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.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修1 匀变速直线运动的研究 第二章 2匀变速直线运动的速度与时间的关系 第二章 舰载机在航母上要用较短的时间加速到很大的速度起飞 火车进站要用较长的时间减速停下 在这样的直线运动中速度与时间有怎样的关系呢 匀变速直线运动 加速度不变 变化量 均匀增加 均匀减小 1 匀速直线运动的速度 时间图象是一条平行于时间坐标轴的直线 如图所示 匀速直线运动的v t图象和匀变速直线运动的v t图象 2 匀变速直线运动的速度 时间图象如下图所示 匀变速直线运动的v t图象是一条倾斜的直线 直线a反映了速度随时间是 的 即是匀加速直线运动的图象 直线b反映了速度随时间是 的 即是匀减速直线运动的图象 均匀增加 均匀减小 1 速度公式 v 2 对公式的理解 做匀变速直线运动的物体 在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的 加上在整个过程中速度的 速度与时间的关系式 v0 at 速度v0 变化量at 一 对速度公式的理解1 公式v v0 at的物理意义 对做匀变速直线运动的物体 描述其速度随时间的变化规律 2 公式中各符号的含义 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 3 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 4 公式的适用条件 公式v v0 at只适用于匀变速直线运动 5 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 初速度与加速度方向相反的匀变速直线运动的速度一定是持续减小的吗 为什么 答案 不一定 因为物体的速度减小到零后 若加速度仍存在且保持不变 则物体将反向做匀加速直线运动 二 对v t图象的进一步理解1 匀速直线运动的v t图象 如图甲所示 由于匀速直线运动的速度不随时间改变 因而v t图象是一条平行于时间轴的直线 从图象中可以直接读出速度的大小和方向 2 匀变速直线运动的v t图象 1 如图乙所示 匀变速直线运动的v t图象是一条倾斜的直线 直线a反映了速度随时间是均匀增加的 为匀加速直线运动的图象 直线b反映了速度随时间是均匀减小的 为匀减速直线运动的图象 2 若物体做匀减速直线运动 加速度为a 当速度减为零之后 又反向做匀加速直线运动 如果加速度不变 则整个运动过程也是匀变速直线运动 如图乙中的c所示 3 v t图象的应用 通过v t图象 可以明确以下信息 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 如图所示 一同学沿一直线行走 现用频闪照相记录了他行走中9个位置的图片 观察图片 能比较正确反映该同学运动的速度 时间图象的是下列中的 答案 c解析 要注意到同学运动的方向 在到达最右端后 该同学掉头向后运动 即如果以初速度方向为正方向 则向后的速度是负的 同学走路时速度的可以由图上两相邻时刻之间的距离判断 可以看出开始时加速运动 掉头后是匀速运动 卡车原来用10m s的速度匀速在平直公路上行驶 因为道口出现红灯 司机从较远的地方即开始刹车 使卡车匀减速前进 当车减速到2m s时 交通灯转为绿灯 司机当即放开刹车 并且只用了减速过程的一半时间卡车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 2 开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度 速度 时间关系的应用 一跳伞员从高空离开直升机落下 开始未打开伞 如图所示 先做匀加速直线运动 落下一段距离后才打开伞 打开伞后做匀减速直线运动 加速度大小为2m s2 经20s到达地面时的速度为4m s 试求跳伞员在空中下落的最大速度 答案 44m s 解析 跳伞员在空中下落的最大速度就是跳伞员做匀减速直线运动的初速度 跳伞员在做匀减速直线运动过程中 加速度a 2m s2 据公式v v0 at有v0 v at 4m s 2 20m s 44m s a b是做匀变速直线运动的两个物体的v t图象 如图所示 1 a b各做什么运动 求其加速度 2 两图线的交点的意义是什么 3 求1s末a b的速度 4 求6s末a b的速度 3 1s末a物体的速度大小为3m s 和初速度方向相同 b物体的速度大小为6m s 和初速度方向相同 4 6s末a物体的速度大小为8m s 和初速度方向相同 b物体的速度大小为4m s 和初速度方向相反 点评 由v t图象可以直接求出各时刻的速度 计算图线的斜率时 斜率的正负表示加速度的方向 图线的交点表示速度相同 吉林省实验中学2014 2015学年高一上学期测试 物体由静止开始沿直线运动 其加速度随时间的变化规律如图所示 取开始运动方向为正方向 则物体运动的v t图象中正确的是 答案 c解析 在0 1s内 a1 1m s2 物体从静止开始正向匀加速运动 速度图象是一条直线 1s末速度v1 a1t 1m s 在1s 2s内 a2 1m s2 物体将仍沿正方向运动 但要减速 2s末时速度v2 v1 a2t 0 2s 3s内重复0 1s内运动情况 3s 4s内重复1s 2s内运动情况 故选c 在风平浪静的海面上 有一战斗机要去执行一紧急飞行任务 已知飞机的起飞速度为50m s 即飞机安全起飞时所需的最小速度 而航空母舰的弹射系统出了故障 无法在短时间内修复 飞机在跑道上加速时 可能产生的最大的加速度为5m s2 跑道的长度经过计算只能让飞机在这些条件下加速8s 飞机根本无法安全起飞 1 请探究分析 为什么飞机根本无法安全起飞 2 为了使飞机能够安全起飞 请设计一个行之有效的方法 开放 探究 解析 1 航空母舰静止时 飞机在航空母舰上做初速度为零的匀加速直线运动 最大加速度a 5m s2 加速时间t 8s 则据匀变速直线运动的速度公式 飞机8s后所能达到的速度 v v0 at 0 5 8m s 40m s由于该速度小于飞机安全起飞的速度50m s 所以飞机根本无法安全起飞 2 从第 1 问知 飞机在跑道上达到的最大速度为v 40m s 若航空母舰以速度v1做匀速直线运动 方向与飞机加速运动的方向相同 则飞机离开航空母舰后的速度 相对于海面 v2 v1 v 因此 若要飞机离开航空母舰后的速度 相对于海面 v2达到起飞速度50m s 可使航空母舰行驶的速度v1为 v1 v2 v 50 40 m s 10m s 所以 只要航空母舰沿飞机起飞方向 以大于10m s的速度航行 飞机就能安全起飞 点评 本题的第一问比较简单 直接利用匀变速直线运动的速度公式v v0 at来解答 第二问有一定的难度 要利用运动的相对性来解题 在节假日期间 你可能到公园或游乐场玩蹦床 如下图所示是一同学某次蹦床跳起后的v t图象 已知t2 2t1结合你的体会和经历 分析下列问题 1 他所做的运动是匀变速运动吗 2 他跳起时速度多大 3 哪段时间是上升的 哪段时间是下降的 4 从图象中可以看出 是选上升过程的速度为正方向还是选下降过程速度方向为正方向 5 他在t2末回到蹦床上了吗 答案 此同学做的是初速度为v0的匀减速直线运动 起跳时速度为v0 在0 t1时间内速度为正 上升 t1 t2时间内速度为负 下降 而且上升位移与下降位移相等 故t2末回到蹦床上 图象中选择上升过程的速度为正方向 易错点 不顾实际情况盲目套用公式导致错误案例 货车以v 20m s的速度匀速行驶 突然前面有紧急情况 如下图所示 司机紧急刹车 加速度大小为4m s2 求货车6