【创新设计】高中物理 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系学案 新人教版必修1.doc

2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系目标定位1.了解匀变速直线运动的概念和特点.2.理解匀变速直线运动速度时间图象的特征.3.掌握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一、匀变速直线运动1定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动2匀变速直线运动的vt图象是一条倾斜的直线分类：(1)速度随着时间均匀增加的匀变速直线运动，叫匀加速直线运动(2)速度随着时间均匀减小的匀变速直线运动，叫做匀减速直线运动想一想：在图221在图中，图线a和图线b分别表示什么运动？图221答案a图线速度随着时间均匀增加，表示匀加速直线运动；b图线速度随时间均匀减小，表示匀减速直线运动二、速度与时间的关系式1速度公式：vv0at2对公式的理解：做匀变速直线运动的物体，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t时间内速度的变化量；再加上运动开始时物体的速度v0，就可以得到t时刻物体的速度v想一想：速度时间公式既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动吗？答案速度时间公式适用于加速度不变的直线运动，匀减速直线运动的加速度也是不变的，所以同样适用一、对匀变速直线运动的认识1匀变速直线运动的特点(1)加速度a恒定不变；(2)vt图象是一条倾斜的直线2分类匀加速直线运动：速度随着时间均匀增大，加速度a与速度v同向匀减速直线运动：速度随着时间均匀减小，加速度a与速度v同向例1关于匀变速直线运动，下列说法中正确的是()a匀变速直线运动的加速度是恒定的，不随时间而改变b匀变速直线运动的速度时间图象是一条倾斜的直线c速度不断随时间增加的运动，叫做匀加速直线运动d速度随时间均匀减小的运动，叫做匀减速直线运动解析匀变速直线运动的加速度是恒定的，大小和方向都不随时间变化，其vt图象是一条倾斜的直线，a、b均正确如果速度随时间均匀增加，那么是匀加速直线运动；如果不是均匀增加，就不是匀加速直线运动，所以c错速度随时间均匀减小，那么是匀减速直线运动，d正确答案abd二、对速度公式的理解1公式vv0at中各量的物理意义v0是开始计时时的瞬时速度，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内的速度变化量，即vat.2公式的适用条件：做匀变速直线运动的物体3注意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取正值；若物体做匀减速直线运动，a取负值4特殊情况(1)当v00时，vat，即vt(由静止开始的匀加速直线运动)(2)当a0时，vv0(匀速直线运动)例2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？解析(1)初速度v045 km/h12.5 m/s，加速度a0.6 m/s2，时间t10 s10 s后汽车的速度为vv0at(12.50.610) m/s18.5 m/s.(2)汽车匀减速运动，a0.6 m/s2，减速到停止的时间tms20.83 s10 s所以10 s后汽车的速度为vv0at(12.50.610) m/s6.5 m/s.(3)汽车刹车所用时间t2s10 s所以10 s后汽车已经刹车完毕，则10 s后汽车速度为零答案(1)18.5 m/s(2)6.5 m/s(3)0借题发挥对匀减速直线运动，要注意减速为零后停止，加速度变为零的实际情况，如刹车问题，注意题目给定的时间若大于“刹车”时间，则“刹车”时间以后的时间内车是静止的图222针对训练质点在直线上做匀变速直线运动，如图222所示，若在a点时的速度是5 m/s，经过3 s到达b点时的速度是14 m/s，若再经4 s到达c点，则在c点时的速度多大？解析根据匀变速直线运动的速度时间公式有a m/s23 m/s2，则vcvbat1434 m/s26 m/s.答案26 m/s三、vt图象的理解和应用1匀速直线运动的vt图象如图223甲所示，匀速直线运动的vt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由图象知，a、b两物体的运动方向相反，且vavb.图2232匀变速直线运动的vt图象(1)如图223乙所示，匀变速直线运动的vt图象是一条倾斜的直线，直线a为匀加速直线运动的图象；直线b为匀减速直线运动的图象(2)如果某时间段内vt图象一段在t轴上方，另一段在t轴下方，但仍是直线，只是说明运动方向发生了改变，但加速度是恒定的，全过程可以看成统一的匀变速直线运动，如图乙中的c所示3斜率：斜率表示加速度，斜率的大小表示加速度的大小；斜率的正负号表示加速度的方向。4截距：纵截距表示初速度，横截距表示速度为零的时刻5交点：交点表示同一时刻两物体具有相同的速度例3如图224所示是某物体运动的vt图象，下列说法正确的是()图224a该物体的加速度一直不变b3 s末物体加速度开始改变c08 s物体一直做匀减速运动dt0时和t6 s时物体的速率相等解析图线斜率不变，加速度就不变，a正确、b错误物体先做匀减速运动，再做匀加速运动，c错误t0时和t6 s时物体的速率都为30 m/s，d正确答案ad对匀变速直线运动的理解1如图所示的四个图象中，表示物体做匀加速直线运动的图象是()解析做匀加速直线运动的物体速度随时间均匀增大，其图线远离时间轴，故选a、d.答案ad对速度公式的理解2一辆以12 m/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4 m/s2的加速度，汽车刹车后5 s末的速度为()a8 m/s b14 m/s c0 d32 m/s解析汽车减速到零的时间为t3 s，5 s3 s，汽车在5 s时已经停止，速度为零，故选c.答案c3火车机车原来的速度是36 km/h，在一段下坡路上加速度为0.2 m/s2.机车行驶到下坡末端，速度增加到54 km/h.求机车通过这段下坡路所用的时间解析初速度v036 km/h10 m/s，末速度v54 km/h15 m/s，加速度a0.2 m/s2.由vv0at得：ts25 s.故机车通过这段下坡路所用的时间为25 s.答案25 svt图象的理解和应用4(2013昌平区模拟)如图225所示，某物体做直线运动的vt图象，由图象可知，下列说法中正确的是()图225a物体在010 s内做匀速直线运动b物体在010 s内做匀减速直线运动c物体运动的初速度为10 m/sd物体在010 s内的加速度为2.5 m/s2解析由图知，物体的速度均匀增大，图象的斜率一定，说明该物体做匀加速直线运动，a、b错误物体运动的初速度即t0时刻的速度，由图知初速度为10 m/s，c正确物体在010 s内的加速度为am/s21.5 m/s2，d错误故选c.答案c图2265物体运动的速度图象如图226所示，以下说法正确的是()a物体在02 s做匀加速直线运动b物体在24 s做匀减速直线运动c物体在08 s内一直做匀变速直线运动d物体在08 s内一直朝一个方向运动解析02 s速度和加速度方向均为正方向，图线远离时间轴，做匀加速直线运动，a正确；24 s加速度变为负方向，图线靠近时间轴，做匀减速直线运动，b正确；全程加速度方向发生了变化，所以不能称为匀变速直线运动，c错误；物体速度的方向一直为正方向，表明物体一直朝正方向运动，d正确故选a、b、d.答案abd(时间：60分钟)题组一对匀变速直线运动的认识1关于匀变速直线运动中加速度的方向和正负值，下列说法中正确的是()a匀加速直线运动中，加速度方向一定和初速度方向相同b匀减速直线运动中，加速度一定是负值c在匀加速直线运动中，加速度也有可能取负值d只有在规定了初速度方向为正方向的前提下，匀加速直线运动的加速度才取正值解析加速度和初速度方向相同时，物体做加速直线运动，a正确；加速度的正、负取决于正方向的选取，加速度方向与规定的正方向相同时加速度为正值，反之为负值，所以无论是匀加速运动还是匀减速运动，加速度都有可能是正值，也有可能是负值，b错误，c正确；当规定初速度方向为正方向时，匀加速直线运动中的加速度与速度方向相同，故取正值，d正确；故选a、c、d.答案acd2对于一个做匀减速直线运动的物体，在它静止前，下列说法中正确的是()a速度越来越小 b速度越来越大c加速度越来越小 d加速度越来越大解析因为是匀减速直线运动，故物体运动的加速度a保持不变，由vv0at知，当a为负值时，v逐渐变小，所以b、c、d错误，a正确答案a3下图表示匀变速运动的是()解析vt图象斜率保持不变，说明加速度恒定不变，物体做匀变速直线运动，故a对；at图象倾斜，斜率不变，说明加速度均匀增加，物体做变加速直线运动，故b错；at图象纵坐标保持不变，说明物体的加速度不变，物体做匀变速直线运动，故c对；d图象中斜率不断变化，所以物体做变速直线运动，故d错答案ac题组二对速度公式的理解4有两个做匀变速直线运动的质点，下列说法中正确的是()a经过相同的时间，速度大的质点加速度必定大b若初速度相同，速度变化大的质点加速度必定大c若加速度相同，初速度大的质点的末速度一定大d相同时间里，加速度大的质点速度变化必定大解析由vv0at可知，v的大小除与t有关之外，还与v0和a有关，所以v大的其加速度a未必一定大，故a错；速度的变化vvv0at，由于不知道时间的关系，故b错；若a相同，由于时间t未知，所以也无法判断v的大小，故c错；若t相同，则vvv0at，a大时，v一定大，故d正确答案d5物体做匀加速直线运动，已知第1 s末的速度是6 m/s，第2 s末的速度是8 m/s，则下面结论正确的是()a物体零时刻的速度是3 m/sb物体的加速度是2 m/s2c任何1 s内的速度变化都是2 m/sd第1 s内的平均速度是6 m/s解析物体做匀加速直线运动，由已知可求出a2 m/s2，则初速度为4 m/s；第1 s内的平均速度应小于6 m/s.答案bc 6一辆车由静止开始做匀变速直线运动，在第8 s末开始刹车，经4 s停下来，汽车刹车过程也在做匀变速运动，那么前后两段加速度的大小之比是()a14 b12 c21 d41解析设前后两段加速度分别为a1、a2，则a1，a2，所以a1a2t2t112.答案b7a、b两个物体从同一地点同时出发，沿同一方向做匀变速直线运动若初速度不同而加速度相同，则在运动过程中()aa、b的速度之差保持不变ba、b的速度之差与时间成正比ca、b的速度之和与时间成正比da、b的速度之差与时间的平方成正比解析设初速度为v0、v0，则a、b的速度为vav0at，vbv0at，则vavbv0v0，vavb(v0v0)2at.所以a正确答案a题组三vt图象的理解和应用8如图227所示为甲、乙两物体在同一起跑线上同时向同一方向做直线运动时的vt图象，则以下判断中正确的是()图227a甲、乙均做匀速直线运动b在t1时刻甲、乙两物体相遇c在t1时刻之前甲的速度大d甲、乙均做匀加速直线运动，乙的加速度大解析由图可知，甲、乙均做匀加速直线运动，且乙的加速度大，a错误，d正确；t1时刻之前，v甲v乙，甲一直在乙的前方，c正确；故t1时刻两物体没相遇，b错误答案cd9物体从a点开始计时，沿水平直线移动，取向右的方向为运动的正方向，其vt图象如图228所示，则物体在最初的4 s内是()图228a前2 s内物体做匀减速直线运动b前2 s内物体向左运动，后2 s内物体向右运动ct4 s时刻，物体与a点距离最远dt4 s时刻，物体又回到a点解析由图象可知，物体前2 s内向左做匀减速直线运动，后2 s内向右做匀加速直线运动.4 s末物体回到出发点a，故a、b、d正确，c错误答案abd10质点做直线运动的vt图象如图229所示，规定向右为正方向，则关于该质点在前8 s内的运动，下列说法正确的是()图229a01 s内的加速度最大且方向向右b13 s内速度的变化大于58 s内的速度变化c35 s内质点的加速度方向向右d58 s内质点的加速度最小且方向向左解析01 s内的加速度为a2 m/s2，方向向右；1 s5 s内质点的加速度相同为a21 m/s2，方向向左；58 s质点的加速度a3m/s2，方向向右，a正确，c、d错误；13 s内速度的变化为2 m/s，58 s内的速度变化为2 m/s，方向相反大小相等，b错误答案a题组四能力提升11一物体做匀变速直线运动，初速度为20 m/s，加速度大小为5 m/s2，则经3 s后，其末速度大小()a一定为35 m/s b一定5 m/sc不可能为35 m/s d可能为5 m/s解析若加速度为5 m/s2，由a可得，5，解得v35 m/s，若加速度为5 m/s2，由a可得5，解得v5 m/s.答案d12一物体做匀变速直线运动，当t0时，物体的速度大小为12 m/s，方向向东；当t2 s时，物体的速度大小为8 m/s，方向仍向东当t为多少时，物体的速度大小变为2 m/s()a3 s b5 s c7 s d9 s解析取向东为正，am/s22 m/s2.当末速度方向仍向东时，v32 m/s，t s5 s；当末速度方向向西时，v32 m/s，t s7 s故b、c正确答案bc13卡车原来以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，因为路口出现红灯，司机从较远的地方立即开始刹车，使卡车匀减速前进当车减速到2 m/s时，交通灯恰好转为绿灯，司机当即放开刹车，并且只用了减速过程一半的时间卡车就加速到原来的速度从刹车开始到恢复原速的过程用了12 s求：(1)卡车在减速与加速过程中的加速度；(2)开始刹车后2