2020版新教材高中物理第2章第1节速度变化规律教案鲁科版.docx

第1节速度变化规律学习目标核心素养形成脉络1.知道匀变速直线运动的特点及分类2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3理解匀变速直线运动的vt图像特点. 学生用书P20一、匀变速直线运动的特点1定义：物体的加速度保持不变的直线运动2特点：物体在直线运动过程中，加速度的大小和方向都不改变，即加速度为一恒量3分类(1)匀加速直线运动：加速度与速度方向相同，速度增大(2)匀减速直线运动：加速度与速度方向相反，速度减小二、匀变速直线运动的速度时间关系1速度公式：vtv0at2对速度公式的理解：设初速度v0的方向为正方向(1)当a0时，a与v0方向相同，物体做匀加速直线运动(2)当a0时，a与v0方向相反，物体做匀减速直线运动(3)当v00时，公式可简化为vtat，此时vt与a的方向总是相同的3匀变速直线运动的vt图像(1)图像的作法：取时间t为横坐标，速度v为纵坐标，在坐标纸上描出与t、v相对应的点，将各点连接起来便得到vt图像(2)图像的意义：直观地描述速度v随时间t的变化规律可以根据图像求出物体某时刻的运动速度的大小和方向，也可以根据图像求出物体达到某速度所需要的时间 思维辨析(1)加速度不变的运动就是匀变速直线运动()(2)匀变速直线运动的加速度不变()(3)速度增加的直线运动是匀加速直线运动()(4)公式vv0at适用于任何做直线运动的物体()(5)公式vv0at既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动()提示：(1)(2)(3)(4)(5) 基础理解(1)你坐在直线行驶的汽车中，能看到：汽车启动时，速度计的指针顺时针方向转动；刹车时，速度计的指针逆时针方向转动那么，如何根据此现象判断汽车的运动是不是匀变速直线运动呢？(2)在匀变速直线运动中，物体的速度方向是否可以改变？加速度方向呢？请分析如图所示的速度时间图像对应物体的运动情况提示：(1)若速度计的指针随时间均匀变化，则汽车做的是匀变速直线运动；若速度计的指针随时间变化不均匀，则汽车做的不是匀变速直线运动(2)速度方向可以改变，加速度方向不变图像表示物体做匀变速直线运动：它在0t1时间段内的速度逐渐减小，该段时间内物体做匀减速直线运动；t1时刻速度为零，在t1t2时间段内的速度逐渐增大，该段时间内物体做匀加速直线运动，但速度反向整个过程加速度大小和方向是不变的对速度公式vtv0at的理解及应用学生用书P21 问题导引设一个物体做匀变速直线运动，运动开始时刻(t0)的速度为v0(叫做初速度)，加速度为a，请根据加速度定义式求t时刻物体的瞬时速度要点提示vtv0at由加速度的定义式a，整理得：vtv0at.【核心深化】1公式的适用范围公式vtv0at只适用于匀变速直线运动2公式的矢量性公式vtv0at中的v0、vt、a均为矢量，应用公式解题时，首先应选取正方向一般以v0的方向为正方向，若为匀加速直线运动，a0；若为匀减速直线运动，a0.若vt0，说明vt与v0方向相同，若vt0，说明vt与v0方向相反3两种特殊情况(1)当v00时，vtat.即由静止开始的匀加速直线运动的速度大小与其运动时间成正比(2)当a0时，vv0.即加速度为零的运动是匀速直线运动 关键能力1对匀变速直线运动的理解(多选)下列说法中正确的是()A匀变速直线运动是加速度恒定的直线运动B做匀变速直线运动的物体相同时间内速度的变化量相同C当运动物体的加速度为负值时，物体一定不可能做匀加速直线运动D匀变速直线运动的vt图像是一条倾斜的直线思路点拨 物体做匀变速直线运动时，在任意相等的时间内速度的变化量都相等；物体做匀速直线运动时，在任意相等的时间内位移都相等解析匀变速直线运动的特点是加速度恒定，运动轨迹是直线，A正确；由于匀变速直线运动的加速度恒定，所以相同时间内速度的变化量at相同，B正确；当物体的初速度为负时，加速度的方向与速度方向相同时，物体做匀加速直线运动，C错误；匀变速直线运动的速度均匀变化，其vt图像是一条倾斜的直线，D正确答案ABD 关键能力2公式vv0at的应用(多选)我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第三颗北斗导航卫星送入预定轨道，这标志着北斗卫星导航系统工程建设又迈出了重要一步，卫星组网正按计划稳步推进如图所示，发射过程中某段时间内火箭速度的变化规律为vt(2t4)m/s，由此可知这段时间内()A火箭的初速度为4 m/sB火箭的加速度为2 m/s2C在3 s末，火箭的瞬时速度为12 m/sD火箭做匀减速直线运动思路点拨 解此题的关键是将公式vt(2t4)m/s中各数量与公式vtv0at相对应解析由速度的表达式vt(2t4) m/s可知，在这段时间内火箭的初速度v04 m/s，加速度a2 m/s2，火箭做匀加速直线运动，选项A、B正确，D错误；将时间t3 s代入vt(2t4) m/s得vt10 m/s，选项C错误答案AB 关键能力3对刹车类问题的分析计算在某汽车4S店，一顾客正在测试汽车加速、减速性能汽车以36 km/h的速度匀速行驶，现以0.6 m/s2的加速度加速，则10 s后速度能达到多少？若汽车以0.6 m/s2的加速度刹车，则10 s和20 s后速度各减为多少？思路点拨 汽车刹车时，一定要先判断它的停止时间，在有效时间内计算，否则容易出错解析初速度v036 km/h10 m/s，加速度a10.6 m/s2，a20.6 m/s2.由速度公式得v1v0a1t1(100.610)m/s16 m/s.开始刹车10 s后汽车的速度v2v0a2t2(100.610) m/s4 m/s，从开始刹车至汽车停下所需时间t3 s16.7 s20 s.故刹车20 s后汽车早已停止运动，所以车速为0.答案16 m/s4 m/s0刹车类问题的处理(1)明确刹车时间(车辆末速度变为0时所用的时间)，可由t计算得出(2)判断要研究的时间是大于刹车时间还是小于刹车时间(3)若要研究的时间小于刹车时间，则汽车在要研究的时间段内的实际运动时间小于刹车时间反之，实际运动时间等于刹车时间 【达标练习】1以72 km/h的速度在平直公路上行驶的汽车，遇紧急情况而急刹车获得大小为4 m/s2的加速度，则刹车3 s 后汽车的速度为()A16 m/sB12 m/sC8 m/s D0解析：选C.取初速度方向为正方向，则v0 m/s20 m/s，a4 m/s2.设汽车刹车后经t0时间而停止运动，即末速度v0，由vv0at0得t0 s5 s，故在t05 s末汽车速度为零，而汽车在t13 s时仍处于运动状态，故在刹车3 s后汽车速度为v1v0at20 m/s43 m/s8 m/s，故选C.2汽车在平直路面紧急刹车时，加速度的大小是6 m/s2，则：(1)如果必须在2 s内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少？(2)如果汽车以最高允许速度行驶，必须在1.5 s内停下来，汽车在刹车的过程中加速度至少多大？解析：(1)以初速度方向为正方向，汽车的加速度a6 m/s2，运动时间t2 s，末速度v0由公式vv0at代入数值得v012 m/s.(2)仍以初速度方向为正方向汽车的初速度v012 m/s运动时间t1.5 s，末速度v0由公式vv0at代入数值得a8 m/s2.答案：(1)12 m/s(2)8 m/s2匀变速直线运动的vt图像学生用书P22 问题导引观察如图所示的四个vt图像思考如下问题：(1)它们分别做什么运动？(2)匀加速直线运动的vt图像斜率一定为正值吗？匀减速直线运动的vt图像斜率一定为负值吗？要点提示(1)甲做匀速直线运动；乙做匀加速直线运动；丙做匀减速直线运动；丁沿着负方向做匀加速直线运动(2)不一定不一定【核心深化】1匀速直线运动的vt图像(1)匀速直线运动的vt图像是一条平行于时间轴的直线如图甲所示，从图像中可以直接读出速度的大小和方向A、B两物体的运动方向相反，且vA0表示做加速运动，a0表示做加速运动，a0表示做减速运动Dv的方向总是与v0的方向相同解析：选AC.公式vv0at应用时，首先规定正方向，凡与正方向相同的量取正值，否则取负值3如图所示是一物体做匀变速直线运动的vt图像，由图可知物体()A初速度为0B2 s末的速度大小为3 m/sC5 s内的位移为0D加速度的大小为1.5 m/s2解析：选B.由题图可知，物体的初速度v05 m/s，末速度v0，由公式vv0at可得a1 m/s2，A、D错误由题图知，2 s末物体的速度大小为3 m/s，B正确由于5 s内vt图像与坐标轴围成的面积不为零，所以C错误4(多选)一个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 sB5 sC7 s D9 s解析：选BC.取物体开始运动的方向为正方向，物体的加速度a m/s22 m/s2.物体的速度大小为2 m/s时，方向可能向东，也可能向西当速度方向向东时：t1 s5 s；当速度方向向西时：t2 s7 s，故B、C正确课时作业学生用书P119(单独成册)一、单项选择题1下列关于匀变速直线运动的说法正确的是()A匀加速直线运动的速度一定与时间成正比B匀减速直线运动就是加速度为负值的运动C匀变速直线运动的速度随时间均匀变化D速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动解析：选C.匀变速直线运动的速度是时间的一次函数，但不一定成正比，若初速度为零则成正比，所以A错；加速度的正、负仅表示加速度方向与设定的正方向相同还是相反，是否是减速运动还要看速度的方向，速度与加速度反向则为减速运动，所以B错；匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，所以C对；加速度恒定，初速度与加速度方向相反的直线运动中，速度就是先减小再增大的，所以D错2由于发射卫星耗资巨大，还要耗费大量燃料推动沉重的金属物体在地球大气中飞行科学家正在研发一种解决方案，利用一架喷气式飞机发射一个高效的小型推进系统，把卫星送入近地轨道已知卫星必须达到 8 000 m/s 才能达到预定轨道，发射时喷气式飞机运行了16.7 min.则喷气式飞机的加速度约为()A6 m/s2B8 m/s2C10 m/s2 D12 m/s2解析：选B.根据公式vat可得，加速度为a m/s28 m/s2，选项B正确3.(2019襄阳高一检测)如图所示为我国的“和谐号”列车，“和谐号”到某站时匀减速进站，停靠一段时间后又匀加速(同方向)出站在如图所示的四个vt图像中，正确描述了“和谐号”运动情况的是()解析：选B.进站速度均匀减小，出站速度均匀增大，故A、D错误；进站、出站的运动方向相同，故B正确，C错误4奥迪车有多种车型，如30TFSI、35TFSI、50TFSI，G值(每个车型字母前的数字称为G值)用来表现车型的整体加速度性能，数字越大，加速越快G值的大小为车辆从静止开始加速到100 km/h的平均加速度数值(其单位为国际单位)再乘以10.如图为某一型号的奥迪车的尾标，其值为50TFSI，则该型号车从静止开始加速到100 km/h的时间约为()A5.6 s B6.2 sC8.7 s D9.5 s解析：选A.由题意可知，该型号车的加速度为a m/s25 m/s2，v100 km/h27.8 m/s，故加速时间t s5.6 s.5一家从事创新设计的公司打造了一辆飞行汽车，既可以在公路上行驶，也可以在天空飞行已知该飞行汽车起飞时在跑道上的加速度大小为2 m/s2，速度达到40 m/s后离开地面离开跑道后的加速度为5 m/s2，最大速度为200 m/s.该飞行汽车从静止加速到最大速度所用的时间为()A40 s B52 sC88 s D100 s解析：选B.在跑道上的运动时间t1 s20 s，在空中的运动时间t2 s32 s，则运动的总时间tt1t2(2032) s52 s，故B正确，A、C、D错误6如图所示，是甲、乙两质点的vt图像，由图可知()At0时刻，甲的速度大B甲、乙两质点都做匀加速直线运动C相等时间内乙的速度变化量大D在5 s末以前甲质点速度大解析：选B.从图像中可看出：乙的纵截距大，甲的纵截距为0，表明t0时刻，甲的速度等于0，乙的速度大，选项A错误由于甲、乙都是倾斜的直线，且甲的斜率比乙的大，表明甲、乙都做匀加速直线运动，且甲的加速度大，即相等时间内甲的速度变化量大，故选项B正确，选项C错误由图像知，在5 s末之前，任一时刻甲的速度小于乙的速度，故选项D错误7星级快车出站时能在150 s内匀加速到180 km/h，然后正常行驶某次因意外列车以加速时的加速度大小将车速减至108 km/h.以初速度方向为正方向，则下列说法不正确的是()A列车加速时的加速度为 m/s2B列车减速时，若运用vv0at计算瞬时速度，其中a m/s2C若用vt图像描述列车的运动，减速时的图线在时间轴t轴的下方D列车由静止加速，1 min内速度可达20 m/s解析：选C.列车的加速度大小a ms2 ms2，减速时，加速度方向与速度方向相反，a ms2，故A、B两项都正确；列车减速时，vt图像中图线依然在时间轴t轴的上方，C项错误；由vat可得v60 ms20 ms，D项正确二、多项选择题8物体运动的速度图像如图所示，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： 选ABD.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9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，则下面的结论正确的是()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内的速度变化量都是2 m/sD第2 s初的瞬时速度是6 m/s解析：选BCD.物体的加速度a m/s22 m/s2，物体在零时刻的速度v0v1at1(621) m/s4 m/s，故A错误，B正确；物体在任何1 s内速度的变化量vat21 m/s2 m/s，故C正确；第2 s初和第1 s末是同一时刻，可知第2 s初的瞬时速度是6 m/s，故D正确10.亚丁湾索马里海盗的几艘快艇试图靠近中国海军护航编队保护的商船，中国海军发射爆震弹成功将其驱逐假如其中一艘海盗快艇在海面上的速度时间图象如图所示，则下列说法中正确的是()A海盗快艇行驶的最大速度为15 m/sB海盗快艇在66 s末开始调头逃离C海盗快艇在066 s做的是加速度逐渐减小的加速运动D海盗快艇在96116 s内做匀减速直线运动解析：选AC.从vt图象上得知海盗快艇行驶的最大速度为15 m/s，在066 s内vt 图线的斜率逐渐减小，故加速度逐渐减小，选项A、C正确；在66 s末海盗快艇速度方向没变，速度大小减小，选项B错误；在96116 s内海盗快艇调头做匀加速直线运动，选项D错误三、非选择题11磁悬浮列车由静止开始加速出站，加速度为0.6 m/s2，2 min 后列车速度为多大？列车匀速运动时速度为432 km/h，如果以0.8 m/s2的加速度减速进站，求减速160 s时速度为多大？解析：取列车开始运动的方向为正方向，列车初速度v100，则列车2 min后的速度vv10a1t1(00.6260) m/s72 m/s当列车减速进站时a20.8 m/s2初速度v20432 km/h120 m/s从开始刹车到速度为0的时间t2 s150 s所以160 s时列车已经停止运动，速度为0.答案：72 m/s012如图所示为A、B两个物体做匀变速直线运动的vt图像(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1 s末A、B的速度；(4)求6 s末A、B的速度解析：(1)A物体沿规定的正方向做匀加速直线运动，加速度的大小a1 m/s21 m/s2，加速度的方向沿规定的正