高中物理 第2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 新人教版必修1A

1、2匀变速直线运动的速度与时间的关系,填一填,练一练,一、匀变速直线运动(见课本第34页) 1.定义 沿着一条直线,且加速度恒定不变的运动。 2.分类 (1)匀加速直线运动是物体的速度随着时间均匀增加的直线运动。 (2)匀减速直线运动是物体的速度随着时间均匀减小的直线运动,填一填,练一练,3.直线运动的v-t图象 (1)匀速直线运动的v-t图象是一条平行于时间轴的直线,如图所示。 (2)匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,如图所示a表示匀加速直线运动,b表示匀减速直线运动,3)v-t图线的倾斜程度,即图线斜率等于物体的加速度,填一填,练一练,填一填,练一练,二、速度与时间的关系式(见课本

2、第34页) 1.速度公式v=v0+at。 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就等于物体在开始时刻的速度v0再加上在整个过程 中速度的变化量at。 3.公式适用条件:匀变速直线运动,填一填,练一练,几个质点的运动图象如图所示,其中是匀变速运动的是(,A.甲、乙、丙B.甲、乙、丁 C.甲、丙、丁D.乙 解析:乙中v-t图线平行于t轴,表示v不随t而变化,是匀速直线运动,甲、丙、丁中v-t图线斜率一定,a一定,表示匀变速直线运动,选项C正确。 答案:C,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,对匀变速直线运动速度公式的理解 汽车以速度v0行驶,请思考:若汽车从此时刻开始

3、加速,则在求某段时间后的速度时,速度公式中的加速度a应取正值还是负值?若汽车减速呢,当堂检测,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.公式的适用条件 公式v=v0+at只适用于匀变速直线运动。 2.公式的矢量性 公式v=v0+at中的v0、v、a均为矢量,取v0方向为正方向时,a、v符号意义如下表,当堂检测,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,3.公式的两种特殊形式 (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)。 4.两个公式的比较,当堂检测,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,例题1】 一质点从静止开始

4、以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动,经5 s后做匀速直线运动,匀速直线运动的时间为4 s,最后2 s时间内质点做匀减速直线运动直到静止,则: (1)质点匀速直线运动时的速度多大? (2)匀减速直线运动时的加速度多大? 点拨:质点的运动过程包括加速匀速减速三个阶段,画出运动过程的示意图如图所示,图中AB段为加速,BC段为匀速,CD段为减速,匀速运动的速度既为AB段的末速度,也为CD段的初速度,当堂检测,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析:(1)由v1=v0+a1t1可得质点5 s末的速度 v1=a1t1=15 m/s=5 m/s。 (2)设减速运动时的加速度为a2,则由0=v

5、1+a2t2得 负号表示a2与v0方向相反。 答案:(1)5 m/s,方向与初速度方向相同 (2)2.5 m/s2,方向与初速度方向相反,当堂检测,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练1 一个物体从静止开始做匀加速直线运动,4 s末的速度为2 m/s,则10 s末物体的速度大小为多大? 解析:由匀变速直线运动的速度公式得v1=at1 所以物体在10 s末的速度为 v2=at2=0.510 m/s=5 m/s。 答案:5 m/s,当堂检测,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,探究一,探究二,当堂检测,问题导引,名师精讲,典例剖析,对v-t图象的进一步理解 如

6、图为甲、乙两运动物体的v-t图象,试根据图象讨论:两物体的速度有什么特点?物体做什么运动,探究一,探究二,当堂检测,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.几种直线运动的速度时间图象(v-t图象,探究一,探究二,当堂检测,问题导引,名师精讲,典例剖析,2.匀变速直线运动的v-t图象 (1)如图甲所示,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

7、甲中的c所示,探究一,探究二,当堂检测,问题导引,名师精讲,典例剖析,3.对v-t图象的几点说明 (1)纵截距:表示物体的初速度。 (2)横截距:表示物体在开始计时后过一段时间才开始运动,或物体经过一定时间速度变为零。 (3)与横轴的交点:表示速度方向改变的时刻,如图甲中直线c的t1时刻和图乙中的t2时刻。 (4)图线折点:表示加速度方向改变的时刻,如图乙中的t1时刻。 (5)两图线的交点:表示两物体具有相同的速度,探究一,探究二,当堂检测,问题导引,名师精讲,典例剖析,例题2】某质点的v-t图象如图所示,则下列说法中正确的是() A.在06 s内,质点做匀变速直线运动 B.在610 s内,质

8、点处于静止状态 C.在4 s末,质点向相反方向运动 D.在t=12 s末,质点的加速度为-1 m/s2 解析:质点在04 s内做加速度为1.5 m/s2的匀加速直线运动,在46 s内做加速度为-1 m/s2的匀减速直线运动,在610 s内以4 m/s的速度做匀速直线运动,在 1014 s内做加速度为-1 m/s2的匀减速直线运动,综上所述只有选项D正确。 答案:D,探究一,探究二,当堂检测,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,当堂检测,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练2 (多选)一物体做匀变速直线运动,若从物体过P点时开始计时,取向右为正方向,其v-t图象如图所示,则物体在4

9、s内() A.始终向右运动 B.前2 s向左运动,后2 s向右运动 C.4 s末离P点最远 D.2 s末离P点最远 解析:v-t图象中速度的正负表示方向,向右为正方向,故物体前2 s向左运动,后2 s向右运动,选项A错误,B正确;物体前2 s向左运动远离P点,而后2 s向右运动靠近P点,可知物体在2 s末离P点最远,选项C错误,D正确。 答案:BD,当堂检测,探究一,探究二,1,2,3,4,1.关于匀变速直线运动,下列说法正确的是() A.是加速度不变、速度随时间均匀变化的直线运动 B.是速度不变、加速度变化的直线运动 C.是速度随时间均匀变化、加速度也随时间均匀变化的直线运动 D.当加速度不

10、断减小时,其速度也一定不断减小 解析:匀变速直线运动是加速度不变,速度随时间均匀变化的运动,选项A正确,B、C、D错误。 答案:A,1,2,3,4,当堂检测,探究一,探究二,2.物体做匀加速直线运动,到达A点时的速度为5 m/s,经 3 s 到达B点时的速度为14 m/s,再经过4 s到达C点,则它到达C点时的速度为() A.23 m/sB.5 m/s C.26 m/sD.10 m/s 解析:物体的加速度为a= m/s2=3 m/s2, vC=vB+at=(14+34) m/s=26 m/s,C对。 答案:C,1,2,3,4,5,当堂检测,探究一,探究二,3.(多选)质点做直线运动的v-t图象如图所示,则下列说法正确的是() A.在前4 s内质点做匀变速直线运动 B.在13 s内质点做匀变速直线运动 C.3 s末质点的速度大小为5 m/s,方向与规定的正方向相反 D.23 s内与34 s内质点的速度方向相反 解析:由题中图象知,前4 s内质点做变加速运动,它的加速度发生变化,故选项A错误;13 s内质点加速度不变,故选项B正确;3 s末质点的速度为-5 m/s,故选项C正确;24 s内质点的速度一直为负,故选项D错误。 答案:BC,1,2,3,4,当堂检测,探究一,探究二,4.某战机在机场进行热身飞行表演