鲁科版（2019）高中物理 必修第一册 2.1 速度变化规律 课件（40张PPT）

(共40张PPT)
速度变化规律
一、匀变速直线运动的特点：
1.匀变速直线运动：
物体_______保持不变的直线运动。
加速度
2.特点：
（1）轨迹是直线。
（2）加速度的_____和_____都不改变。
大小
方向
3.分类：
（1）匀加速直线运动：加速度和速度_____的匀变速直
线运动，其运动的速度_____增加。
（2）匀减速直线运动：加速度和速度_____的匀变速直
线运动，其运动的速度_____减小。
同向
均匀
反向
均匀
二、匀变速直线运动的速度—时间关系
1.速度公式：
（1）一般式：vt=_____。
（2）特殊式：v0=0时，vt=___。
（3）物理意义：描述了做匀变速直线运动的物体_____
_______的变化规律。
v0+at
at
速度
随时间
2.图像描述：
如图所示。
（1）v-t图像：
①特点：匀变速直线运动的v-t图像是一条_________。
倾斜直线
②图像提供的信息：
a.直观反映物体运动速度随_____变化的规律。
b.可以求出某时刻物体运动___________或物体达到
某速度所需要的_____。
c.可以利用图线的斜率求出物体的_______。
时间
速度的大小
时间
加速度
（2）a-t图像：
①画法：以时间为横坐标，_______为纵坐标可以得到
加速度随时间变化的图像。
②特点：做匀变速直线运动的物体，其a-t图像为_____
______的直线。
加速度
平行
于t轴
3.关于匀变速直线运动v-t图像的解释正确的有_____。
①③
①图像甲为初速度为零的匀加速直线运动，斜率为正。
②图像乙为初速度为v0的匀加速直线运动，斜率为负。
③图像丙为初速度为v0的匀减速直线运动，斜率为负。
一、对速度公式vt=v0+at的认识
1.公式的矢量性：
（1）公式中的v0、vt、a均为矢量，应用公式解题时，首先要规定正方向，一般取v0的方向为正方向，a、vt与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值。计算时将各量的数值和正负号一并代入计算。
（2）a与v0同向时物体做匀加速直线运动，a与v0方向相反时，物体做匀减速直线运动。
2.公式的特殊形式：
（1）当a=0时，vt=v0（匀速直线运动）。
（2）当v0=0时，vt=at（由静止开始的匀加速直线运动）。
3.速度公式vt=v0+at与加速度定义式a=
的比较：
速度公式vt=v0+at虽然是加速度定义式a=
的变
形，但两式的适用条件是不同的：
（1）vt=v0+at仅适用于匀变速直线运动。
（2）a=
可适用于任意的运动，包括直线运动和
曲线运动。
【思考·讨论】
情境：如图所示，一汽车在平直的公路上做匀变速直线运动，运动开始时刻（t=0）的速度为v0（也称初速度），加速度为a。
讨论：（1）怎样求t时刻物体的瞬时速度vt。（模型建构）
提示：由加速度的定义式a=
整理得：vt=v0+at。
（2）由vt=v0+at可知，物体的初速度越大，加速度越大，末速度越大，这种说法对吗？
（科学思维）
提示：不对。物体的初速度和加速度越大，如果加速度方向与初速度方向相反，速度在减小，末速度变小。
【典例示范】
在平直公路上，一辆汽车以108km/h的速度行驶，司机发现前方有危险立即刹车①，刹车时加速度大小为
6m/s2，求：
（1）刹车后3s②末汽车的速度大小。
（2）刹车后6s②末汽车的速度大小。
【审题关键】
序号
信息提取
①
匀减速直线运动
②
首先要判断刹车时间
【解析】v0=108km/h=30m/s，规定v0的方向为正方向，则
a=-6m/s2，汽车刹车所用的总时间t0=
=5s。
（1）t1=3s时的速度v1=v0+at=30m/s-6×3m/s=12m/s。
（2）由于t0=5s答案：（1）12m/s　（2）0
【规律方法】应用vt=v0+at的一般思路
（1）选取一个过程为研究过程，以初速度方向为正方向。判断各量的正负，利用vt=v0+at由已知量求未知量。
（2）对汽车刹车类问题，一定要注意刹车时间，不要认为在给定的时间内汽车一定做匀减速运动，可能早已停止。
【母题追问】
1.（多选）在【典例示范】中若汽车在平直的高速公路上行驶。已知在某段时间内这辆汽车的加速度方向与速度方向相同，则在这段时间内，该汽车（　　）（物理观念）
A.一定做加速直线运动
B.不一定做匀加速直线运动
C.可能做匀变速直线运动
D.一定做匀变速直线运动
【解析】选A、B、C。汽车的加速度方向与速度方向相同，所以汽车一定做加速直线运动，A正确；因为不能判断加速度大小是否恒定，所以不能确定汽车是否做匀变速直线运动，故D错误，B、C正确。
2.在【典例示范】中若汽车匀加速行驶，经过路旁两根电线杆共用5s时间，汽车的加速度为2m/s2，它经过第2根电线杆时的速度为15m/s，则汽车经过第1根电线杆的速度为（
）（科学思维）
A.2m/s　　　　
B.10m/s
C.2.5m/s
D.5m/s
【解析】选D。由题意知vt=15m/s，a=2m/s2，t=5s，根据vt=v0+at得，v0=vt-at=15m/s-2×5m/s=5m/s，则D正确，A、B、C错误。
【补偿训练】
火车沿平直铁轨匀加速前进，通过某一路标时的速度为10.8km/h，1min后变成了54km/h，又需经多长时间，火车的速度才能达到64.8km/h？
【解析】三个不同时刻的速度分别为：
v1=10.8km/h=3m/s；v2=54km/h=15m/s；v3=64.8km/h=18m/s
时间t1=1min=60s。
所以加速度a=
m/s2=0.2m/s2
则时间t2=
=15s。
答案：15s
二、匀变速直线运动的v-t图像的应用
1.利用v-t图像分析加速度：
（1）v-t图像的斜率表示加速度大小。
①定量分析：如图所示的v-t图像中，图线的倾斜程度
（斜率）k=
=a，表示物体的加速度。
②定性分析：斜率越大，加速度越大，斜率越小，加速度越小；斜率为零，加速度为零，即速度保持不变。
（2）斜率的正负表示加速度的方向。
①斜率为正，表示加速度的方向与正方向相同；
②斜率为负，表示加速度的方向与正方向相反。
2.从速度—时间（v-t）图像可以得到的信息：
（1）物体运动的初速度，即图像中的纵轴截距。
（2）根据a=
计算出加速度的大小。
（3）物体是加速运动，还是减速运动。
（4）物体在某一时刻的速度或物体达到某一速度所需要
的时间。
【思考·讨论】
情境：如图所示，v-t图像能形象直观地描述物体的运动，是物理学中的重点部分之一。
讨论：（1）速度—时间图像描述了什么问题？怎样画速度—时间图像？（物理观念）
提示：速度—时间图像是描述速度随时间变化关系的图像，它以时间轴为横轴，以速度为纵轴，在坐标系中将不同时刻的速度以坐标的形式描点，然后连线，就画出了速度—时间图像。
（2）图中两条直线a、b分别是两个物体运动的速度—时间图像。哪个物体运动的加速度比较大？（科学思维）
提示：a直线的倾斜程度更厉害，也就是更陡些，而b相对较平缓，所以a的速度变化快，即a的加速度大，b的速度变化慢，加速度小。直线的倾斜程度叫斜率，因而图像的斜率在数值上等于加速度。
【典例示范】
（2019·潍坊高一检测）一物体做匀变速直线运动的v-t图像如图所示。
（1）分析物体的运动情况，求出加速度。
（2）求从计时开始，速度大小变为10m/s，所需时间t。
【解题探究】
（1）由图像求得加速度a，再由速度公式vt=_____求时
间t。
（2）隐含条件：速度大小为10m/s，其方向可沿正方
向也可沿_______。
v0+at
负方向
【解析】（1）由v-t图像知，0～9s内，速度由v0=18m/s变为vt=0，故加速度a=
=-2m/s2；v-t图线是一条倾斜的直线，表明物体在运动过程中加速度不变。故物体做初速度为18m/s、加速度为-2m/s2的匀变速直线运动。
（2）末速度大小为10m/s，其方向可能与v0相同，也可
能相反。
当v=10m/s时，由v=v0+at
得t=
=4s；
当v′=-10m/s时，
t′=
=14s。
答案：（1）见解析　（2）4s或14s
【规律方法】由v-t图像可以直观判定的物理量
（1）速度变化：远离t轴为加速，靠近t轴为减速。
（2）加速度正负：图线斜向上为正，斜向下为负。
（3）加速度大小：
①图线为直线的，加速度恒定不变。
②图线为曲线的，斜率变大的加速度变大，斜率变小的加速度变小。
【素养训练】
1.某物体沿直线运动，其v-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A.第1s内和第2s内物体的速度方向相反
B.第1s内和第2s内物体的加速度方向相反
C.第3s内物体的速度方向和加速度方向相反
D.第2s末物体的加速度为零
【解析】选B。第1s内、第2s内纵坐标为正，速度均为正向，A错误；根据斜率的正、负，第1s内加速度为正向，第2s内加速度为负向，B正确；第3s内速度为负向，加速度为负向，C错误；第2s末物体的加速度为-2m/s2，D错误。
2.（多选）（2019·泰安高一检测）如图为甲、乙两物体的速度随时间变化的图像，据图可知（　　）
A.甲一定比乙的加速度大
B.甲一定比乙的加速度小
C.甲可能比乙的加速度大
D.由于两图像不在同一坐标系内，又没有数据和单位，故无法比较甲、乙的加速度大小
【解析】选C、D。物体做匀变速直线运动，其v-t图线的倾斜程度反映加速度大小，但切忌用直线倾角的正切来求加速度，因为物理图像中，坐标轴的单位长度是可以表示不同的大小的，因而，不同人在用v-t图线来描述同一匀变速直线运动时，所得直线的倾角可能不同，故选项A、B错误，C、D正确。
【补偿训练】
如图所示是某质点的速度—时间图像，则下列说法正确的是（
）
A.在0～6s内，质点做匀变速直线运动
B.在6～10s内，质点处于静止状态
C.在4s末，质点运动方向反向
D.在t=12s末，质点的加速度为-1m/s2
【解析】选D。在0～6s内，质点运动的加速度有两个值，不是匀变速直线运动，A错误；在6～10s内，质点速度为4m/s，质点做匀速直线运动，B错误；在4s末，质点的速度为6m/s，运动方向不反向，C错误；在10～14s内，质点的加速度为-1m/s2，D正确。
【拓展例题】考查内容：v-t图像的综合判断
【典题示范】下列v-t图像中，表示物体做加速直线运动且加速度在逐渐减小的是（　　）
【解析】选B。在速度—时间图像中，斜率表示物体的加速度，则A做加速度逐渐增加的加速运动，B做加速度逐渐减小的加速运动，C做匀加速直线运动，D做匀减速直线运动，故B正确。
【课堂回眸】
谢
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