人教版高中物理必修1第二章 匀变速直线运动的研究2 匀变速直线运动的速度与时间的关系导学案(2).doc

第二节 匀变速直线运动的速度和时间的关系【学习目标】1知道匀变速直线运动的vt图象特点，理解图象的物理意义2掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动vt图象的特点3理解匀变速直线运动vt图象的物理意义，会根据图象分析解决问题，4掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式，能进行有关的计算【自主学习】1匀变速运动： ，匀加速直线运动： ，匀减速直线运动： 。2分别作出匀速直线运动、初速度为0的匀加速度直线运动和匀减速直线运动的速度时间图象： 3匀变速直线运动中速度与时间的关系式是 。【预习自测】1以6m/s的速度在水平面上运动的小车，如果获得2m/s2的与运动方向同向的加速度，几秒后它的速度将增加到10m/s （ ）A.5s B.2s C. 3s D. 8s2匀变速直线运动是（ ）位移随时间均匀变化的直线运动速度随时间均匀变化的直线运动加速度随时间均匀变化的直线运动 加速度的大小和方向恒定不变的直线运动A B C D3一火车以2 m/s的初速度，1 m/s2的加速度做匀减速直线运动，求：火车在第3 s末的速度是多少？【课堂探究】知识点一、匀变速直线运动1、速度一时间图象的物理意义如图：匀速直线运动的vt图象，如图221所示问题：如图的两个速度一时间图象在vt图象中能看出哪些信息呢?尝试描述这种直线运动填空：匀速直线运动是 不变的直线运动，它的加速度 上节课我们自己实测得到的小车运动的速度一时间图象，如图所示请大家尝试描述它的运动情况问题：匀加速直线运动有什么特点？匀减速直线运动有什么特点？练习：关于直线运动的位移、速度图象，下列说法正确的是（ ）A、匀速直线运动的速度-时间图象是一条与时间轴平行的直线B、匀速直线运动的位移-时间图象是一条与时间轴平行的直线C、匀变速直线运动的速度-时间图象是一条与时间轴平行的直线D、非匀变速直线运动的速度-时间图象是一条倾斜的直线知识点二、速度与时间的关系式数学知识在物理中的应用很多，除了我们上面采用图象法来研究外，还有公式法也能表达质点运动的速度与时间的关系填空：从运动开始(取时刻t0)到时刻t，所以t v 因为a 所以：v 如图我给大家在图上形象地标出了初速度，速度的变化量请大家从图象上如何对公式加以理解？【要点突破】v-t图象不仅能直观、清晰的反应物体的运动过程，而且能非常快捷准确地求解运动学相关问题。对于初次接触的学生，应从何入手分析v-t图象呢？1、找初速度“看截距”图象与坐标轴的交点叫截距，在v-t图象中，图象与速度轴的交点表示物体运动的初速度，图象与时间轴的交点表示物体在该时刻的速度为零。如例4图所示物体初速度为-2m/s，2s末速度减为零。2、找运动方向看“上下”当图象在时间轴上方时，速度值为正，说明速度方向与规定正方向相同。图象在时间轴下方，速度值为负，说明速度方向与规定正方向相反。图象与时间轴交叉，表示从该时刻开始，物体运动的速度方向与原来的速度方向相反。例1如图1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，能大致反映该同学运动情况的速度时间图象是（ ）解析：从频闪照片上可以发现该同学先向右运动，连续相等时间间隔内位移均匀增加，故做匀加速直线运动，到最右端时改为向左运动，在相等时间间隔内位移相等，故匀速直线运动。如规定向右的运动方向为正方向，则向右运动速度为正值，向左运动速度为负值，故答案为C。3、找运动性质看“形状”匀速直线运动的速度v是定值，随时间不变，故图象是平行于时间轴的直线，匀变速直线运动的速度，随时间均匀变化，故图象是倾斜的直线。非匀变速直线运动的速度随时间变化具有不确定性，故图象是曲线。例2下列所示的v-t图象中，表示物体做匀加速直线运动的是（ ）解析：从以上四个图象的形状可知，A图所示物体的速度不变做匀速直线运动，B图所示物体的速度均匀减小做匀减速直线运动，C图所示物体的速度均匀增加做匀加速直线运动，D图所示物体速度增加的越来越快，说明加速度在变大，做初速度为零的加速度增大的加速直线运动，故答案为C。4、找加速度“看斜率”图象的倾斜程度在数学中用斜率表示，而加速度，故在v-t图象中斜率表示加速度。由图象倾斜程度可直观确定加速度的大小，倾斜程度大加速度大。对图象直接利用即可进行定量计算加速度。例3如图2，是一质点的v -t图象，下列说法正确的是A前2s物体做匀加速运动，后3s物体做匀减速运动B25s内物体静止C前2s内和后3s内速度的变化量均为6m/sD前2s内的加速度是3m/s2，后3s加速度为-2m/s2解析：从图象特点可知，前2s质点做匀加速直线运动，速度变化量，加速度，2s5s质点做匀速运动，速度为6m/s，后3s质点做匀减速直线运动，速度变化量，加速度 ，故答案为AD。点评：如果题目没有要求定量计算，大小可直接看图像的倾斜程度，越倾斜加速度越大；在判定方向时，首先确定速度方向，然后根据加速运动，速度与加速度方向相同，减速运动速度与加速度方向相反即可进行快速判定。5、找位移“看面积”图像与时间轴围成的“面积”在数值上等于物体在该段时间内的位移，其中在时间轴上面部分的位移为正，在时间轴下面部分的位移为负。在某段时间内合位移在数值上等于这段时间内图象与时间轴围成的“面积”的代数和；路程为位移大小之和。例4如图4所示为某质点做直线运动的v-t图象，关于这个质点在4s内的运动情况，下列说法中正确的是A质点始终向同一方向运动B4s内通过的路程为4m，而位移为零C4s末物体离出发点最远D加速度大小不变，方向与初速度方向相同解析：从图象可知，02s：质点在负方向做匀减速直线运动，加速度方向与速度方向相反，加速度方向为正；图象与时间轴围成的“面积”为-2m。2s末质点速度减为零。2s4s：质点的运动方向发生反向，做正方的匀加速直线运动，加速度方向与速度方向相同，则加速度方向为正；图象与时间轴围成的“面积”为2m。0-4s：合位移为零，路程为4m，2s末质点离出发点最远，整个过程图象倾斜程度不变，故加速度大小不变。通过以上分析所以答案为B。6、多条图象分析“看交点”在v-t图象中，往往出现多个物体运动的图象，在分析比较两物体运动性质时，除以上五点需要注意外，还应该清楚图象交点的意义，即在该时刻两物体速度相同。这一交点在以后处理追击相遇问题时尤为重要。例5甲乙两个物体同时同地向同一方向做直线运动，它们的vt图象如图5所示，则下列说法正确的是（ ）A在2s末，甲乙两物体的速度不同，位移不同B在2s末，甲乙两物体的速度相同，位移不同C在4s末，甲乙两物体的速度相同，位移不同D在4s末，甲乙两物体的速度不同，位移相同解析：根据图象与时间轴围成的面积表示位移，图象交点表示2s末速度相同，则答案为BD。【节末练习】1. 汽车沿正东方向从5m/s开始以2m/s2的加速度加速，求1S后物体速度如何？3S后物体速度如何？2.一质点从静止开始以l ms2的加速度匀加速运动，经5 s后做匀速运动，最后2 s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?3.对于公