粤教版高中物理必修第一册第二章匀变速直线运动第二节匀变速直线运动的规律课件（46页PPT）

(共46张PPT)
第二章　匀变速直线运动
第二节　匀变速直线运动的规律
1.掌握匀变速直线运动的速度公式、位移公式、速度—位移公式，并能分析与计算、解决实际问题.
2.理解v－t图像的物理意义，并能利用v－t图像分析物体的运动情况，求解加速度、位移等.
3.掌握匀变速直线运动的平均速度公式，并能利用其解决问题.
学习任务一 匀变速直线运动规律
教材新知梳理
v0＋at　
2as　
中间时刻　
关键核心突破
　　2022年11月11日，珠海航展迎来首个公众开放日.本届航展歼－20、运－ 20等50型武器装备在航展上集中亮相.歼－20在某次短距离起飞过程中，只用 了10秒时间就从静止加速到起飞速度288 km/h，假设歼－20在起飞过程中做 匀加速直线运动.
(1)歼－20的加速度是多大？
提示：(1)由题意得v0＝0，v＝288 km/h＝80 m/s，t＝10 s，
由公式v＝v0＋at，
得a＝8 m/s2.
(2)在这10秒内，歼－20飞行的位移是多大？
得x＝400 m.
2. 特殊情况
(2)当a＝0时，vt＝v0，s＝v0t(匀速直线运动).
【典例1】　(1)汽车以36 km/h的速度行驶，现以0.6 m/s2的加速度加速，10 s 后速度能达到多少？
解析：(1)依题意得：初速度v0＝36 km/h＝10 m/s，加速度a＝0.6 m/s2，时间t ＝10 s，v＝v0＋at＝10 m/s＋0.6 m/s2×10 s＝16 m/s ＝57.6 km/h.
答案：(1)57.6 km/h　
(2)汽车以36 km/h的初速度在某路面紧急刹车时，加速度的大小是1 m/s2，刹 车后5 s时汽车的速度多大？15 s时呢？
答案：(2)5 m/s　0
(3)汽车以36 km/h的速度在平直公路上行驶，现以0.6 m/s2的加速度加速，加 速后10 s内的位移为多少？
答案：(3)130 m
(4)汽车以36 km/h的初速度在某路面紧急刹车时，加速度的大小是1 m/s2，汽 车刹车后5 s内的位移多大？15 s内呢？
解析：(4)依题意得：
初速度v0＝36 km/h＝10 m/s，加速度a＝－1 m/s2，
答案：(4)37.5 m　50 m
(5)汽车以36 km/h的初速度在平直公路上匀加速行驶，10 s后速度变为64 km/h，问这段位移的平均速度是多少？
答案：(5)50 km/h
(6)汽车以36 km/h的初速度在平直公路上匀加速行驶，行驶100 m后速度变为 108 km/h，问行驶50 m后的速度为多少？
A. 相同时间内位移相同
B. 任意时刻速度方向一定相同
C. 任意相等时间内速度变化量一样大
D. 任意时间内速度变化方向相同
CD
学习任务二 用v－t图像描述匀变速直线运动
教材新知梳理
1. 匀变速直线运动的v－t图像是一条 的直线.
2. 表示物体运动的加速度，即物体运动的加速度 .
倾斜　
斜率　
恒定不变　
位移　
阴
影　
关键核心突破
如图所示的是一辆摩托车运动的v －t 图像.它的速度怎样变化？在相等的时 间间隔内，即Δt＝Δt′时，速度的变化量Δv和Δv′总是相等吗？是否说明摩托车 的运动是曲线运动？
1. 匀速直线运动的v －t图像
如图所示，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，从图像中可以直接看出速度的大小和方向.
2. 匀变速直线运动的v －t图像
如图所示，匀变速直线运动的v －t 图像是一条倾斜的直线.
(1)直线a反映了速度随时间均匀增加，为匀加速直线运动的图像.
(2)直线b反映了速度随时间均匀减小，为匀减速直线运动的图像.
(3)直线c反映了速度随时间先均匀减小，后反向均匀增大，由于加速度不变， 整个运动过程也是匀变速直线运动.
3. v －t图像的应用
关于图线 意义
图线上某点的纵坐标 正、负 表示瞬时速度的方向
绝对值 表示瞬时速度的大小
图线的斜率 正、负 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 表示开始运动或速度为零的时刻
图线的拐点 表示加速度的改变
两图线的交点 表示对应时刻速度大小相等
B
A. 第3 s末质点离出发点最远
B. 质点3 s内通过的路程为3 m，而位移为零
C. 第2 s内质点的加速度大小不变，方向改变
D. 质点在第1 s内的加速度大小比第2 s内的加速度大
［跟踪练习］
A. 甲做匀速直线运动，乙先做匀加速直线运动后做匀减速 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
ABC
学习任务三 匀变速直线运动的推论公式
教材新知梳理
1. 公式推导：由匀变速直线运动的速度公式vt＝ 、位移公式s ＝ 消去时间t可得.
2. 速度与位移的关系式： .
v0＋at　
关键核心突破
民用运输机大多称为货机，如图为刚刚起飞的货机.若已知货机的加速度为 a，起飞速度为v，你应该如何来设计飞机跑道的长度？
提示：由公式v2＝2as可以算出跑道的长度.
1. 速度与位移关系式的理解及应用
(2)公式的矢量性：公式中v0、vt、a、s都是矢量，应用时必须选取统一的正方 向，一般选v0方向为正方向.
①物体做加速运动时，a取正值，做减速运动时，a取负值.
②s＞0，说明物体的位移方向与初速度方向相同；s＜0，说明位移的方向与 初速度的方向相反.
(3)两种特殊形式：
2. 平均速度
做匀变速直线运动的物体在一段时间t内的平均速度等于这段时间的中间时刻 的瞬时速度，还等于这段时间初、末速度矢量和的一半.
3. 中间位置的速度
做匀变速直线运动的物体，在中间位置的速度等于这段位移中初、末速度的 方均根.
如图所示，一物体做匀变速直线运动由A到B，C是其中间位置，设位移为s，加速度为a，则
【典例3】　“歼－15”舰载机在“山东舰”航母上舰尾降落滑行的过程可以 简化为沿水平方向的匀减速直线运动，且舰载机滑行方向与航母运动方向在 同一直线上，第一次试验时，航母静止，舰载机滑上跑道时的速度为80 m/s，刚好安全停在甲板上；第二次试验时，航母以20 m/s的速度匀速航行， 若两次在跑道上滑行过程中的加速度相同，已知跑道长为160 m.求：
(1)舰载机减速时的加速度；
答案：(1)20 m/s2，方向与滑上跑道的速度方向相反
(2)第二次舰载机安全降落在航母上的最大速度.
答案：(2)100 m/s，方向与航母的速度方向相同
(1)滑雪运动员通过这段斜坡需要多长时间？
答案：(1)25 s
【典例4】　一滑雪运动员从85 m长的斜坡上匀加速滑下，初速度是1.8 m/s，末速度是5.0 m/s.求：
(2)滑雪运动员通过斜坡中间时刻的瞬时速度是多少？
答案：(2)3.4 m/s
［跟踪练习］
A. 15 m/s B. 30 m/s C. 7.5 m/s D. 20 m/s
B
4. 动车铁轨旁相邻的里程碑之间的距离是1 km.某同学乘坐动车时，通过观察 里程碑和车厢内电子屏上显示的动车速度来估算动车减速进站时的加速度大 小.通过窗户看到，当他经过某一里程碑时，屏幕显示的车速是126 km/h，动 车继续向前行驶再经过2个里程碑时，速度变为54 km/h.把动车进站过程视为 匀减速直线运动，求：
(1)动车进站的加速度大小；
解得a＝0.25 m/s2.
答案：(1)0.25 m/s2
(2)动车速度变为54 km/h后还要行驶多长时间才能停下来？
解析：(2)根据v＝v0－at得0＝15－0.25×t，所以，动车停下来还要行驶的时 间为t＝60s.
答案：(2)60 s
A. 5 m/s B. 5.5 m/s C. 4 m/s D. 3.5 m/s
解析：设加速度为a，根据题意可得v8＝v0＋at8，根据速度—时间关系可得v4 ＝v0＋at4，代入数据可得v4＝4 m/s，故选C.
C
A. 5 m/s B. 10 m/s C. 15 m/s D. 20 m/s
B
A B C D
C
4. 自驾游是目前比较流行的旅游方式，在人烟稀少的地区.公路上司机会经常 遇到动物.如图所示，一辆汽车正匀速行驶，突然发现一只动物停在公路上. 司机立即刹车，假设刹车过程是匀减速直线运动，初速度为20 m/s，加速度 大小为5 m/s2.求：
(1)第5 s末的速度；
答案：(1)0　
答案：(2)15 m/s　
(2)前2 s内的平均速度；
(3)车与动物间的安全距离.
答案：(3)40 m
降落伞的降落速度和降落过程
人类试图凭借空气阻力使人从空中慢慢安全下降着陆，首先是由意大利文 艺复兴时代的巨匠达 芬奇加以具体化的.他设计了一种用布制成的四方尖顶天 盖，人可以吊在下面从空中下降.这可以说是人类历史上初次尝试设计的降落 伞.据他计算，天盖的每边长7米，可吊一个人.这幅设计图现在保存在意大利 的达 芬奇博物馆里.据说达 芬奇曾亲自利用这种降落伞从一个塔上跳下来做 试验.
第一个在空中利用降落伞的是法国飞艇驾驶员布兰查德.1785年，他从停留 在空中的气球上放下一个降落伞.降落伞吊着一只筐子，筐子里面放着一只 狗，最后，狗顺利着地.接着在1793年，他本人从气球上用降落伞下降，可是 他在着地时摔坏了腿.这一年，他正式提出了从空中降落的报告.
另一个飞艇驾驶员加纳林，于1797年10月22日在巴黎成功地从610米高度降 落成功，于1802年9月21日在伦敦从2 438米高度降落成功.1808年，波兰的库 帕连托从着火的气球上用降落伞脱险.
人打开降落伞前加速下降，打开伞后减速下落，速度减到一定程度后，由 于伞受空气的阻力与速度有关，可使人与降落伞的加速度变为零，从而匀速 下降，直至落地.
人打开降落伞以后，若先匀加速下降，再做加速度减小的减速下降，最后匀 速下降.试大体画出上述过程的v－t图像.
提示：如图所示