2.1 速度变化规律 课件 （共29张PPT）2024-2025学年高一物理鲁科版（2019）必修第一册>第2章 匀变速直线运动

(共29张PPT)
第二章 匀变速直线运动
第1节 速度变化规律
高山滑雪
苹果下落
这些运动着的物体速度都在变化，它们的速度变化有什么规律么？那么如何来探究复杂运动所蕴含的规律？
1.知道匀变速直线运动的特点，知道匀变速直线运动是一种物理模型。
2.能根据加速度的定义，推导出匀变速直线运动的速度公式。
3.理解速度—时间图像的物理意义，会运用图像研究匀变速直线运动。
4.能运用速度公式、速度—时间图像对常见的匀变速直线运动问题进行分析，形成初步的运动观念。
知识点一：匀变速直线运动的特点
什么是匀变速直线运动？以一辆从静止开始沿直线运动的汽车为例。在一段路程中，每隔一秒测一个速度值。（如下图）
汽车沿直线运动时速度随时间变化的数据
t/s 0 1 2 3 4 5 6
v/（m·s-1） 0 2 4 6 8 10 12
思考：1.汽车的速度在如何变化？
2.汽车在不同的时间段内速度变化快慢相同吗？
1s—2s：a1===2m/s2
2s—3s：a2===2m/s2
3s—4s：a3===2m/s2
同理：4s—5s：a4=2m/s2
5s—6s：a5=2m/s2
1s—3s：a1—3===2m/s2
同理：2s—4s：a2—4=2m/s2
3s—5s：a3—5=2m/s2
4s—6s：a6—4=2m/s2
1s—4s：a1—4=2m/s2
1s—5s：a1—5=2m/s2 ……
通过计算每个阶段的加速度，我们发现汽车的速度在匀速增加；汽车在不同的阶段内加速度不变，速度变化快慢是相同的。
我们把这种加速度保持不变的直线运动称为匀变速直线运动。
1.定义：将物体加速度保持不变的直线运动称为匀变速直线运动。
4.匀变速直线运动是一种简单且特殊的变速直线运动，是一种物理模型。为了便于研究，人们通常将某些物体的运动（或其中的一段运动）近似视为匀变速直线运动。
2.特点：加速度的大小和方向都不变
3.分类：
（1）加速度与速度同向时，物体做匀加速直线运动。
（2）加速度与速度反向时，物体做匀减速直线运动。
匀变速直线运动是一种简单且特殊的变速直线运动，是一种物理模型。为了便于研究，人们通常将某些物体的运动（或其中的一段运动）近似视为匀变速直线运动。
那么我们如何求匀变速直线运动在某一时刻的速度呢？
例：汽车以2 m/s的初速度，做加速度1 m/s2的匀加速直线运动，问2 s时汽车的速度达到多少？
知识点二：匀变速直线运动的速度-时间关系
t=0s
t=2s
a=1m/s2
v0=2m/s
vt =
由公式a= 得到，vt =v0 + a·t
所以2 s后，汽车的速度vt=v0+at=2 m/s+1 m/s2×2 s=4 m/s
末速度
加速度
时间
初速度
①先选正方向,一般选υ0 方向为正方向, 对匀加速,a为正值,对匀减速,a取负值.
1.公式应用说明
②对求解讨论,是否有实际意义.要联系实际,如时间不能为负,汽车刹车静止后不反向等
vt =v0 + a·t
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直线运动，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：
vt＝v0＋at只适用于匀变速直线运动．
（1）当 v 0= 0 时，v t = at
物体做初速度为零的匀加速直线运动
（2）当 a = 0 时， v t = v0
物体做匀速直线运动
4. v t＝ v 0 ＋ at的特殊形式
例题：一辆汽车以54km/h的速度在平直公路上行驶，司机看见前方路口红灯亮时立即刹车。若汽车刹车时的加速度大小为3m/s2，则刹车后4s末的速度是多少？
分析：刹车后，汽车的运动可视为匀减速直线运动，加速度方向与速度方向相反可将已知量代入速度公式求解。
解：选定初速度方向为正方向，由题意可知，
v0= 54 km/h = 15 m/s，t=4 s，a =-3 m/s2
根据匀变速直线运动的速度公式得
vt= v0 + at
= 15 m/s +（-3 m/s2）x4 s
=3 m/s
所以，汽车刹车后4s末的速度是3m/s。
根据匀变速直线运动的速度公式得
vt= v0 + at
= 15 m/s +（-4 m/s2）x4 s
= -1 m/s
vt = -1 m/s说明汽车反向运动不合实际, 即汽车在刹车4s前已经停下,所以刹车4s末时速度为0 。
思考：若汽车刹车时的加速度大小为4m/s2，刹车后4s末的速度又是多少？
策略提炼
刹车4s后速度vt = -1 m/s说明汽车反向运动不合实际，即汽车在刹车4s前已经停下
1.明确运动情景
紧急刹车
汽车做匀减速直线运动
2.画出运动过程示意图
3.选定正方向，根据题目中的已知量和未知量选定合适的表达式求解
4.根据实际情况，判断结果是否合理
以初速度方向为正方向，根据
vt= v0 + at，得出未知量
t/s 0 1 2 3 4 5 6
v/(m·s-1) 0 2 4 6 8 10 12
知识点三：匀变速直线运动的速度-时间图像
问:小汽车图像是怎样的
t/s
v/(m/s)
o
1
2
3
4
5
6
2
4
6
8
10
12
问:由v-t 图像能了解到什么？可求的那些物理量
1．v -t图线是一条倾斜的直线．
2．图像提供的信息：
一是直观反映物体运动速度随时间变化的规律；
二是可以求出某时刻物体的运动速度或物体达到某速度所需要的时间；
三是可以利用图线的斜率求出物体的加速度。
3.对图像的理解
(1)图像提供的信息
①图像上的点表示该时刻对应的速度．
②纵轴截距表示初速度.横轴截距表示速度为零时对应的时刻．
③图线的倾斜程度反映了加速度的大小，倾斜程度越大，加速度越大．
④借助图像，利用图像的斜率，用公式可求得加速度．
⑤图像与时间轴围成图形的面积表示位移．
(2)图像应用口诀：
速度要看纵坐标，位移对应面大小；还有物体加速度，关联图线倾斜角．
t/s
a/(m/s2)
o
1
2
3
4
5
6
1
2
3
匀变速直线运动的a-t图像是一条平行于时间轴的直线
如果选时间t为横坐标、加速度a为纵坐标，可得到加速度随时间变化的图像，通常称为a-t图像。
v —t图像的两点提醒
(1)v —t图像只能描述直线运动，无法描述曲线运动．
(2)v —t图像描述的是物体的速度随时间的运动规律，并不表示物体的运动轨迹．
例题：如图所示，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)两图像的交点A的意义．
1.关于做匀变速直线运动的物体,下列说法中正确的是 ( )
A.若加速度方向和速度方向相同,即使加速度很小,物体的速度还是要增大的
B.若加速度方向和速度方向相反,则物体的速度可能一直增大
C.不管加速度方向和速度方向的关系怎样,物体的速度都是增大的
D.因为物体做匀变速直线运动,所以它的加速度是均匀变化的
A
A.甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动
B.两物体两次速度相同的时刻分别在第1 s末和第4 s末
C.乙在前2 s内做匀加速直线运动,2 s后做匀减速直线运动
D.2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反
2.(多选)甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动,两物体运动的v-t图像如图所示,下列说法正确的是（ ）
BC
3.一个沿直线运动的物体的v－t图像如图所示，则下列分析错误的是(　　)
A．图像OA段表示物体做非匀变速运动，AB段表示物体静止
B．图像AB段表示物体做匀速直线运动
C．在0～9 s内物体的运动方向相同
D．在9～12 s内物体的运动方向与0～9 s内的运动方向相反
A
4.一辆汽车以36 km/h的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起，它以0.6 m/s2的加速度加速，10 s末因故紧急刹车，随后汽车停了下来，刹车时做匀减速运动的加速度的大小是6 m/s2。请问：
（1）汽车在10 s末的速度是多少？
（2）汽车从开始刹车起5 s后的速度是多少？
（3）画出从起始时刻起0～20 s汽车的v-t图像。
v
解：（1）以汽车的初速度方向为正方向，第一阶段汽车做匀加速直线运动。
v0=36 km/h=10 m/s；a=0.6 m/s2 ； t=10 s 。
根据匀变速直线运动速度与时间的关系式，有
v= v0+at= 10 m/s+0.6 m/s2 ×10 s=16 m/s
（2）第二阶段刹车时加速度方向与初速度相反，取负值，
a’=－6 m/s2 。
v’= v0’+a’t’= 16 m/s+(－6 m/s2 )×5 s=－14 m/s；
与常识不符，所以刹车5 s后汽车的速度为0。
解：（3）根据 v= v0+at，
v/m·s-1
t/s
10
10
20
0
16
12.67
20
即刹车2.67 s后汽车速度变为0，之后汽车速度保持为0。
相应的v-t图像如下
匀变速直线运动
定义：将物体加速度保持不变的直线运动称为匀变速直线运动。
特点：加速度的大小和方向不变
分类：匀加速直线运动、匀减速直线运动
匀变速直线运动的速度-时间关系
公式：vt =v0 + a·t
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
匀变速直线运动的速度-时间关系