高中物理必修1_5. 匀变速直线运动速度与时间的关系课件31张PPT

第二节　
匀变速直线运动的速度与时间的关系
课标定位
学习目标：1.了解匀变速直线运动的概念和特点，知道其两种运动类型．
2．知道匀变速直线运动速度—时间图象的特征．
3．理解匀变速直线运动的速度与时间的关系，会根据速度公式进行相关计算．
重点难点：1.匀变速直线运动的速度公式的理解及应用．
2．利用v－t图象分析解决问题．

核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
知能优化训练
第二节
　匀变速直线运动的速度与时间的关系
课前自主学案
一、匀变速直线运动
1．匀变速直线运动：物体沿着一条直线，且________不变的运动．
(1)匀加速直线运动：物体的速度随时间__________的直线运动．
(2)匀减速直线运动：物体的速度随时间__________的直线运动．
加速度
均匀增加
均匀减小
2．匀速直线运动的v－t图象：一条_____________的直线，如图2－2－1所示．
3.匀变速直线运动的v－t图象：一条______的直线
，如图2－2－2所示．
图2－2－1
图2－2－2
平行于时间轴
倾斜
加速度
加速度不变
说明：若物体做匀减速直线运动，加速度为a，当减速为零后，又反向做匀加速直线运动，如果加速度的大小和方向仍与开始时相同，则整个往返过程都可以叫做匀变速直线运动．
二、速度与时间的关系式
匀变速直线运动速度与时间的关系式是：v＝_______，其中：at表示整个运动过程中_____________，v0表示物体的_________．
说明：公式v＝v0＋at中，物理量v、v0、a均是矢量，代入数值时，要注意根据规定的正方向在数值前面加上相应的正负号．
v0＋at
速度的变化量
初速度
核心要点突破
一、对匀变速直线运动速度公式的理解
1．公式v＝v0＋at中各符号的含义
(1)v0、v分别表示物体的初、末速度．
(2)a为物体的加速度，且a为恒量．
2．公式的矢量性
(1)公式中的v0、v、a为矢量，应用公式解题时，一般取v0的方向为正方向，a、v与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值．
(2)a与v0同向时物体做匀加速运动，a与v0方向相反时，物体做匀减速直线运动．
3．公式的适用条件
公式v＝v0＋at只适用于匀变速直线运动．
4．公式v＝v0＋at的特殊形式
(1)当a＝0时，v＝v0(匀速直线运动)
(2)当v0＝0时，v＝at(由静止开始的匀加速直线运动)
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
1．一个做初速度为零的匀加速直线运动的物体，它在第1 s末，第2 s末，第3 s末的瞬时速度之比是(　　)
A．1∶1∶1　　　　　　　 B．1∶2∶3
C．12∶22∶32 D．1∶3∶5
解析：选B.由v＝at得v1∶v2∶v3＝at1∶at2∶at3＝1∶2∶3，故选项B正确．
二、对v－t图象的进一步理解
1．如果v－t图象是一条平行于时间轴的直线，表明物体的速度是恒定的，不随时间变化，则该物体的运动是匀速直线运动．
2．如果v－t图象是一条倾斜的直线，表明物体的速度随时间均匀变化，则该物体的运动一定是匀变速直线运动．
3．如果v－t图象是一条曲线，表明物体的速度随时间不均匀变化，则该物体的运动是变加速直线运动．如图2－2－3所示，曲线c表示加速度逐渐减小的加速运动，d表示加速度逐渐增大的加速运动，e表示加速度逐渐增大的减速运动，f表示加速度逐渐减小的减速运动．
图2－2－3
特别提醒：
(1)v－t图象反映速度随时间变化的规律，并不表示物体运动的轨迹．
(2)由于v－t图象中只能表示正、负两个方向，所以它只能描述直线运动，无法描述曲线运动．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
2．在图2－2－4中，表示物体做匀减速直线运动的是(　　)
图2－2－4
解析：选AC.A项表示沿正方向运动的匀减速直线运动；B项表示沿负方向的匀速直线运动；C项表示沿负方向运动的匀减速直线运动；D项表示沿负方向运动的匀加速直线运动．故A、C正确．
课堂互动讲练
速度公式的应用
例1
一质点从静止开始以1 m/s2的加速度匀加速运动，经5 s后做匀速运动，最后2 s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？
【思路点拨】　质点的运动过程包括加速—匀速—减速三个阶段，如图2－2－5.
图2－2－5
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．
【答案】　5 m/s　2.5 m/s2
【方法总结】　应用v＝v0＋at时应注意的问题：v、v0、a均为矢量，在应用时应先选定一个方向为正方向，凡是与规定正方向相同的矢量在公式中用正值，与规定正方向相反的矢量取负值．
变式训练1　一个物体从静止开始做匀加速直线运动，4 s末的速度为2 m/s，则10 s末物体的速度多大？
答案：5 m/s
刹车类问题的求解
(2011年黄冈高一检测)汽车以45 km/h的速度匀速行驶．
(1)若汽车以0.6 m/s2的加速度加速，则10 s后速度能达到多少？
(2)若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速，则10 s后速度能达到多少？
(3)若汽车刹车以3 m/s2的加速度减速，则10 s后速度为多少？
例2
【思路点拨】　汽车匀加速运动时，可直接应用公式v＝v0＋at，但若汽车匀减速运动时，求经过一段时间的速度，就不能直接应用公式v＝v0＋at了，因为汽车可能不需要这么长的时间就停下来了．
【精讲精析】　(1)初速度v0＝45 km/h＝12.5 m/s，加速度a＝0.6 m/s2，时间t＝10 s．10 s后汽车的速度为
v＝v0＋at＝(12.5＋0.6×10)m/s＝18.5 m/s.
【答案】　(1)18.5 m/s　(2)6.5 m/s　(3)0
【方法总结】　物体做匀减速运动时，必须考虑减速为零后能否返回，若此后物体停止不动，则此后任一时刻速度均为零，不能用公式v＝v0＋at来求．
变式训练2　飞机着陆后以6 m/s2的加速度做匀减速直线运动，若其着陆时的速度为60 m/s，求它着陆后12 s末的速度．
解析：选取v0方向为正方向，则v0＝60 m/s，a＝－6 m/s2.飞机从着陆到停止运动所需时间为t0，则由公式v＝v0＋at得t0＝(0－v0)/a＝10 s，因t＝12 s>t0＝10 s，故飞机着陆后12 s末的速度为0.
答案：0
v－t图象的求解
例3
A、B是做匀变速直线运动的两个物体的速度图象，如图2－2－6所示．
(1)A、B各做什么运动？求其加速度．
(2)两图线交点的意义．
(3)求1 s末A、B的速度．
(4)求6 s末A、B的速度．
图2－2－6
【思路点拨】　由v－t图象可以直接读出各时刻的速度，图线的斜率表示加速度，斜率的正、负表示加速度的方向，图线的交点表示速度相同．
(3)1 s末A物体的速度大小为3 m/s，和初速度方向相同；B物体的速度大小为6 m/s，和初速度方向相同．
(4)6 s末A物体的速度大小为8 m/s，和初速度方向相同；B物体的速度大小为4 m/s，和初速度方向相反．
【答案】　见自主解答
【方法总结】　物体各时刻的速度可以由图直接读出，其加速度可以由图象中图线的斜率求得，要注意图线与图线及图线与坐标轴的交点的含义．
变式训练3　(2010年高考天津卷)质点做直线运动的v－t图象如图2－2－7所示，规定向右为正方向，则该质点在前8 s内平均速度的大小和方向分别为(　　)
图2－2－7
A．0.25 m/s　向右 B．0.25 m/s　向左
C．1 m/s　向右 D．1 m/s　向左