2019-2020学年人教版高中物理必修1课件第二章2．2《匀变速直线运动的速度与时间的关系》（共26张PPT）

(共26张PPT)
跳伞表演时，当飞机离地面某一高度静止于空中时，运动员离开飞机自由下落，运动一段时间后打开降落伞，直到落到地面，运动员在打开伞前做什么样的运动？在打开降落伞之后又做什么样的运动呢？（假设空气阻力恒定）运动员的速度发生了怎样的变化？打开降落伞的时间是运动员任意选取的吗？
1.匀速直线运动
一、匀变速直线运动
分析该图的特点：
（1）这个v-t图象有什么特点？
v-t图象是一条平行于时间轴的直线。
（2）表示的速度有什么特点？
表示速度不随时间的变化而变化。
（3）表示的加速度又有什么特点？
加速度 a = 0
分析得到的结论是匀速直线运动的v-t图象是一条平行于时间轴的直线。
2.匀变速直线运动
（1）问题回顾：探究小车速度随时间变化规律实验中。如何求点的瞬时速度？作出图象是什么样的图象？
Δt3
Δt3=0.04s
Δt1
Δt1=0.08s
0 1 2 3 4 5
思考：分析该图的特点：
①这个图象有什么的特点？
v-t图是一条倾斜的直线。
②分析此v-t图象表示物体运动的特点是什么？
相等的时间间隔内,速度的变化量总是相等。
即加速度不随时间变化。
匀变速直线运动：
沿着一条直线，且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动。
说明：匀变速直线运动的v-t图是一条倾斜的直线
（2）匀变速直线运动v-t图反应的物理信息：

①可从图象上直接得到任一时刻速度的大小、方向或质点到达某一速度所对应的时刻。直线在纵轴上的截距等于初速度。
②可以从图象直接判断运动的性质，比较速度的变化趋势及快慢。
③可由图象的倾斜程度判断加速度的大小，由图象的倾斜方向判断加速度的方向。
（3）匀变速直线运动的分类：

匀加速直线运动

匀减速直线运动
二、速度与时间的关系式
除图象外我们还可以用公式表示物体运动的速度与时间的关系。如何表示呢？
取t=0时为初状态,初速度 ，取t时刻为末状态,速度为末速度 ，从初态到末态,时间的变化量为?t，则?t = t-0 ，速度的变化量为 ，则 ，又因为加速度
所以 。
因为 ；
由于?t = t-0得：

即
这就是表示匀变速直线运动的速度与时间关系的公式。
思考：
匀变速直线运动的公式 对匀减速直线运动适用吗？
公式： 对匀减速直线运动也适用,但加速度a 取负值。
说明：公式应用注意几点：
（1）速度公式 是矢量方程，在匀变速直线运动中演变为代数关系式，公式中的 、 、 是矢量，方向不一定相同，分别用正负号表达，要先规定正方向，凡是与正方向相同的取正值，相反的取负值，如果是未知量，则设为正，由最终的结果再确定方向，若经过计算后
说明速度方向与初速度方向相同，否则方向相反。通常将 的方向规定为正方向，以 的位置为初始位置。
（2）代入的数据要首先统一单位，一般情况统一为国际单位制中的单位。
例题: 汽车以10m/s的速度匀速行驶，现以0.8 的加速度加速，10s后速度能达到多少？加速后经过多长时间汽车的速度达到30m/s？
解：由题意知初速度10m/s，
加速度 ，时间t＝10s,

由 得
一、匀速直线运动
匀速直线运动的v-t图象是一条平行于时间轴的直线
二、匀变速直线运动
沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。
匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的线。
匀加速：速度随时间均匀增加，图象向上倾斜。
匀减速：速度随时间均匀减小，图象向下倾斜。
三、速度与时间的关系式
1.跳伞运动员做低空跳伞表演，当飞机离地而某一高度静止于空中时，运动员离开飞机自由下落，运动一段时间后打开降落伞，展伞后运动员以5m/s2的加速度匀减速下降，则在运动员减速下降的任一秒内 （ ）
A.这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/s
B.这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍
C.这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/s
D.这一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/s
CD
2.一个物体以5m/s的速度垂直于墙壁方向和墙壁相撞后，又以5m/s的速度反弹回来。若物体在与墙壁相互作用的时间为0.2s，且相互作用力大小不变，取碰撞前初速度方向为正方向，那么物体与墙壁作用过程中，它的加速度为 （ ）
A.10m/s2 B.–10m/s2
C.50 m/s2 D.–50m/s2
D
3.一质点从静止开始以1m/s2的加速度匀加速运动，经5s后做匀速运动，最后2s的时间质点做匀减速运动直至静止，则质点匀速运动时的速度是多大？减速运动时的加速度是多大？
解析：质点的运动过程包括加速一匀速一减速三个阶段，如图。
在解决直线运动的题目时要善于把运动过程用图描绘出来，图示有助于我们思考，使整个运动一目了然，可以起到事半功倍的作用。同学们要养成这个习惯。
图示中AB为加速，BC为匀速，CD为减速，匀速运动的速度既为AB段的末速度，也为CD段的初速度，这样一来，就可以利用公式方便地求解了。
由题意画出图示，由运动学公式知：
＝5m/s， ＝5m/s
由 应用于CD段（ ）

得： m/s2

负号表示a与v0方向相反。
火车通过桥梁时应提前减速
　 铁路为防止热胀冷缩，一般两条钢轨之间都有一定的空隙，列车车轮经过这个空隙的时候，就会发生震动。设两钢轨缝隙之间的距离为l，车的速度为v，则车的震动频率为v/l。一般桥的固有频率都比较高，所以列车经过时要减速，降低震动的频率。
列车的震动频率与桥的固有频率差变大，避免了共振的发生。这里让我们先一起来回顾共振的概念。
任何物体产生共振后，由于其自身的构成、大小、形状等物理特性，原先以多种频率开始的震动，渐渐会固定在某一频率上震动，这个频率叫做该物体的“固有频率”，与该物体的物理特性有关。
当人们从外界再给这个物体加上一个振动（称为策动）时，如果策动力的频率与该物体的固有频率正好相同时，物体的振幅达到最大，这种现象就叫做“共振”。
物体产生共振时，由于它能从外界的策动源处取得最大的能量，往往会产生意想不到的后果。

18世纪中叶，法国里昂热市一座2米的大桥上有一队士兵经过，当他们在指挥官的口令下迈着整齐的步伐经过桥时，桥突然断裂，造成226名官兵和行人丧生。
究其原因是共振造成的。因为大队士兵迈正步的频率正好与大桥的固有频率一样，使桥的振动加强。
当它们的振幅达到最大以至超过桥的压力时，桥就断了。
类似的事件还在俄国、美国等地发生过。
因为成队的士兵过桥时容易造成桥的共振，所以以后各国规定大队人马过桥时，要便步通过。