2019_2020新教材高中物理2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系课件新人教版必修1:45张PPT

课件45张PPT。2.匀变速直线运动的速度与时间的关系一、匀变速直线运动1.特点:
(1)沿直线运动。
(2)加速度_____,速度均匀_____(选填“不变”或“变
化”)。不变变化2.分类:
(1)匀加速直线运动:速度随时间_________,加速度与
速度_____。
(2)匀减速直线运动:速度随时间_________,加速度与
速度_____。均匀增加同向均匀减小反向3.v-t图像:
匀加速直线运动的v-t图像是一条倾斜直线。下列关于
图像的解释符合科学事实的是_________。?
①反映了物体速度随时间变化的规律
②图线与纵轴的截距表示物体的初速度
③直线的倾斜程度与加速度无关
④物体的加速度不断增大①②二、匀变速直线运动的速度与时间的关系式
1.速度公式:_______。
2.公式中符号的含义:
(1)v0和v分别表示_____________________。
(2)a表示_____________。v=v0+at物体的初速度和末速度物体的加速度3.下列描述中合理的是_______。
①匀变速直线运动的加速度会随时间而改变
②匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变
③速度随时间不断增加的运动,叫作匀加速直线运动
④速度随时间均匀减小的运动,叫作匀减速直线运动②④⑥⑤当加速度恒定且为正值时,物体做匀加速直线运动
⑥当加速度恒定且与速度方向相同时,物体才做匀加速直线运动
一　匀变速直线运动的v -t图像【思考·讨论】
　情境:2018年10月29日,我国针对运载火箭垂直回收项目进行了一次技术验证,只见一枚火箭升空后,又稳稳地垂直落回目标地点,圆满完成了此次技术验证。讨论:(1)假如火箭在点火升空时做匀加速直线运动,则其速度—时间图像具有什么特点? (科学思维)
提示:是一条过原点的倾斜直线。(2)匀变速直线运动的v-t图像有何作用? (科学思维)
提示:匀变速直线运动的v-t图像能够直观地反映速度随时间均匀变化的规律。【典例示范】（多选）一动车做匀变速直线运动①的
v-t图像②如图所示，从计时开始，到速度大小变为
10 m/s③所需时间可能为 世纪金榜导学号（ ）
A.4 s　　 B.6 s
C.14 s D.10 s【审题关键】【解析】选A、C。根据图像可知,动车的初速度为
18 m/s,物体速度随时间均匀减小,做匀减速直线运动,
速度—时间图线的斜率表示加速度,则有: a=
=-2 m/s2,所以动车做初速度为18 m/s,加
速度为-2 m/s2的匀变速直线运动;速度大小变为
10 m/s,则v=±10 m/s,根据v=v0+at解得: t=4 s或
14 s,故A、C正确,B、D错误。 【素养训练】
1.如图所示是几个质点的运动图像,其中是匀变速直线运动的是 (　　)
A.甲、乙、丙　　　　　　　　
B.甲、乙、丁
C.甲、丙、丁
D.乙【解析】选A。匀变速直线运动的v -t图像为倾斜直线,a-t 图像为平行于t轴的直线,故所给图中甲、乙、丙表示物体做匀变速直线运动,而丁表示物体做变加速运动,故A项正确。2.(多选)如图所示是一个物体的运动图像,下列说法正确的是 (　　)A.物体3 s末开始改变速度方向
B.物体4 s末开始改变速度方向
C.物体在第5 s内的加速度的大小大于第1 s内加速度的大小
D.物体在前3 s内做匀速直线运动【解析】选B、C。在v-t图像中速度的正负表示运动方
向,在3 s前速度为正,3 s后一段时间内速度仍为正,所
以3 s 末速度方向没有发生变化,故A错误;物体4 s末
速度减为零,之后速度变为负值,速度方向发生变化,故
B正确;图像的斜率表示加速度,由图可知,第5 s内的斜
率大小大于第1 s内的斜率大小,故物体在第5 s内的加速度的大小大于第1 s内加速度的大小,故C正确;由图可知,前3 s内物体的速度一直在增大,故为匀加速直线运动,故D错误。
3.一质点沿直线运动,其v -t图像如图所示。由图像可知 (　　)A.在0～2 s内质点做匀速直线运动
B.在2～4 s内质点做匀加速直线运动
C.质点2 s末的速度大于4 s末的速度
D.质点5 s末的速度大小为15 m/s【解析】选D。在0～2 s内,质点速度随时间均匀增大,做匀加速直线运动,故A错误。在2～4 s内质点速度随时间不变,做匀速直线运动,故B错误。由图像知,质点
2 s末和4 s末的速度相同,故C错误。由图像知,质点
5 s末的速度大小为15 m/s,故D正确。二　匀变速直线运动公式的理解和应用
1.公式的适用条件:公式v=v0+at只适用于匀变速直线运动。2.公式的矢量性:
(1)公式v=v0+at中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,首先应选取正方向。
(2)一般以v0的方向为正方向,此时若为匀加速直线运动,则a>0,若为匀减速直线运动,则a<0;对于计算结果v>0,说明v与v0方向相同;v<0,说明v与v0方向相反。3.两种特殊情况:
(1)当v0=0时,v=at。
由于匀变速直线运动的加速度恒定不变,表明由静止开始的匀加速直线运动的速度大小与其运动时间成正比。(2)当a=0时,v=v0。
加速度为零的运动是匀速直线运动,也表明匀速直线运动是匀变速直线运动的特例。
【思考·讨论】
情境:2018年10月29日,C919大型客机102架机完成在瑶湖机场首飞任务。此次试飞,检验了飞机的操稳性能,同时进一步熟悉了瑶湖机场及空域情况,为C919大型客机在瑶湖机场开展后续试飞奠定基础。讨论:(1)如果将C919大型客机在地面上滑行起飞的过程看作是匀加速直线运动,其运动的速度与时间有什么关系? (物理观念)
提示:速度与时间的关系为:v=v0+at。(2)C919大型客机的起飞速度为315 km/h,滑行过程中的加速度为3 m/s2,其在跑道上滑行的时间与哪些物理量有关? (科学思维)
提示:加速度、起飞速度。
【典例示范】
　一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s2,6 s后改做匀速直线运动,快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动,再经过12 s停止,求: 世纪金榜导学号
(1)汽车匀速行驶时的速度。
(2)汽车关闭发动机后的加速度大小。【解析】(1)由题意可知,汽车匀速行驶的速度
v=at=2×6 m/s=12 m/s。
(2)汽车关闭发动机后的加速度
a′=| |=| | m/s2=1 m/s2。
答案:(1)12 m/s　(2)1 m/s2【母题追问】
1.在【典例示范】中汽车在匀速行驶的过程中突遇紧急情况,需要停车,若其刹车的加速度大小为4 m/s2,那么刹车2 s和5 s时的速度分别为多大?【解析】汽车刹车停止的时间:t1= =3 s,
刹车2 s的速度
v′=v-a″t2=12 m/s-4×2 m/s=4 m/s,
刹车5 s时汽车已经停止,则速度为0。
答案:4 m/s　02.应用【典例示范】的原理分析如下情境
2018年11月1日,京张高铁全线第一节轨排徐徐落下,准确到位,标志着京张高铁全线铺轨工程正式开始。若高铁列车在平直跑道上由静止开始做加速度大小为
1.6 m/s2的匀加速直线运动,当其速度达到288 km/h时运动的时间为 (　　)
A.25 s　　　B.50 s　　　 C.90 s　　　D.180 s【解析】选B。由题可知:初速度v0=0,末速度v=
288 km/h=80 m/s,加速度a=1.6 m/s2,则根据速度与时
间关系v=v0+at可知,t= =50 s,故B正确。【拓展例题】考查内容:匀变速直线运动中的多解问题
【典例】如图所示,小球以6 m/s的速度由足够长的光
滑斜面中部沿着斜面向上滑。已知小球在斜面上运动
的加速度大小为2 m/s2,则小球的速度大小何时达到
3 m/s?(小球在光滑斜面上运动时,加速度的大小、方
向都不改变)【解析】小球先沿斜面向上做匀减速直线运动,速度由6 m/s逐渐减小为零,然后又反向做匀加速直线运动,取沿斜面向上的方向为正方向,则v0=6 m/s,a=-2 m/s2,小球的速度大小为3 m/s,有两种情况:向上滑时v1=
3 m/s,向下滑时v2=-3 m/s。
由公式v=v0+at得t=
所以t1= =1.5 s
t2= =4.5 s
答案:1.5 s或4.5 s【课堂回眸】