车后5 s汽车速度为0。 【解析】 v-t图像的斜率表示加速度,得物体在0～2 s内的加速度a1== =2.5 m/s2,2～4 s内的加速度为零,4～6 s内的加速度a2=()′= =-10 m/s2,故A正确;物体在0～5 s内速度始终为正值,所以始终向同一方向运动,故B正确;物体在前2 s的平均速度==7.5 m/s,故C错误;物体以某初速度开始运动,在0～2 s内加速运动,2～4 s内匀速运动, 4～6 s内先沿正方向减速运动后沿负方向加速运动,故D错误。 【解析】 (3)汽车先匀加速,后匀速,再匀减速,总时间为11 s,由表格可知,匀速时速度为12 m/s,同时也为匀加速的末速度和匀减速的初速度。 所以匀加速过程的时间t4===4 s, 匀减速过程的时间t5===2 s, 汽车做匀速运动的时间t6=t总-t4-t5=11 s-4 s-2 s=5 s。 【解析】 根据题图可知,速度随时间逐渐增大,故物体的速度增大,故A错误;从图像看出,在相同的Δt内,速度变化量从Δv变为Δv′,速度变化量逐渐变小,根据加速度的定义a=可知,加速度减小,物体做加速度减小的变加速直线运动,故B正确,C、D错误。 【解析】 (1)速度—时间图像的斜率表示加速度,由图像可得物体在斜面上的加速度为a1===4 m/s2,方向沿斜面向下; 在水平面上的加速度为a2===-2 m/s2, 负号表示方向水平向左。 【答案】 (3) m/s 【解析】 (3)物体在6 s时的速度为8 m/s,设物体经过B点的速度为v, 则t′=+, 解得v= m/s。 $