高中物理 1.2 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.ppt

2匀变速直线运动的速度与时间的关系 启动过程汽车做怎样的运动 刹车过程速度随时间怎样变化 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v t图像的特点 理解图像的物理意义 难点 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计算 重点 一 匀变速直线运动问题探究 1 这个v t图像有什么特点 2 表示的速度有什么特点 3 表示的加速度有什么特点 是一条平行于时间轴的直线表示速度不随时间变化 描述的是匀速直线运动a 0 v0 2 1 图像是一条倾斜直线 说明速度随时间均匀增加 2 小车运动的加速度保持不变 小车的运动图像 探究 图像的形状特点 速度如何变化的 小车做怎样的运动 一 匀变速直线运动1 定义 质点沿着一条直线 且加速度不变的运动 质点沿着一条直线 且速度随时间均匀变化的运动 v t图像是一条倾斜直线 2 分类 匀加速直线运动 物体的速度随时间均匀增加 汽车启动 匀减速直线运动 物体的速度随时间均匀减小 刹车过程 怎样判定匀加 匀减 v0 0 a 0 v0 0 a 0 匀加速 a v同向 匀减速 a v反向 v0 0 a 0 v0 0 a 0 匀加速 匀加速 匀减速 匀减速 1 从v t图像中我们能得出哪些信息 1 质点在任一时刻的瞬时速度 大小和方向 及任一速度所对应的时刻 2 比较速度的变化快慢 即加速度 0 t t1 t2 v v0 v1 v2 v3 v4 t4 t3 v v t t 归纳总结 2 为什么v t图像只能反映直线运动的规律 因为速度是矢量 既有大小又有方向 物体做直线运动时 只可能有两个速度方向 规定了一个为正方向时 另一个便为负值 当物体做曲线运动时 速度方向各不相同 不可能仅用正 负号表示所有的方向 任何v t图像反映的也一定是直线运动的规律 例1 下列关于匀变速直线运动的说法正确的是 a 匀变速直线运动是运动快慢相同的运动b 匀变速直线运动是速度变化量相同的运动c 匀变速直线运动的a t图像是一条倾斜直线d 匀变速直线运动的v t图像是一条倾斜直线 d 例2 关于直线运动 下述说法中正确的是 a 匀速直线运动的速度是恒定的 不随时间而改变b 匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变c 速度随时间不断增加的运动 叫匀加速直线运动d 速度随着时间均匀减小的直线运动 通常叫做匀减速直线运动 abd 从运动开始时刻t 0到时刻t 那么 时间的变化量是 t t 0 速度的变化量是 v v v0 得 v v0 at v t 二 速度与时间的关系式 1 推导 加速度 初速度 运动过程对应的时间 末速度 匀加速直线运动 匀减速直线运动 2 理解 由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量 所以at就是整个运动过程中速度的变化量 再加上运动开始时物体的速度v0 就得到t时刻物体的速度v 1 当v0 0时 2 当a 0时 v at 3 两种特殊情况 物体做初速度为零的匀加速直线运动 v v0 物体做匀速直线运动 注意 1 公式中的物理量代入具体数值运算时单位要统一 2 v0 a v都是矢量 处理问题时应先选取正方向 一般选择初速度v0方向为正方向 解 以初速度v0 40km h 11m s的方向为正方向则10s后的速度 v v0 at 11 0 6 10 m s 17m s 62km h 例2 汽车以40km h的速度匀速行驶 现以0 6m s2的加速度加速 10s后速度能达到多少 运动示意图 例3 某汽车在某路面紧急刹车时 加速度的大小是6m s2 如果必须在2s内停下来 汽车的行驶速度最高不能超过多少 运动示意图 解 以汽车初速度v0方向为正方向 则由v v0 at得 v0 v at 0 6 2m s 12m s 43km h 汽车的速度不能超过43km h 解匀变速直线运动速度与时间关系题目步骤 1 规定正方向 设初速度方向为正方向 加速运动 a为正值 减速运动 a为负值 2 明确初速度v0 末速度v 加速度a和时间t及各量的正负号 3 将已知量带入公式求未知量 若所求量是矢量 要说明方向 注意 在解题过程中可适当运用图解法 例4 某汽车正以12m s的速度在路面上匀速行驶 前方出现紧急情况需刹车 加速度大小是3m s2 求汽车5s末的速度 解 以初速方向为正方向则v v0 at 12 3 5m s 3m s 正确解法 以初速方向为正方向 当车速减为零时 v v0 at 12 3t 0 解得t 4s 即4s末汽车已刹车完毕 所以5s末时汽车处于静止状态 即速度为零 刹车问题 与实际相符 注意 匀变速直线运动 特点 1 沿直线运动 2 加速度不变v t图像 一倾斜直线分类 匀加速和匀减速直线运动 速度与时间的关系式 v v0 at 注意 矢量式 需选取正方向 1 对于公式v v0 at 下列说法正确的是 a 适用于任何变速运动b 只适用于匀加速直线运动c 适用于任何匀变速直线运动d v0和v只能是正值 不可能为负值 c 2 质点做直线运动的v t图像如图所示 则 a 在前4s内质点做匀变速直线运动b 在1 3s内质点做匀变速直线运动c 3s末的速度大小为5m sd 2 3s内与3 4s内质点的速度方向相反 bc 解析 由图像知 前4s内质点做变加速运动 它的加速度发生变化 故a项不正确 1 3s内质点加速度不变 故b项正确 3s末质点的速度为 5m s 故c项正确 2 4s内质点的速度一直为负 故d项不正确 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 分析 质点的运动过程包括加速 匀速 减速三个阶段 如图 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 解析 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 4 卡车原来以10m s的速度在平直公路上匀速行驶 因为路口出现红灯 司机从较远的地方开始刹车 使卡车匀减速前进 当车减速到2m s时 交通灯转为绿灯 司机当即停止刹车 并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度 从刹车开始到恢复原速过程用了12s 求 1 减速与加速过程中的加速度大小 2 开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度 运动示意图 解 以初速度v0 10m s方向为正方向 1 匀减速时 v v0 a1t1匀加速时 v0 v a2t