2019版物理新教材人教必修一学案 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 2019版物理新教材人教必修一学案 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 105.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-21 09:04:49 | ||
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文档简介
第二章 匀变速直线运动的研究
2.2 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、理解匀变速直线运动的v－t图象特点.
3、掌握匀变速直线运动的速度公式，并会用公式解决简单的匀变速直线运动问题.
一、匀变速直线运动
1.定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动.
2.v－t图象：匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜的直线.
3.分类：
(1)匀加速直线运动：速度随时间均匀增加.
(2)匀减速直线运动：速度随时间均匀减小.
二、速度与时间的关系式
1.速度公式：v＝v0＋at.
2.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加上在整个过程中速度的变化量at.
【思考】
1.请描述如图所示的v－t图象表示的物体的运动情况，取相等的时间间隔，看它们的速度变化量有什么特点？这样的特点说明什么？
答案 物体做匀加速直线运动；无论Δt选在什么区间，对应的速度v的变化量Δv都相等(如图所示)；这说明在任意一段Δt上都一样，即物体运动的加速度保持不变.
【基础概念】
1.匀变速直线运动
(1)特点
①加速度a 恒定不变 .
②v－t图象是一条 倾斜的直线 .
(2)分类
①匀加速直线运动：物体的速度随时间 均匀增大 .
②匀减速直线运动：物体的速度随时间 均匀减小 .
2.对v－t图象的理解
(1)其上每一个点表示某一时刻的速度，正负表示速度的 方向 (即物体运动的方向).
(2)直线的斜率表示 加速度 ，斜率的正负表示加速度的 方向 .
【注意：不能从斜率正负说明质点做加速运动或减速运动.】
3.几种常见的匀变速直线运动的v－t图象(如图所示)`
(1)直线a：速度随时间均匀增加，为匀加速直线运动.
(2)直线b：速度随时间均匀减小，为 匀减速 直线运动.
(3)直线c：速度随着时间先 均匀减小 ，后 均匀增加 ，由于加速度不变，整个运动过程也是 匀变速 直线运动.
二、速度与时间的关系式
1.匀变速直线运动速度与时间的关系可用图象和公式两种形式表达.由vt图象可以看出,对于匀变速直线运动,由于其速度图象是一条倾斜的直线,因此无论Δt取值如何,对应的速度变化量Δv与时间变化量Δt之比都是一个 .
2.速度与时间的关系的公式v=v0+at的适用条件是 ,所以应用公式时必须首先对运动性质和运动过程进行判断和分析.
3.速度与时间的关系式是一个矢量式,使用时一定要先规定正方向,一般规定初速度的方向为正方向,对于匀加速直线运动由于a与v方向 ,a取 ;对于匀减速直线运动由于a与v方向 ,a取 .
三、速度与时间的关系的应用
1.求解运动学问题的一般思路:
(1)审题,弄清题意,画草图,明确已知量,未知量,待求量.
(2)明确研究对象,选择参考系、坐标系.
(3)分析有关的时间、位移、初末速度、加速度等.
(4)应用运动规律、几何关系等建立解题方程.
(5)解方程.
2.对于可往复的匀减速直线运动,要灵活运用其速率对称性和时间对称性,还应注意答案是否存在多解等;对不可往复的匀减速直线运动,应注意其运动时间是有限制的,超过此范围,物体已停止运动.
一、单选题
1、对于公式vt=v0+at,下列说法正确的是 （ ）
A．适用于任何变速运动
B．只适用于匀加速运动
C．适用于任何运动
D．适用于任何匀变速直线运动
2、沿直线从静止开始运动，每隔2s测一次速度，测量数据依次为、、、那么物体的运动性质为
A．匀速直线运动 B．变速直线运动
C．匀变速直线运动 D．无法确定
3、下列四个图象中，有一个是表示物体做匀变速直线运动的图象，这个图象是
A． B．
C． D．
4、一个质点作匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )
A．在相等的时间内位置变化相等
B．在相等的时间内速度变化相等
C．在相等的时间内加速度变化相等
D．即时速度大小不断改变,但方向一定是不变的
二、多选题
5、质点作匀变速直线运动，正确的说法是 （ ）
A．若加速度与速度方向相同，虽然加速度减小，物体的速度还是增大的
B．若加速度与速度方向相反，虽然加速度增大，物体的速度还是减小的
C．不管加速度与速度方向关系怎样，物体的速度都是增大的
D．因为物体作匀变速直线运动，故其加速度是均匀变化的
6、在公式v=v0+at中，涉及到四个物理量，除时间t是标量外，其余三个v、v0、a都是矢量。在直线运动中这三个矢量的方向都在同一条直线上，当取其中一个量的方向为正方向时，其他两个量的方向与其相同的取正值，与其相反的取负值，若取初速度方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．匀加速直线运动中，加速度a取负值
B．匀加速直线运动中，加速度a取正值
C．匀减速直线运动中，加速度a取负值
D．无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动，加速度a均取正值
三、非选择题
7、做直线运动的物体，其v－t图象如图所示，试根据v－t图象判断：
(1)第1秒内，物体的加速度为多大？
(2)第2秒和第4秒内的加速度是否相同？
(3)在第4秒内，物体做什么运动？
8、一辆汽车做匀减速直线运动，初速度为15m/s，加速度大小为3m/s2，求
（1）第3s末的瞬时速度；
（2）汽车末速度为零时所经历的时间。
一、单选题
1、火车从出站到进站，以其运动方向为正方向，它的加速度大致分别为三个阶段，分别为（ ）
A．起初为正，中途为零，最后为负
B．起初为负，中途为零，最后为正
C．起初为零，中途为正，最后为负
D．起初为零，中途为负，最后为正
2、一个做匀变速直线运动的质点的v-t图像如图所示,速度和时间分别以m/s、s为单位,由图线可知其速度—时间关系为 ( )
A．v=4+2t
B．v=-4+2t
C．v=-4-2t
D．v=4-2t
3、汽车以的速度开始做匀加速直线运动，加速度为，汽车在第3s末的速度
A． B． C．18? D．20?
4、以6m/s的速度在水平面上运动的小车，如果获得2m/s2的与运动方向同向的加速度，几秒后它的速度将增加到10m/s（ ）
A．5s
B．2s
C．3s
D．8s
二、多选题
5、下列说法正确的是（ ）
A．匀速直线运动的速度是恒定的，不随时间而改变
B．速度随时间而改变的运动，叫匀变速直线运动
C．速度随时间均匀增加的运动，叫匀加速直线运动
D．速度随时间均匀减小的直线运动，叫匀减速直线运动
6、AB、C三个物体均做匀变速运动，通过路口时，物体A的速度是6m/s，加速度是1m/s2；物体B的速度是2m/s，加速度是6m/s2；物体C的速度是- 4m/s，加速度是2m/s2．则下列说法中正确的是 ( )
A．通过路口时，物体A最快，B最慢 B．通过路口前1s时，物体C最快，B最慢
C．通过路口后1s时，物体B最快，C最慢 D．通过路口时，物体A最快，C最慢
三、非选择题
7、火车正常行驶的速度是54km/h，关闭发动机后开始做匀减速直线运动，6s末的速度是43.2 km/h，求：
（1）火车的加速度；
（2）15 s末的速度；
8、如图所示是某质点做直线运动的v－t图象，请回答：
(1)质点在AB、BC、CD段各做什么运动？
(2)AB、CD段的加速度各是多少？
(3)质点在5 s末的速度多大？
参考答案
【实践研究】1、D；2、B；3、C；4、B；5、ABD；6、BC；
7、【答案】 (1)4m/s2 (2)加速度相同 (3)物体做沿负方向的加速度为负且不变的加速直线运动
【解析】
（1）物体在第1秒内内，速度从0增加到4m/s，故加速度大小： 。
（2）第2秒内和第4秒内图象的斜率相同，则物体的加速度相同，该过程中物体的加速度为 。可见，第2秒和第4秒内的加速度相同．
（3）在第4秒内，物体的加速度不变，速度为负值，且均匀增大，说明物体做沿负方向做匀加速直线运动。
8、【答案】 ⑴6m/s ⑵5s
【解析】
汽车做匀减速直线运动，则
（1）汽车在3s末的速度为：v=v0+at=15-3×3=6m/s；
（2）汽车的速度减为零所经历的时间为：
【课后巩固】
1、A；2、B；3、C；4、B；5、AD；6、ABC；
7、【答案】 （1）-0.5m/s2 负号表示加速度的方向与初速度的方向相反 （2）7.5 m/s 方向与初速度方向相同
【解析】（1）以火车运动的方向为正方向，v0=54km/h=15m/s；v1=43.2km/h=12m/s
根据加速度定义式可得匀加速运动的加速度大小为： ，方向与初速度方向相反。
（2）火车速度减为零时所用的时间为： ，可知汽车在15s时，还未停止，所以速度为： 。
8、【答案】 (1)AB段匀加速的直线运动，BC段匀速直线运动，CD段匀减速直线运动（2） （3）2m/s
【解析】
（1）AB、CD段的v-t图象是倾斜直线，说明这两段时间速度是均匀变化的，故质点在这两段做匀变速直线运动，AB段是匀加速，CD段是匀减速；BC平行于t轴，质点做匀速直线运动．
(2)由加速度的定义：得：
同理可得CD段的加速度
(3)由图象知5 s末的速度
v5＝v4＋aCDt＝4 m/s＋(－2 m/s2)×1 s＝2 m/s.
2.2 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、理解匀变速直线运动的v－t图象特点.
3、掌握匀变速直线运动的速度公式，并会用公式解决简单的匀变速直线运动问题.
一、匀变速直线运动
1.定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动.
2.v－t图象：匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜的直线.
3.分类：
(1)匀加速直线运动：速度随时间均匀增加.
(2)匀减速直线运动：速度随时间均匀减小.
二、速度与时间的关系式
1.速度公式：v＝v0＋at.
2.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加上在整个过程中速度的变化量at.
【思考】
1.请描述如图所示的v－t图象表示的物体的运动情况，取相等的时间间隔，看它们的速度变化量有什么特点？这样的特点说明什么？
答案 物体做匀加速直线运动；无论Δt选在什么区间，对应的速度v的变化量Δv都相等(如图所示)；这说明在任意一段Δt上都一样，即物体运动的加速度保持不变.
【基础概念】
1.匀变速直线运动
(1)特点
①加速度a 恒定不变 .
②v－t图象是一条 倾斜的直线 .
(2)分类
①匀加速直线运动：物体的速度随时间 均匀增大 .
②匀减速直线运动：物体的速度随时间 均匀减小 .
2.对v－t图象的理解
(1)其上每一个点表示某一时刻的速度，正负表示速度的 方向 (即物体运动的方向).
(2)直线的斜率表示 加速度 ，斜率的正负表示加速度的 方向 .
【注意：不能从斜率正负说明质点做加速运动或减速运动.】
3.几种常见的匀变速直线运动的v－t图象(如图所示)`
(1)直线a：速度随时间均匀增加，为匀加速直线运动.
(2)直线b：速度随时间均匀减小，为 匀减速 直线运动.
(3)直线c：速度随着时间先 均匀减小 ，后 均匀增加 ，由于加速度不变，整个运动过程也是 匀变速 直线运动.
二、速度与时间的关系式
1.匀变速直线运动速度与时间的关系可用图象和公式两种形式表达.由vt图象可以看出,对于匀变速直线运动,由于其速度图象是一条倾斜的直线,因此无论Δt取值如何,对应的速度变化量Δv与时间变化量Δt之比都是一个 .
2.速度与时间的关系的公式v=v0+at的适用条件是 ,所以应用公式时必须首先对运动性质和运动过程进行判断和分析.
3.速度与时间的关系式是一个矢量式,使用时一定要先规定正方向,一般规定初速度的方向为正方向,对于匀加速直线运动由于a与v方向 ,a取 ;对于匀减速直线运动由于a与v方向 ,a取 .
三、速度与时间的关系的应用
1.求解运动学问题的一般思路:
(1)审题,弄清题意,画草图,明确已知量,未知量,待求量.
(2)明确研究对象,选择参考系、坐标系.
(3)分析有关的时间、位移、初末速度、加速度等.
(4)应用运动规律、几何关系等建立解题方程.
(5)解方程.
2.对于可往复的匀减速直线运动,要灵活运用其速率对称性和时间对称性,还应注意答案是否存在多解等;对不可往复的匀减速直线运动,应注意其运动时间是有限制的,超过此范围,物体已停止运动.
一、单选题
1、对于公式vt=v0+at,下列说法正确的是 （ ）
A．适用于任何变速运动
B．只适用于匀加速运动
C．适用于任何运动
D．适用于任何匀变速直线运动
2、沿直线从静止开始运动，每隔2s测一次速度，测量数据依次为、、、那么物体的运动性质为
A．匀速直线运动 B．变速直线运动
C．匀变速直线运动 D．无法确定
3、下列四个图象中，有一个是表示物体做匀变速直线运动的图象，这个图象是
A． B．
C． D．
4、一个质点作匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )
A．在相等的时间内位置变化相等
B．在相等的时间内速度变化相等
C．在相等的时间内加速度变化相等
D．即时速度大小不断改变,但方向一定是不变的
二、多选题
5、质点作匀变速直线运动，正确的说法是 （ ）
A．若加速度与速度方向相同，虽然加速度减小，物体的速度还是增大的
B．若加速度与速度方向相反，虽然加速度增大，物体的速度还是减小的
C．不管加速度与速度方向关系怎样，物体的速度都是增大的
D．因为物体作匀变速直线运动，故其加速度是均匀变化的
6、在公式v=v0+at中，涉及到四个物理量，除时间t是标量外，其余三个v、v0、a都是矢量。在直线运动中这三个矢量的方向都在同一条直线上，当取其中一个量的方向为正方向时，其他两个量的方向与其相同的取正值，与其相反的取负值，若取初速度方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．匀加速直线运动中，加速度a取负值
B．匀加速直线运动中，加速度a取正值
C．匀减速直线运动中，加速度a取负值
D．无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动，加速度a均取正值
三、非选择题
7、做直线运动的物体，其v－t图象如图所示，试根据v－t图象判断：
(1)第1秒内，物体的加速度为多大？
(2)第2秒和第4秒内的加速度是否相同？
(3)在第4秒内，物体做什么运动？
8、一辆汽车做匀减速直线运动，初速度为15m/s，加速度大小为3m/s2，求
（1）第3s末的瞬时速度；
（2）汽车末速度为零时所经历的时间。
一、单选题
1、火车从出站到进站，以其运动方向为正方向，它的加速度大致分别为三个阶段，分别为（ ）
A．起初为正，中途为零，最后为负
B．起初为负，中途为零，最后为正
C．起初为零，中途为正，最后为负
D．起初为零，中途为负，最后为正
2、一个做匀变速直线运动的质点的v-t图像如图所示,速度和时间分别以m/s、s为单位,由图线可知其速度—时间关系为 ( )
A．v=4+2t
B．v=-4+2t
C．v=-4-2t
D．v=4-2t
3、汽车以的速度开始做匀加速直线运动，加速度为，汽车在第3s末的速度
A． B． C．18? D．20?
4、以6m/s的速度在水平面上运动的小车，如果获得2m/s2的与运动方向同向的加速度，几秒后它的速度将增加到10m/s（ ）
A．5s
B．2s
C．3s
D．8s
二、多选题
5、下列说法正确的是（ ）
A．匀速直线运动的速度是恒定的，不随时间而改变
B．速度随时间而改变的运动，叫匀变速直线运动
C．速度随时间均匀增加的运动，叫匀加速直线运动
D．速度随时间均匀减小的直线运动，叫匀减速直线运动
6、AB、C三个物体均做匀变速运动，通过路口时，物体A的速度是6m/s，加速度是1m/s2；物体B的速度是2m/s，加速度是6m/s2；物体C的速度是- 4m/s，加速度是2m/s2．则下列说法中正确的是 ( )
A．通过路口时，物体A最快，B最慢 B．通过路口前1s时，物体C最快，B最慢
C．通过路口后1s时，物体B最快，C最慢 D．通过路口时，物体A最快，C最慢
三、非选择题
7、火车正常行驶的速度是54km/h，关闭发动机后开始做匀减速直线运动，6s末的速度是43.2 km/h，求：
（1）火车的加速度；
（2）15 s末的速度；
8、如图所示是某质点做直线运动的v－t图象，请回答：
(1)质点在AB、BC、CD段各做什么运动？
(2)AB、CD段的加速度各是多少？
(3)质点在5 s末的速度多大？
参考答案
【实践研究】1、D；2、B；3、C；4、B；5、ABD；6、BC；
7、【答案】 (1)4m/s2 (2)加速度相同 (3)物体做沿负方向的加速度为负且不变的加速直线运动
【解析】
（1）物体在第1秒内内，速度从0增加到4m/s，故加速度大小： 。
（2）第2秒内和第4秒内图象的斜率相同，则物体的加速度相同，该过程中物体的加速度为 。可见，第2秒和第4秒内的加速度相同．
（3）在第4秒内，物体的加速度不变，速度为负值，且均匀增大，说明物体做沿负方向做匀加速直线运动。
8、【答案】 ⑴6m/s ⑵5s
【解析】
汽车做匀减速直线运动，则
（1）汽车在3s末的速度为：v=v0+at=15-3×3=6m/s；
（2）汽车的速度减为零所经历的时间为：
【课后巩固】
1、A；2、B；3、C；4、B；5、AD；6、ABC；
7、【答案】 （1）-0.5m/s2 负号表示加速度的方向与初速度的方向相反 （2）7.5 m/s 方向与初速度方向相同
【解析】（1）以火车运动的方向为正方向，v0=54km/h=15m/s；v1=43.2km/h=12m/s
根据加速度定义式可得匀加速运动的加速度大小为： ，方向与初速度方向相反。
（2）火车速度减为零时所用的时间为： ，可知汽车在15s时，还未停止，所以速度为： 。
8、【答案】 (1)AB段匀加速的直线运动，BC段匀速直线运动，CD段匀减速直线运动（2） （3）2m/s
【解析】
（1）AB、CD段的v-t图象是倾斜直线，说明这两段时间速度是均匀变化的，故质点在这两段做匀变速直线运动，AB段是匀加速，CD段是匀减速；BC平行于t轴，质点做匀速直线运动．
(2)由加速度的定义：得：
同理可得CD段的加速度
(3)由图象知5 s末的速度
v5＝v4＋aCDt＝4 m/s＋(－2 m/s2)×1 s＝2 m/s.