匀变速直线运动的规律物理课件.ppt

教师用书独具演示,第1节匀变速直线运动的规律,课标解读1了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现规律中的作用2能用公式和图象描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性教学地位本节主要是研究匀变速直线运动的特点，速度变化规律、位移变化规律，在研究中应用公式和图象两种数学方法，而考虑到图象在生产和生活中的广泛应用，相对突出了图象的应用，另外本节又通过“讨论与交流”、“信息窗”、“拓展一步”来培养学生的自主性学习能力.,新课导入建议物理学中将物体速度发生变化的运动称为变速运动，一般来说，做变速运动的物体，速度变化情况非常复杂，本节我们仅讨论一种特殊的变速运动匀变速直线运动,步骤1：教学地位分析、新课导入,教学流程设计,步骤2：“匀变速直线运动的特点”教学，合作探究：指导学生阅读教材P33“讨论与交流”实例，合作讨论图表31数据,驾驶员之家,步骤3：从讨论表31数据得出结论，由此总结给出“匀变速直线运动”的概念,步骤4：“vtv0at”公式的教学：引导学生自主分析、由a的定义入手、讨论公式中各量的物理意义及符号规定,步骤5：老师提出问题，学生讨论，总结老师点评讲解来反映速度规律的第二种方法，vt图象，利用例1，迁移应用巩固,步骤7：利用“拓展一步”引导学生从vt图象求位移,步骤9：课堂总结，布置作业，完成【课后知能检测】,演示结束,1基本知识(1)匀变速直线运动定义：物体的保持不变的直线运动特点：物体在直线运动过程中，加速度的和都不变，即为一恒量分类：()匀加速直线运动：加速度与速度，速度()匀减速直线运动：加速度与速度，速度,匀变速直线运动的特点及速度,变化规律,加速度,大小,方向,a,同向,增加,反向,减小,(2)匀变速直线运动的速度变化规律速度公式：vt，若v00，则vt.速度时间图象：()图311vt图线是一条倾斜的,v0at,at,直线,()图象提供的信息：一是直观反映物体运动速度随变化的规律，二是可以求出某时刻物体运动_或物体达到某速度所需要的，三是可以利用图线的斜率求出物体的,时间,速度的,大小,时间,加速度,2思考判断(1)在匀变速直线运动的速度公式中，若a0，则一定加速，若a0，则一定减速()(2)匀变速直线运动的速度时间图象一定是一条过原点的倾斜直线()(3)匀变速直线运动的速度时间图象的斜率代表加速度，反映了速度变化的快慢(),3探究交流一个做直线运动的物体的vt图象如图312所示，在t1时刻物体的加速度为零吗？【提示】由图象可知，物体做匀变速直线运动，其加速度不变，在t1时刻速度为零，但此时的速度是变化的，所以t1时刻的加速度不为零.,图312,1.基本知识(1)位移公式的推导过程,匀变速直线运动的位移变化规律,(2)位移时间图象匀变速直线运动的st图象是抛物线，如图313所示：从st图象中我们可以直观地看出物体的运动过程中位移随的变化情况，并可求出不同时间物体的(3)速度位移关系式：.,图313,时间,位移,3探究交流vt图象中图线与时间轴所围成的面积有时在时间轴上方，有时在时间轴下方，这时物体的位移有何不同？【提示】据vt图象的物理意义，图线在时间轴上方，表明物体向正方向运动，图线与时间轴所围的面积代表物体的位移为正值，位移沿正方向；同理图线与时间轴所围的面积在时间轴的下方表明物体的位移是负值，位移沿负方向,图314,【问题导思】1做匀变速直线运动的物体只是加速度的大小保持不变吗？2做匀变速直线运动的物体在相等的时间内速度变化一定相等吗？3在匀变速直线运动的vt图象中，图线在时间轴的上方或下方分别表示物体具有什么运动特征？,匀变速直线运动的速度变化规律,1对速度公式vtv0at的理解(1)速度公式vtv0at的适用条件是匀变速直线运动，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(2)公式vtv0at中各符号的含义v0、vt分别表示物体的初、末速度，a为物体的加速度，且a为恒量，t表示物体运动的时间,(3)公式的矢量性公式vtv0at是矢量式，一般规定v0方向为正方向，其他量如果和v0方向相同则取正，和v0方向相反则取负(4)当v00时，vtat，表示物体从静止开始做匀加速直线运动，速度与时间成正比,2解读vt图象(1)匀变速直线运动的vt图象如图315所示，匀变速直线运动的vt图象是一条倾斜的直线图315,直线a反映了速度随着时间是均匀增加的，为匀加速直线运动的图象直线b反映了速度随着时间是均匀减小的，为匀减速直线运动的图象直线c反映了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,(2)对vt图象的几点说明纵截距：表示物体的初速度横截距：表示物体在开始计时后过一段时间才开始运动，或物体经过一定时间速度变为零与横轴的交点：表示速度方向改变的时刻，如图316中直线c的t1时刻和图317中的t2时刻图线折点：表示加速度方向改变的时刻，如图317中的t1时刻两图线的交点：表示两物体具有相同的速度,图316,图317,1vt图象只描述直线运动，无法描述曲线运动2vt图象描述的是物体的速度随时间变化的规律并不表示物体运动的轨迹,(2013莆田二中高一检测)A、B是做匀变速直线运动的两个物体的速度图象，如图318所示图318,(1)A、B各做什么运动？求其加速度；(2)两图象交点的意义；(3)求1s末A、B的速度；(4)求6s末A、B的速度【审题指导】解答该题的关键是弄清vt图象的意义及截距、交点、斜率的意义,【答案】(1)A做匀加速直线运动，1m/s2，方向与规定正方向相同，B在前4s做匀减速运动，4s后做反方向匀加速运动，2m/s2，方向与规定正方向相反(2)在该时刻速度相等(3)3m/s与初速度同向，6m/s与初速度同向(4)8m/s与初速度同向，4m/s与初速度反向,vt图象的意义1可求出物体在任一时刻的速度和物体达到某一速度所需要的时间2图线的斜率等于物体的加速度3图线与坐标轴所围“面积”表示位移在时间轴的上方位移为正，在时间轴的下方位移为负4图线在时间轴的上方表示物体向正方向运动，在时间轴的下方表示物体向负方向运动,1某物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，2s后速度的大小为8m/s，在这2s内物体的()A加速度的大小可能小于2m/s2B加速度的大小可能大于4m/s2C加速度的方向一定与初速度方向相同D加速度的方向一定与末速度方向相同,匀变速直线运动的位移变化规律,(3)公式的矢量性公式中s、v0、a都是矢量，应用时必须选取统一的正方向，一般选v0方向为正方向若物体做匀加速直线运动，a与v0同向，a取正值若物体做匀减速直线运动，a与v0反向，a取负值若位移的计算结果为正值，说明这段时间内位移的方向与规定的正方向相同；若位移的计算结果为负值，说明这段时间内位移的方向与规定的正方向相反关键：注意各量正负号的含义,(2012福州三中高一检测)如图319所示，一艘快艇以2m/s2的加速度在海面上做匀加速直线运动，快艇的初速度是6m/s.求这艘快艇在8s末的速度和8s内经过的位移图319,【审题指导】该快艇做匀加速直线运动，它的运动情况满足匀变速直线运动规律已知加速度、初速度和运动时间这三个物理量，可以直接得出结果由于加速度和速度都有方向，必须选取一个正方向，一般以初速度方向为正方向,【答案】22m/s112m,运用速度公式和位移公式时，由于速度、加速度、位移都是矢量，因此要注意矢量的方向，将各矢量的方向和规定的正方向进行比较，从而确定其正负，然后再代入公式中进行计算,2“神舟八号”飞船于2011年11月1日发射升空，在开始发射的一段时间内可以认为做匀加速直线运动，已知，该飞船开始起飞时的加速度约为30m/s2，匀加速的时间为5s，则该段时间内飞船通过的位移为多少？【答案】375m,【问题导思】1一段时间内的匀变速直线运动的初、末速度分别为v0、vt，则这段时间内的中间时刻的瞬时速度是多少？中间位置的瞬时速度又是多少？2对于匀变速直线运动在连续相邻相等的时间内的位移差有何特点？,匀变速直线运动的三个结论,1以上推论只适用于匀变速直线运动，其他性质的运动不能套用推论式来处理问题2推论式ssaT2常在实验中根据打出的纸带求物体的加速度,(2012聊城一中高一期中)从车站开出的汽车，做匀加速直线运动，开出12s后，发现还有乘客没上来，于是立即做匀减速运动直至停车汽车从开出到停止总共历时20s，行进了50m求汽车在此过程中的最大速度,【答案】5m/s,对于多阶段的匀变速直线运动的问题，要明确每一个过程的特点，寻找它们的联系，可逐个求解，也可整体求解；在公式的选取中应用基本推论有时要比公式法简捷,3一物体从斜面上某点由静止开始做匀加速直线运动，经过了3s后到达斜面底端，并在水平面上做匀减速直线运动，又经9s停止，则物体在斜面上的位移与水平面上的位移之比是多少？,末速度为零的匀减速直线运动是初速度为零、加速度大小相等的反向匀加速直线运动的逆运动设物体的初速度为v0，加速度大小为a，做匀减速直线运动至速度为零，则可将此运动逆向看成初速度为0、加速度大小为a的匀加速直线运动，末速度为v0.然后应用初速度为零的匀加速直线运动的规律轻松求解,综合解题方略逆向思维法的应用,做匀减速直线运动的物体经4s停止，若在4s内的位移是32m，则最后1s内的位移是()A3.5mB2mC1mD0【审题指导】利用“逆向思维法”，把物体的运动看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动【答案】B,1运用逆向思维分析和解决问题的方法叫做逆向思维法所谓逆向思维，简单来说就是“倒过来想一想”2利用逆向思维法可简化问题的处理过程，但要注意过程与逆过程的速度、加速度、位移的大小相等，方向相反,【备课资源】(教师用书独具)有一个做匀变速直线运动的物体，它在两段连续相等的时间内通过的位移分别是24m和64m，连续相等的时间为4s，求质点的初速度和加速度大小【审题指导】解答该题可从以下几个角度分析：(1)已知两段位移和时间，用基本公式列式求解(2)已知相邻两段位移和时间用推论saT2求解(3)已知位移和对应时间求出平均速度即中间时刻的速度，再结合基本公式求解,1一辆汽车在平直的高速公路上行驶已知在某段时间内这辆汽车的加速度方向与速度方向相同，则在这段时间内，该汽车()A一定做加速直线运动B不一定做匀加速直线运动C可能做匀变速直线运动D一定做匀变速直线运动,【解析】汽车的加速度方向与速度方向相同，所以汽车一定做加速直线运动，A正确；因为不能判断加速度大小是否恒定，所以不能确定汽车是否做匀变速直线运动，故D错误，B、C正确【答案】ABC,2(2012昌江高一检测)下列图象能表示匀变速直线运动的是()ABCD,【解析】【答案】AC,3(2013福建仙游一中高一检测)某物体做匀变速直线运动，在运用公式vtv0at解题时，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,【解析】物体做匀加速直线运动，速度方向与加速度方向相同，由于初速度为正值，故加速度也应取正值，A错，B对；匀减速直线运动中加速度方向与速度方向相反，加速度应取负值，C对、D错【答案】BC,4如图3112所示，一辆正以8m/s速度沿直线行驶的汽车，突然以1m/s2的加速度加速行驶，则汽车行驶了18m时的速度为()图3112A8m/sB12m/sC10m/sD14m/s,【答案】C,5(2012潍坊一中高一检测)“神舟”八号飞船完成与“天宫”一号的两次对接任务后返回，返回舱距地面10km时开始起动降落伞装置，速度减至10m/s，并以这个速度在大气中降落在距地面1.2m时，返回舱的4台发动机开始向下喷气，舱体再次减速设最后减速过程中返回舱做匀减速运动，且到达地面时的速度恰好为0，求(结果均保留两位有效数字)(1)最后减速阶段的加速度；(2)最后减速阶段所用的时间,【答案】(1)42m/s2，竖直向上(2)0.24s,【备选习题】(教师用书独具)1一质点做匀加速直线运动，第三秒内的位移为2m，第四秒内的位移是2.5m，那么以下说法正确的是()A这两秒内平均速度是2.25m/sB第三秒末瞬时速度是2.5m/sC质点的加速度是0.125m/s2D质点的加速度是0.25m/s2,【答案】A,2(2012潍坊高一检测)如图教311是物体在一直线上运动的速度图象(vt图象)，根据图中所给信息，可得物体在前4s内的位移最接近()图教311A16mB14mC12mD10m,【解析】速度时间图象与时间轴围成的面积表示物体的位移，在前4s内，图线与时间轴围成的面积大约12个格子，而每个格子的面积对应1m的