《创新课堂》第二章 匀变速直线运动的研究 2.匀变速直线运动的速度与时间的关系 课件 高中物理必修第一册(人教版)同步讲练测

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名称 《创新课堂》第二章 匀变速直线运动的研究 2.匀变速直线运动的速度与时间的关系 课件 高中物理必修第一册(人教版)同步讲练测
格式 pptx
文件大小 3.4MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2026-02-04 00:00:00

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文档简介

(共59张PPT)
2.匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.知道匀变速直线运动的特点及分类。
2.能够根据加速度表达式推导得出速度公式,并会用此公式解决有关问题。
3.理解运动图像的物理意义,并会利用图像分析有关问题。
学习目标
01
知识点一 匀变速直线运动
02
知识点二 速度与时间的关系
03
素养培优
目 录
04
随堂演练 教师独具
05
课时作业
01
PART
知识点一
匀变速直线运动
情境:如图所示,你坐在沿直线行驶的汽车中,能看到:汽车启动时,速
度计的指针顺时针方向转动;刹车时,速度计的指针逆时针方向转动。
问题: 如何根据此现象判断汽车的运动是不是匀变速直线运动?
提示:若速度计的指针随时间均匀变化,则汽车做的是匀变速直线运动,
若速度计的指针随时间变化不均匀,则汽车做的不是匀变速直线运动。
1. 定义:沿着一条直线,且加速度 的运动,叫作匀变速直线
运动。
2. v-t图像:匀变速直线运动的v-t图像是一条 的直线。
不变 
倾斜 
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 。
均匀增加 
均匀减小 
【易错辨析】
1. 匀变速直线运动是速度均匀变化的运动。 ( √ )
2. 匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动。 ( × )
3. 匀速直线运动的速度是恒定的,不随时间变化。 ( √ )

×

【例1】 (匀变速直线运动的理解)(2025·浙江台州高一期中)匀变速
直线运动是(  )
A. 位移随时间均匀变化的运动
B. 加速度随时间均匀变化的运动
C. 速度随时间均匀变化的运动
D. 加速度的大小不变、方向可变化的直线运动

解析:位移随时间均匀变化的运动为匀速直线运动,故A错误;物体沿
着一条直线且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动,匀变速直线运
动是加速度保持不变的运动,加速度不变也就是物体在单位时间里速
度的变化是相同的,也就是物体的速度随时间是均匀变化的运动,故C
正确,B、D错误。
【例2】 (从图像认识匀变速直线运动)几个质点的运动图像如图所
示,其中都能表示匀变速直线运动的选项是(  )
A. 甲、乙、丙 B. 甲、乙、丁
C. 甲、丙、丁 D. 乙、丙、丁
解析:甲、乙、丙均表示匀变速直线运动,丁表示加速度均匀变化的运
动。故A正确。

02
PART
知识点二
速度与时间的关系
 情境:一辆汽车在平直道路上行驶。
问题:(1)如果汽车开始时刻的初速度是v0,t时刻的速度是v,则汽车在0~t这段时间内速度的变化量是多少?汽车的加速度是多少?
提示:汽车在0~t这段时间内速度的变化量Δv=v-v0,根据加速度的定义
可得a==。
(2)如何根据汽车加速度的定义式推导出汽车速度与时间的关系式?
提示:由加速度的定义式a==,整理得t时刻物体的瞬时速度v=v0
+at。
1. 匀变速直线运动的速度公式
2. 物理意义:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v等于物体在开始
时刻的速度v0加上在整个过程中 。
3. 注意
(1)v=v0+at仅适用于 运动;
(2)a=适用于任何情形下求时间t内物体的平均加速度。
速度的变化量at 
匀变速直线 
【易错辨析】
1. 公式v=v0+at中v和v0的方向一定相同。 ( × )
2. 公式v=v0+at,只适用于匀加速直线运动。 ( × )
3. 匀加速直线运动中,v-t图像的斜率逐渐增大。 ( × )
×
×
×
1. 公式v=v0+at的矢量性
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。
2. 两种特殊情况
(1)当v0=0时,v=at(由静止开始的匀加速直线运动)。
(2)当a=0时,v=v0(匀速直线运动)。
【例3】 (速度—时间公式的理解和应用)(2025·四川内江高一期中)
若火箭发射过程中某段时间内火箭速度的变化规律为v=(2t+4)m/s,这
段时间内(  )
A. 火箭的初速度为2 m/s
B. 火箭的加速度为4 m/s2
C. 在3 s末,火箭的瞬时速度为10 m/s
D. 火箭做匀减速直线运动
解析:根据v=(2t+4)m/s可知,火箭的初速度v0=4 m/s,加速度a=2
m/s2,则火箭做匀加速直线运动,选项A、B、D错误。在3 s末,火箭的瞬
时速度为v=(2t+4)m/s=(2×3+4)m/s=10 m/s,选项C正确。

【例4】 (刹车问题)一辆汽车从静止开始启动,做匀加速直线运动,
用了10 s的时间达到72 km/h的速度,然后以这个速度在平直公路上匀速行
驶,突然司机发现前方公路上有一只小鹿,于是立即刹车,刹车过程中做
匀减速直线运动,加速度大小为4 m/s2,求:
(1)汽车在启动加速时的加速度;
答案:2 m/s2,方向与汽车运动方向相同
解析:汽车在启动加速时,v0=0,
加速后v1=72 km/h=20 m/s
所用时间t1=10 s
由速度—时间公式可得加速度为
a1== m/s2=2 m/s2
启动加速时的加速度大小为2 m/s2,方向与汽车运动方向相同。
解析:汽车刹车过程中做匀减速直线运动,到停下所用时间
t0= s=5 s
刹车后2 s末的速度大小为
v2=v1+a2t2=20 m/s-(4×2)m/s=12 m/s
汽车做匀减速直线运动到停下所用时间是5 s,因此汽车在6 s末的速度大小
是0。
(2)开始刹车后2 s末的速度大小和6 s末的速度大小。
答案:12 m/s 0
方法技巧
1. 刹车问题:车辆刹车时可看成匀减速直线运动直至速度变为零,所以刹
车时,车辆只在“刹车时间”内做匀减速运动,而速度减为零后保持静
止。刹车时间取决于初速度和加速度的大小。
2. 常见误区:当给定的时间大于“刹车时间”时,误认为汽车在给定的时
间内一直做匀减速直线运动,简单套用速度公式v=v0+at,导致得出的速
度出现负值的典型错误。
03
PART
素养培优
速度—时间图像
1. 两种匀变速直线运动的v-t图像
(1)匀加速直线运动的v-t图像逐渐远离t轴,如图甲所示。
(2)匀减速直线运动的v-t图像逐渐靠近t轴,如图乙所示。
2. 两种非匀变速直线运动的v-t图像
两种情况
加速度特点 加速度逐渐减小 加速度逐渐变大
运动特点 沿正方向的变加速直线运动
【典例1】 (匀变速直线运动的v-t图像)〔多选〕甲、乙两物体沿同一
条直线做匀变速直线运动,它们的速度随时间变化的规律分别如图中的直
线A、B所示。下列说法正确的是(  )
A. 0~8 s内,甲、乙均做匀减速直线运动
B. t=5 s时,甲的速度大小为9 m/s
C. 0~8 s内,甲、乙的加速度大小之比为5∶3
D. t=8 s时,乙的速度大小为11.4 m/s


解析:由图线A可知,甲做匀减速直线运动,由图线B可知,乙做匀加速直
线运动,A错误;a甲== m/s2=-3 m/s2,t=5 s时,甲的速度v1=v
甲+a甲t=(24-3×5)m/s=9 m/s,B正确;a乙== m/s2= m/s2,
=,C错误;t=8 s时,乙的速度v2=v乙+a乙t=m/s=
11.4 m/s,D正确。
【典例2】 (非匀变速直线运动的v-t图像)(2025·山西太原高一期中)
如图所示是一个物体运动的v-t图像。下列说法正确的是(  )
A. 物体的加速度越来越小
B. 物体的速度先增加后减小
C. 物体可能做匀变速直线运动
D. 在相等的时间间隔内,速度的变化量越来越大

解析:根据v-t图像的切线斜率表示加速度,可知物体做加速度逐渐减小的
加速运动;根据Δv=at可知,由于加速度越来越小,则在相等的时间间隔
内,速度的变化量越来越小。故选A。
04
PART
随堂演练
【教师独具】
1. (匀变速直线运动的理解)(2025·天津市南开区高一期中)关于匀变
速直线运动,下列说法中正确的是(  )
A. 匀变速直线运动是相等时间内通过的位移相等的运动
B. 匀减速直线运动的加速度一定为负
C. 匀减速直线运动的速度和加速度的方向一定是相反的
D. 在匀减速直线运动中,速度和位移一定都随时间的增加而减小

解析:匀速直线运动是相等时间内通过的位移相等的运动,匀变速直线运动是相等时间内通过的位移不相等的运动,故A错误;若物体的速度为负方向,物体做匀减速直线运动,则物体的加速度为正方向,故B错误;匀减速直线运动的速度和加速度的方向一定是相反的,故C正确;在匀减速直线运动中,速度减至零之前,速度随时间的增加而减小,位移随时间的增加而增大,故D错误。
2. (v=v0+at的应用)(2025·浙江省绍兴高一期中)如图“30 TFSI”
为某品牌汽车的尾部标识,其中“30”称为G值,G值越大,加速越快。G
值的大小为车辆从静止加速到100 km/h(百公里加速)的平均加速度的10
倍。由此推算,该车百公里加速时间约为(  )
A. 3.3 s B. 9.3 s
C. 12.0 s D. 20.0 s
解析: 由题意可知,该车的平均加速度为a= m/s2=3 m/s2,又v=at
=100 km/h≈27.8 m/s,解得t≈9.3 s,故选B。

3. (刹车问题)(鲁科必修第一册P38例题改编)〔多选〕一辆汽车以54
km/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3 m/s2,则(  )
A. 刹车后,加速度方向与速度方向相同
B. 刹车后4 s末的速度是3 m/s
C. 刹车后6 s末的速度是3 m/s
D. 刹车后5 s汽车停止运动


解析: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,故A错误;根据匀变速直线运动的速度与时间的关系式可得刹车后4 s末的速度v=v0+at=15 m/s+(-3 m/s2)×4 s=3 m/s,故B正确;刹车后汽车运动时间t== s=5 s,所以刹车后6 s末汽车是静止的,故C错误,D正确。
4. (v-t图像)如图为某物体的v-t图像,下列说法错误的是(  )
A. 物体在前2 s内做匀加速直线运动,最后3 s内做匀减速直线运动
B. 物体在前2 s内的加速度为 m/s2,最后3 s内的加速度为- m/s2
C. 在2~5 s内物体静止
D. 在3 s末物体的速度大小为5 m/s

解析: 由题图可知,物体在前2 s内做匀加速直线运动,最后3 s内做匀
减速直线运动,故A正确;根据v-t图线的斜率表示加速度可知,物体在前2
s内的加速度为a1== m/s2= m/s2,最后3 s内的加速度为a2==
m/s2=- m/s2,故B正确;2~5 s内物体做匀速直线运动,速度大小为
5 m/s,故C错误,D正确。故选C。
05
PART
课时作业
知识点一 匀变速直线运动
1. (2025·安徽师大附中高一期中)关于某个确定的匀变速直线运动,下
列说法正确的是(  )
A. 该匀变速直线运动的加速度大小不变,方向可以是变化的
B. 该匀变速直线运动的加速度方向和速度方向可以都变化
C. 该匀变速直线运动的加速度方向和速度方向可以都不变化
D. 该匀变速直线运动的速度大小一定变化,方向一定不变化
解析: 该匀变速直线运动的加速度大小和方向都不变,速度的大小一
定变化,速度方向可以变化也可以不变。故选C。

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2. (2025·广东名校高一联考)一辆小汽车做初速度为零的匀加速直线运
动,加速度大小为4 m/s2。下列关于小汽车运动的说法正确的是(  )
A. 任何1 s的末速度都比该秒的初速度大4 m/s
B. 任何1 s的初速度都比该秒的末速度大4 m/s
C. 第2 s末的速度是第1 s末的速度的4倍
D. 速度方向始终和加速度方向相反

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解析:小汽车做匀加速直线运动,1 s内的速度变化量为4 m/s,所以任何1 s的末速度都比该秒的初速度大4 m/s,故A正确,B错误;根据v=v0+at可知,第1 s末的速度v1=(0+4×1)m/s=4 m/s,第2 s末的速度v2=(0+4×2)m/s=8 m/s,所以第2 s末的速度是第1 s末的速度的2倍,故C错误;小汽车做匀加速直线运动,速度方向始终与加速度方向相同,故D错误。
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3. 〔多选〕(2025·山西太原高一期中)关于匀变速直线运动,下列说法
正确的是(  )
A. v-t图像是一条倾斜的直线
B. 物体运动的加速度可以变化
C. 无论Δt选在什么区间,对应的速度的变化量Δv与所用
的时间变化量Δt之比都是一样的
D. 在匀变速直线运动中,如果物体的速度随时间均匀减
小,这种运动叫作匀加速直线运动


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解析:根据v-t图像的斜率表示加速度,由于匀变速直线运动的加速度保持不变,所以匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线,故A正确,B错误;根据Δv=aΔt,由于加速度保持不变,无论Δt选在什么区间,对应的速度的变化量Δv与所用的时间变化量Δt之比都是一样的,故C正确;在匀变速直线运动中,如果物体的速度随时间均匀减小,这种运动叫作匀减速直线运动,故D错误。
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知识点二 速度与时间的关系
4. 〔多选〕在运用公式v=v0+at时,关于各个物理量的符号,下列说法正
确的是(  )
A. 必须规定正方向,公式中的v、v0、a才能取正、负号
B. 在任何情况下,a>0表示做加速运动,a<0表示做减速运动
C. 习惯上规定物体开始运动的方向为正方向,a>0表示做加速运动,a<0
表示做减速运动
D. v的方向总是与v0的方向相同


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解析:速度—时间公式是矢量表达式,必须规定正方向,式中的v、v0、a才能取正、负号,A正确;当加速度方向与速度方向相同时做加速运动,加速度方向与速度方向相反时做减速运动,不能单看加速度的正负来判断加速或减速,B错误;习惯上我们规定v0的方向为正方向,当a与v0方向相同时,a取正号,a与v0方向相反时,a取负号,C正确;v的方向与v0的方向有可能相反,D错误。
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5. (2024·重庆高考1题)如图所示,某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道
上滑行,然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其到达N点时速度为0,在水平
雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运
动,则从M到N的运动过程中,其速度大小v随时间t的变化图像可能是( )

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解析: 滑雪爱好者在水平雪道上做匀速直线运动,滑上平滑连接(没
有能量损失,速度大小不变)的倾斜雪道,在倾斜雪道上做匀减速直线运
动,故选C。
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6. (2025·新疆乌鲁木齐高一期中)匀加速直线运动的物体,在第3 s末速
度为12 m/s,在第6 s初速度为18 m/s,此物体的加速度大小和初速度大小
分别为(  )
A. 4 m/s2 0 m/s B. 3 m/s2 3 m/s
C. 1 m/s2 6 m/s D. 2 m/s2 6 m/s
解析:根据匀变速直线运动速度与时间的关系得v5=v3+2a=v0+5a,代入数据解得a=3 m/s2,v0=3 m/s,故选B。

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7. 将某汽车的刹车过程看作匀变速直线运动。该汽车在紧急刹车时加速度
的大小为6 m/s2,在2 s内停下来,则能正确表示该车刹车过程的v-t图像的
是(  )

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解析:规定初速度方向为正方向,汽车在紧急刹车时加速度为-6 m/s2,在2 s内停下来,根据v =v0+at,可得初速度v0=12 m/s,即在2 s内汽车速度从12 m/s变成0,能正确表示该车刹车过程的v-t图像的是A图,故选A。
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8. 列车出站时能在150 s内以加速度a匀加速到180 km/h,然后匀速行驶。
某次因意外,列车匀减速至108 km/h。以初速度方向为正方向,则下列说
法不正确的是(  )
A. 列车加速时的加速度大小为 m/s2
B. 列车减速时,若运用v=v0+at计算瞬时速度,其中a=- m/s2
C. 若用v-t图像描述列车的运动,减速时的图线在t轴的下方
D. 列车由静止加速,1 min内速度可达20 m/s

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解析: 180 km/h=50 m/s,列车的加速度大小a== m/s2= m/s2,
减速时,加速度方向与速度方向相反,a'=- m/s2,故A、B正确;列车
减速时,v-t图像中图线依然在t轴的上方,C错误;由v=at可得,v=×60
m/s=20 m/s,D正确。
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9. 一名杂技演员在钢管的顶端进行表演,当他结束表演后,沿着竖直钢管
从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时他的速度恰好为零。如
果他加速时的加速度大小是减速时加速度大小的1.5倍,下滑的总时间为5
s,那么该杂技演员加速过程所用的时间为(  )
A. 1 s B. 2 s
C. 3 s D. 4 s
解析:加速时的加速度大小是减速时加速度大小的1.5倍,即a1=1.5a2,又从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时他的速度
恰好为零,可得出a1t1=a2t2,同时满足t1+t2=5 s,联立解得t1=2 s,
选项B正确。

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10. 〔多选〕(2025·大同市高一期中)给滑块一初速度v0=10 m/s,使它
沿光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为5 m/s2,当滑块速度大小变
为时,所用时间可能是(物体沿斜面向上运动和向下运动时加速度不
变)(  )
A. 1 s B. 0.5 s
C. 2 s D. 3 s
解析:当滑块速度大小变为时,其方向可能与初速度方向相同,也可能与初速度方向相反,因此要考虑两种情况,即v=或v=-,加速度a=-5 m/s2,由公式v=v0+at,得t=1 s或t=3 s,故选A、D。


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11. (2025·辽宁辽阳高一期中)某舰载机在静止的航空母舰水平甲板上由
静止开始做加速度为8 m/s2的匀加速直线运动,加速5 s时发现突发状况,
立即开始做匀减速直线运动,经4 s舰载机停止运动,取舰载机开始运动的
时刻为0时刻,舰载机的运动方向为正方向,下列说法正确的是(  )
A. 舰载机加速时的加速度比减速时的加速度大
B. 舰载机做匀减速直线运动时的加速度为-10 m/s2
C. 舰载机在该运动过程中的最大速度为72 m/s
D. 舰载机在第6 s末的速度大小为32 m/s

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解析: 加速5 s时的速度为v=a1t1=8×5 m/s=40 m/s,减速时的加速度
为a2==-10 m/s2,负号表示加速度方向与正方向相反,所以舰载机加
速时的加速度比减速时的加速度小,故A错误,B正确;舰载机在该运动过
程中的最大速度为第5 s末的速度,故最大速度为vmax=v=40 m/s,故C错
误;舰载机在第6 s末的速度大小为v6=v+a2Δt=40 m/s-10×1 m/s=30
m/s,故D错误。
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12. (2025·广东江门高一月考)卡车原来用10 m/s的速度在平直公路上匀
速行驶,因为道口出现红灯,司机从较远的地方就开始刹车,使卡车匀减
速前进,当车减速至2 m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即放开刹车,并且
只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复
到原速过程用了12 s,求:
(1)减速与加速过程中的加速度大小;
答案:1 m/s2 2 m/s2 
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解析:令汽车加速过程中的时间为t,则由题意有
2t+t=12 s
解得t=4 s
所以减速过程中的加速度大小为
a1== m/s2=1 m/s2
加速过程中的加速度大小为
a2== m/s2=2 m/s2。
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(2)开始刹车后2 s末及10 s末的瞬时速度大小。
答案:8 m/s 6 m/s
解析: 开始刹车后2 s末的瞬时速度为v=v0+a1t=10 m/s+(-1)×2 m/s=
8 m/s
刹车后10 s末也就是加速2 s末的速度,根据速度时间关系有v'=2 m/s+
2×2 m/s=6 m/s。
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13. (2025·浙江温州高一期中)某次我国海军在亚丁湾索马里海域护航
时,有六艘海盗快艇试图靠近中国海军护航编队保护的静止的商船,中国
特战队员发射爆震弹成功将其驱离。假如其中一艘海盗快艇在海面上沿直
线运动的v-t图像如图所示,则下列说法正确的是(  )
A. 海盗快艇在66 s末离商船最近
B. 海盗快艇在66 s末开始掉头逃离
C. 海盗快艇在96~116 s内的加速度为a=-0.75 m/s2
D. 海盗快艇在0~66 s内,从静止出发做加速度增大的加速直线运动

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解析:由题图可知,96 s末,快艇沿正方向的速度减为零,正向位移达到最大,即此时离商船最近,故A错误;海盗快艇在96 s末速度减为零,之后速度为负值,则96 s末开始掉头逃离,故B错误;海盗快艇在96~116 s内的加速度为a== m/s2=-0.75 m/s2,故C正确;海盗快艇在0~66 s内,图线切线的斜率减小,则加速度减小,所以快艇从静止出发做加速度减小的加速直线运动,故D错误。
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