新高中物理 2.2匀变速直线运动的速度和时间的关系课件 新人教版必修1.ppt

第二章 匀变速直线运动的研究 学案2匀变速直线运动的速度与时间的关系 目标定位 1 知道匀变速直线运动的特点及分类 2 理解匀变速直线运动的v t图象特点 3 掌握匀变速直线运动的速度公式 并会用公式解决简单的匀变速直线运动问题 知识探究 自我检测 一 匀变速直线运动 问题设计 请描述如图1所示的v t图象表示的物体的运动情况 取相等的时间间隔 看它们的速度变化量有什么特点 这样的特点说明什么 知识探究 图1 答案物体做匀加速直线运动 无论 t选在什么区间 对应的速度v的变化量 v都相等 如图所示 这说明在任意一段 t上都一样 即物体运动的加速度保持不变 要点提炼 1 匀变速直线运动 1 特点 加速度a v t图象是一条 2 分类 匀加速直线运动 物体的速度随时间 匀减速直线运动 物体的速度随时间 恒定不变 倾斜的直线 均匀增大 均匀减小 2 对v t图象的理解 1 其上每一个点表示某一时刻的速度 正负表示速度的 即物体运动的方向 2 直线的斜率表示 斜率的正负表示加速度的 注意不能从斜率正负说明质点做加速运动或减速运动 方向 加速度 方向 3 几种常见的匀变速直线运动的v t图象 如图2所示 图2 1 直线a 速度随时间均匀增加 为匀加速直线运动 2 直线b 速度随时间均匀减小 为直线运动 3 直线c 速度随着时间先 后 由于加速度不变 整个运动过程也是直线运动 匀减速 均匀减小 均匀增加 匀变速 延伸思考 如图3是一个物体运动的v t图象 物体在做匀变速运动吗 图3 二 速度与时间的关系式 问题设计 设一个物体做匀变速直线运动 运动开始时刻 t 0 的速度为v0 叫做初速度 加速度为a 求t时刻物体的瞬时速度v 要点提炼 1 公式v v0 at中各量的物理意义v0是开始时刻的瞬时速度 称为初速度 v是经时间t后的瞬时速度 称为末速度 at是在时间t内的 即 v at 速度变化量 2 公式的矢量性公式中的v0 v a均为矢量 应用公式解题时 一般取v0的方向为正方向 若物体做匀加速直线运动 a取 若物体做匀减速直线运动 a取 3 当v0 0时 v 物体的瞬时速度与时间成正比 正值 负值 at 延伸思考 物体的初速度越大 加速度越大 运动的时间越长 则由公式v v0 at知物体的末速度一定越大吗 答案不一定 由公式v v0 at知 当物体做匀加速运动时 物体的初速度越大 加速度越大 运动的时间越长 则物体的末速度一定越大 而当物体做匀减速运动时 末速度可能反而越小 典例精析 一 速度与时间的关系式v v0 at的应用 例1一物体从静止开始以2m s2的加速度做匀加速直线运动 经5s后做匀速直线运动 最后2s的时间内物体做匀减速直线运动直至静止 求 1 物体做匀速直线运动的速度的大小 2 物体做匀减速直线运动时的加速度 解析解题关键是画出如下的示意图 设图中a b做匀加速直线运动 b c做匀速直线运动 c d做匀减速直线运动 匀速运动的速度为ab段的末速度 也为cd段的初速度 1 由速度 时间的关系式得vb a1t1 2 5m s 10m svc vb 10m s即做匀速直线运动的速度为10m s答案10m s 2 由vd vc a2t2得 负号表示加速度方向与vc方向相反 答案 5m s2 加速度方向与vc方向相反 例2一汽车在平直的公路上以20m s的速度匀速行驶 前面有情况需紧急刹车 刹车后可视为匀减速直线运动 加速度大小为8m s2 求刹车3s后汽车的速度 解析设汽车从开始刹车到速度为零所用的时间为t 取汽车运动的方向为正方向 末速度减为零而停下 汽车不再运动 所以3s后汽车的速度为0 答案0 二 v t图象的理解和应用 例3a b是做匀变速直线运动的两个物体 其速度图象如图4所示 图4 1 a b各做什么运动并求其加速度 解析a物体沿规定的正方向做匀加速直线运动 方向与初速度方向相同 b物体前4s沿规定的正方向做匀减速直线运动 4s后沿反方向做匀加速直线运动 加速度为a2 m s2 2m s2 负号表示加速度方向与初速度方向相反 答案见解析 2 两图象交点的意义 解析两图象交点表示在该时刻a b速度相同 答案见解析 3 求1s末a b的速度 解析1s末a物体的速度为3m s 和初速度方向相同 b物体的速度为6m s 和初速度方向相同 答案见解析 4 求6s末a b的速度 解析6s末a物体的速度为8m s 和初速度方向相同 b物体的速度为 4m s 和初速度方向相反 答案见解析 针对训练如图5所示是某物体做直线运动的v t图象 由图象可知 a 物体在0 2s内做匀速直线运动b 物体在2 8s内静止c t 1s时物体的加速度为6m s2d t 5s时物体的加速度为12m s2 图5 解析物体在0 2s内速度随时间均匀增大 做匀加速直线运动 故a错误 物体在2 8s内速度随时间不变 做匀速直线运动 故b错误 图象的斜率表示a 由题图信息知 t 1s时a 6m s2 t 5s时a 0 故c正确 d错误 答案c 课堂要点小结 1 2 3 4 1 对匀变速直线运动的理解 如图所示的四个图象中 表示物体做匀加速直线运动的是 自我检测 ad 1 2 3 4 2 v v0 at的应用 一辆以12m s的速度沿平直公路行驶的汽车 因发现前方有险情而紧急刹车 刹车后获得大小为4m s2的加速度 汽车刹车后5s末的速度为 a 8m sb 8m sc 0d 32m s c 1 2 3 4 3 对v t图象的理解 如图6所示是某物体运动的v t图象 下列说法正确的是 a 该物体的加速度一直不变b 3s末物体的加速度开始改变c 0 8s物体一直做匀减速运动d t 0时和t 6s时物体的速率相等 图6 1 2 3 4 解析图线斜率不变 加速度就不变 a项正确 b项错误 物体先做匀减速运动 再做匀加速运动 c项错误 t 0时和t 6s时物体的速率都为30m s d项正确 答案ad 1 2 3 4 4 v v0 at的应用 火车沿平直铁轨匀加速前进 通过某一路标时的速度为10 8km h