教科版高中物理必修1《匀变速直线运动速度与时间的关系》参考课件1（28张PPT）

(共28张PPT)
5.匀变速直线运动速度与时间的关系
1．加速度的定义式是a＝________.在国际单位制中，加速度的单位是________，符号是________．
【答案】　　米每二次方秒　m/s2或m·s－2
2．在变速直线运动中，如果是加速运动，则加速度的方向与速度的方向是________的；如果是________，则加速度的方向与速度的方向是相反的．
【答案】　相同　减速运动
一、速度与时间的关系
1．匀变速直线运动
(1)定义：在物理学中，速度随时间 变化即 恒定的运动称为匀变速直线运动．
(2)分类：
①匀加速直线运动是物体的速度随着时间 的直线运动．
②匀减速直线运动是物体的速度随着时间 的直线运动．
2．速度与时间的关系式
(1)速度公式vt＝ .
(2)对公式的理解：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 .
均匀
加速度
均匀增加
均匀减小
v0＋at
速度v0
变化量
二、直线运动的v－t图象
1．匀速直线运动的v－t图象是一条平行于 的直线，如图甲所示．
2．匀变速直线运动的v－t图象是一条 的直线，如图乙所示a表示匀加速直线运动 ，b表示匀减速直线运动．
　　　　　　甲　　　　　　　　　乙
3．v－t图线的倾斜程度，即图线斜率等于物体的 .
时间轴
倾斜
加速度
一个做直线运动的物体的v－t图象如右图所示，在t1时刻物体的加速度为零吗？
【提示】　由图象可以看出，物体做匀变速直线运动，其加速度在任意时刻都是不变的，在t1时刻的速度为零，但此时的速度是变化的，所以t1时刻的加速度不为零．
一、对速度与时间关系式的理解
1．公式vt＝v0＋at中各符号的含义
(1)v0、vt分别表示物体的初、末速度．
(2)a为物体的加速度，且a为恒量．
2．公式的矢量性
(1)公式中的v0、vt、a为矢量，应用公式解题时，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．
(2)a与v0同向时物体做匀加速运动，a与v0方向相反时，物体做匀减速直线运动．
3．公式的适用条件
公式vt＝v0＋at只适用于匀变速直线运动．
4．公式vt＝v0＋at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)．
(1)v＝v0＋at是匀变速直线运动速度公式的一般表示形式，只要知道初速度v0和加速度a，就可以计算出各个时刻的瞬时速度．
(2)对于做匀减速直线运动的物体，应注意物体速度减为零之后能否加速返回，若不能返回，应注意题中所给时间与物体所能运动的最长时间t＝ 的关系．
1.有两个做匀变速直线运动的质点，下列说法正确的是(　　)
A．经过相同的时间，速度大的质点加速度必定大
B．若初速度相同，速度变化大的质点加速度必定大
C．若加速度相同，初速度大的质点的末速度一定大
D．相同时间里，加速度大的质点速度变化必定大
【答案】　D
二、匀速直线运动的v－t图象和匀变速直线运动的v－t图象
1．匀速直线运动的速度—时间图象
做匀速直线运动物体的速度—时间图象是一条平行
于时间轴的直线，如右图所示，它反映出速度的值
不随时间改变的特点．根据图象不仅可以直观地看
出速度的大小及方向不变的特点，而且可以根据某
段时间内图线与时间轴所围成的矩形“面积”求出
位移．由于两坐标轴分别表示速度和时间，因此它们乘积的物理意义是
位移，而在图象中是以“面积”的形式表现出来的．
2．匀变速直线运动的速度—时间图象
(1)如果速度均匀增加或减小，说明加速度不变，v－t图象是一条倾斜的直线．如下图中甲图象的加速度a1＝2 m/s2，方向与初速度方向相同，物体做匀加速直线运动；乙图象的加速度a2＝－2 m/s2，负号表示其方向与初速度方向相反，物体做匀减速直线运动．
(2)从v－t图象中可以获取：
①某时刻的瞬时速度．
②某段时间内的速度变化量．
③加速度的大小．
④位移的大小．
3．非匀变速直线运动的v－t图象
如果速度不是均匀变化的，则物体的加速度在变化，v－t图象是一条曲线，曲线上某点的切线的斜率表示该时刻的瞬时加速度．如右图所示物体在做加速运动，但加速度在逐渐减小．
2.如下图是四个物体分别做直线运动的v－t图象，其中做匀变速直线运动的是(　　)
【解析】　
【答案】　BC
一质点从静止开始以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动，经5 s后做匀速直线运动，匀速直线运动的时间为4 s，最后2 s时间内质点做匀减速直线运动直到静止，则质点匀速直线运动时的速度是多大？匀减速直线运动时的加速度多大？
【解析】　质点的运动过程包括加速—匀速—减速三个阶段，画出运动过程的示意图如图所示，图中AB段为加速，BC段为匀速，CD段为减速，匀速运动的速度既为AB段的末速度，也为CD段的初速度．
(1)因为v、v0、a都是矢量，在直线运动中这些矢量只可能有两个方向，所以如果选定该直线的一个方向为正方向，则凡与规定正方向相同的矢量在公式中取正值，与规定正方向相反的矢量取负值．
(2)应用：该公式中有四个物理量，知道任意三个便能确定第四个，是常用的匀变速直线运动的基本公式．
(3)特别指出：当v0＝0(即从静止开始加速)时，公式变成为v＝at，瞬时速度和时间成正比．
1－1：物体做匀加速直线运动，到达A点时的速度为5 m/s，经3 s到达B点时的速度为14 m/s，再经过4 s到达C点，则它到达C点时的速度为多大？
【答案】　26 m/s
如右图所示，请回答：
(1)图线①②分别表示物体做什么运动？
(2)①物体3 s内速度的改变量是多少，方向与速度方向有什么关系？
(3)②物体5 s内速度的改变量是多少？方向与其速度方向有何关系？
(4)①②物体的运动加速度分别为多少？方向如何？
(5)两图象的交点A的意义．
物体各时刻的速度可以由图象直接读出，其加速度可以由图象中图线的斜率求得，注意图线与图线及图线与坐标轴的交点的含义．
2－1：甲、乙、丙三个物体的v－t图
象如右图所示，则下列说法正确的是(　　)
A．零时刻甲的位移最大
B．甲的加速度最大
C．开始计时后，甲、乙、丙皆做匀变速运动
D．开始计时后，乙先静止一段时间，然后做匀加速运动，并且乙做匀加速运动的加速度最大
【解析】　v－t图象中不能判断甲的起始位置，故A错；v－t图象的斜率表示加速度，故a乙>a丙>a甲，选项B错；开始计时后，甲、丙做匀变速运动，乙先静止一段时间，再做匀变速运动，故C错，D对．
【答案】　D
汽车在平直公路上以10 m/s的速度做匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，若获得的加速度大小为2 m/s2，则经过10 s时汽车的速度有多大？
【错因分析】　没有考虑汽车的实际运动情况，而盲目乱套公式．解答本题应先计算汽车还能运动多长时间，才能求10 s末的速度．
1．已知一运动物体的初速度v0＝5 m/s，加速度a＝－3 m/s2它表示(　　)
A．物体的加速度方向与速度方向相同，而物体的速度在减小
B．物体的加速度方向与速度方向相同，而物体的速度在增大
C．物体的加速度方向与速度方向相反，而物体的速度在减小
D．物体的加速度方向与速度方向相反，而物体的速度在增大
【解析】　物体的初速度方向为正方向，其加速度为负表示加速度的方向与速度方向相反，物体做匀减速直线运动，其速度在均匀减小．
【答案】　C
2．一辆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(　　)
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】　汽车的加速度方向与速度方向相同，所以一定是加速运动．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运动．
【答案】　ABC
3．一辆车由静止开始做匀加速直线运动，在第8 s末开始刹车，经4 s停下来，汽车刹车过程也在做匀变速运动，那么前后两段加速度的大小之比是(　　)
A．1∶4　　　　　　　　　　　B．1∶2
C．2∶1 D．4∶1
【答案】　B
4．(2010年豫南七校联考)物体运动的v－t图象
如右图所示，设向右为正，下列关于前4 s内物
体运动情况的判断，下列说法正确的是(　　)
A．物体始终向右运动
B．物体先向右运动，第2 s末开始向左运动
C．第3 s末物体在出发点的左侧
D．第2 s末物体距出发点最远
【解析】　速度的正、负表示物体运动方向，故前2 s物体向右运动，后2 s向左运动，A错，B对．由于前2 s物体一直向右运动，离出发点越来越远，第2 s末开始又向左运动，逐渐靠近出发点，故第2 s末物体离出发点最远，D对．物体在4 s末回到出发点，故3 s末物体在出发点右侧，C错．
【答案】　BD
5．质点从静止开始做匀加速直线运动，经4 s后速度达到20 m/s，然后匀速运动了10 s，接着经4 s匀减速运动后静止．求：
(1)质点在加速运动阶段的加速度为多大？
(2)质点在16 s末的速度为多大？
【答案】　(1)5 m/s2　(2)10 m/s