2014匀变速直线运动的速与时间的关系PPT教学课件

1、启动过程汽车做怎样的运动？第1页/共43页刹车过程速度随时间怎样变化？第2页/共43页1.1.了解匀变速直线运动的概念和特点，知道其两种运动类型。2.2.知道匀变速直线运动v vt t图像的特点，理解图像的物理意义。( (难点) )3.3.理解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计算。( (重点) )第3页/共43页0 1 2 3 4 5 6 7 0.20.40.60.81.0v v / / / /s一、匀变速直线运动问题探究：(1)(1)这个v-tv-t图像有什么特点？(2)(2)表示的速度有什么特点？(3)(3)表示的加速度有什么特点？是一条平行于时间轴的直线表示速度不随时

2、间变化，描述的是匀速直线运动a = 0a = 0第4页/共43页tvtvvvtt468101234v0v/(m/s)t/s0t1t2t4t3ttvvv1v2v3v42tvtv2v2m/s2m/st1s2v4m/s2m/st2svt恒 量(1)(1)图像是一条倾斜直线，说明速度随时间均匀增加。(2)(2)小车运动的加速度保持不变。小车的运动图像探究：图像的形状特点速度如何变化的小车做怎样的运动第5页/共43页一、匀变速直线运动1.1.定义：质点沿着一条直线，且加速度不变的运动。质点沿着一条直线，且速度随时间均匀变化的运动。v-tv-t图像是一条倾斜直线。2.2.分类：匀加速直线运动：物体的速度随

3、时间均匀增加。( (汽车启动) )匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小。( (刹车过程) )怎样判定匀加、匀减？第6页/共43页v v0 0 0 0，a a 0 0 v v0 0 0 0，a a 0 0匀加速(a(a、v v同向) )匀减速(a(a、v v反向) )v v0 0 0 0，a a 0 0v v0 0 0 0，a a 0 0匀加速匀加速匀减速匀减速第7页/共43页1.1.从v-tv-t图像中我们能得出哪些信息? ?(1)(1)质点在任一时刻的瞬时速度( (大小和方向) )及任一速度所对应的时刻；(2)(2)比较速度的变化快慢，即加速度0 0t tt t1 1t t2 2v vv

4、 v0 0v v1 1v v2 2v v3 3v v4 4t t4 4t t3 3v vv vt tt tv va = a = t tv va a= = t t【归纳总结】第8页/共43页2.2.为什么v-tv-t图像只能反映直线运动的规律? ?因为速度是矢量，既有大小又有方向。物体做直线运动时，只可能有两个速因为速度是矢量，既有大小又有方向。物体做直线运动时，只可能有两个速度方向。规定了一个为正方向时，另一个便为负值。当物体做曲线运动时，度方向。规定了一个为正方向时，另一个便为负值。当物体做曲线运动时，速度方向各不相同，不可能仅用正、负号表示所有的方向。速度方向各不相同，不可能仅用正、负号表

5、示所有的方向。任何任何v-t图像反映的也一定是直线运动的规律。图像反映的也一定是直线运动的规律。第9页/共43页例例1.1.下列关于匀变速直线运动的说法正确的下列关于匀变速直线运动的说法正确的是是( )( )A.A.匀变速直线运动是运动快慢相同的运动匀变速直线运动是运动快慢相同的运动B.B.匀变速直线运动是速度变化量相同的运动匀变速直线运动是速度变化量相同的运动C.C.匀变速直线运动的匀变速直线运动的a-ta-t图像是一条倾斜直线图像是一条倾斜直线D.D.匀变速直线运动的匀变速直线运动的v-tv-t图像是一条倾斜直线图像是一条倾斜直线D D第10页/共43页例例2. 2. 关于直线运动关于直线

6、运动, ,下述说法中正确的是下述说法中正确的是( )( )A.A.匀速直线运动的速度是恒定的匀速直线运动的速度是恒定的, ,不随时间而改变不随时间而改变B.B.匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变C.C.速度随时间不断增加的运动速度随时间不断增加的运动, ,叫匀加速直线运动叫匀加速直线运动D.D.速度随着时间均匀减小的直线运动速度随着时间均匀减小的直线运动, ,通常叫做匀减速直线运动通常叫做匀减速直线运动ABDABD第11页/共43页从运动开始时刻t=0t=0到时刻t t， 那么：时间的变化量是t tt-0t-0 速度的变化量是v vv-vv-v0 0得：t

7、vvtva0vt二、速度与时间的关系式1.1.推导：加速度初速度运动过程对应的时间末速度第12页/共43页匀加速直线运动匀减速直线运动2.2.理解：由于加速度a a在数值上等于单位时间内速度的变化量，所以atat就是整个运动过程中速度的变化量；再加上运动开始时物体的速度v v0 0，就得到t t时刻物体的速度v v。 第13页/共43页(1)(1)当 v v 0 0=0=0时时，(2)(2)当a =0a =0时时，v = atv = at：3.3.两种特殊情况：物体做初速度为零的匀加速直线运动物体做初速度为零的匀加速直线运动v = vv = v0 0：物体做匀速直线运动物体做匀速直线运动v v

8、0 0t t第14页/共43页注意：注意：1.1.公式中的物理量代入具体数值运算时单位要统一。公式中的物理量代入具体数值运算时单位要统一。2.2.v v0 0、a a、v v都是矢量，处理问题时应先选取正方向。都是矢量，处理问题时应先选取正方向。 ( (一般选择初速度一般选择初速度v v0 0方向为正方向方向为正方向) ) 解：解：以初速度以初速度v v0 0=40km/h=11m/s=40km/h=11m/s的方向为正方向的方向为正方向则则10s10s后的速度后的速度: :v=vv=v0 0+at=(11+0.6+at=(11+0.610)m/s=17m/s=62km/h10)m/s=17m

9、/s=62km/h例例2.2.汽车以汽车以36km/h36km/h的速度匀速行驶，现以的速度匀速行驶，现以0.6m/s0.6m/s2 2 的加速度加速，的加速度加速，10s10s后速度能达到多少？后速度能达到多少？运动示意图第15页/共43页例例3.3.某汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是某汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是6m/s6m/s2 2，如果必须在，如果必须在2s2s内停下来，内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少？汽车的行驶速度最高不能超过多少？运动示意图解：解：以汽车初速度以汽车初速度v v0 0方向为正方向方向为正方向则由则由v=vv=v0 0+at+at得得v v0

10、 0=v-at=0-(-6)=v-at=0-(-6)2m/s=12m/s=43km/h2m/s=12m/s=43km/h汽车的速度不能超过汽车的速度不能超过43km/h43km/h第16页/共43页解匀变速直线运动速度与时间关系题目步骤：1.1.规定正方向( (设初速度方向为正方向) )。加速运动，a a为正值；减速运动，a a为负值。2.2.明确初速度v v0 0、末速度v v、加速度a a和时间t t及各量的正负号。3.3.将已知量带入公式求未知量，若所求量是矢量，要说明方向。注意：注意：在解题过程中可适当运用图解法。在解题过程中可适当运用图解法。第17页/共43页例例4.4.某汽车正以某

11、汽车正以12m/s12m/s的速度在路面上匀速行驶，的速度在路面上匀速行驶，前方出现紧急情况需刹车，加速度大小是前方出现紧急情况需刹车，加速度大小是3m/s3m/s2 2，求汽车求汽车5s5s末的速度末的速度。解：解：以初速方向为正方向以初速方向为正方向则则v v= =v v0 0+ +atat=12+(-3)=12+(-3)5m/s=-3m/s5m/s=-3m/s正确解法：以初速方向为正方向正确解法：以初速方向为正方向当车速减为零时，当车速减为零时，v=vv=v0 0+at=12-3+at=12-3t t=0=0解得解得t=4st=4s即即4s4s末汽车已刹车完毕，所以末汽车已刹车完毕，所以

12、5s5s末时末时汽车处于静止状态，即速度为零。汽车处于静止状态，即速度为零。刹车问题刹车问题( (与实际相符与实际相符) )注意：注意：第18页/共43页匀变速直线运动特点:(1):(1)沿直线运动 (2)(2)加速度不变v-tv-t图像：一倾斜直线分类：匀加速和匀减速直线运动 速度与时间的关系式： v vv v0 0atat注意：矢量式，需选取正方向。 第19页/共43页1.1.对于公式对于公式v=vv=v0 0+at,+at,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.适用于任何变速运动适用于任何变速运动B.B.只适用于匀加速直线运动只适用于匀加速直线运动C.C.适用于任何匀变速

13、直线运动适用于任何匀变速直线运动D.vD.v0 0和和v v只能是正值只能是正值, ,不可能为负值不可能为负值 C C 第20页/共43页2.2.质点做直线运动的质点做直线运动的v-tv-t图像如图所示，则图像如图所示，则( () )A A在前在前4 s4 s内质点做匀变速直线运动内质点做匀变速直线运动B B在在1 13 s3 s内质点做匀变速直线运动内质点做匀变速直线运动C C3 s3 s末的速度大小为末的速度大小为5 m/s5 m/sD D2 23 s3 s内与内与3 34 s4 s内质点的速度方向相反内质点的速度方向相反BCBC第21页/共43页3.3.一质点从静止开始以一质点从静止开始

14、以1m/s1m/s2 2的加速度匀加速运动，的加速度匀加速运动，经经5s5s后做匀速运动，最后后做匀速运动，最后2s2s的时间质点做匀减速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？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？减速运动时的加速度是多大？第22页/共43页分析：分析：质点的运动过程包括加速质点的运动过程包括加速匀速匀速减速三个阶段，如图：减速三个阶段，如图：图示中图示中ABAB为加速，为加速，BCBC为匀速，为匀速，CDCD为减速，匀速运动的速度既为为减速，匀速运动的速度既为ABAB段的末速度，也段的末速度，也为为CDCD段的初速度。段

15、的初速度。解析：解析：由题意画出图示，由运动学公式知：由题意画出图示，由运动学公式知： 5m/s5m/s， 5m/s5m/s由由 应用于应用于CDCD段段( )( )得：得： m/sm/s2 2 负号表示负号表示a a与与v v0 0方向相反。方向相反。B0vvatCBvv0vvatDv0DCvv0 5a2.5t2第23页/共43页4.4.卡车原来以卡车原来以10m/s10m/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，司机从较远的地方开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到方开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到2m/s2m/s时

16、，交通灯转为绿灯，司机当即停止时，交通灯转为绿灯，司机当即停止刹车，并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原速过刹车，并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原速过程用了程用了12s12s。求：。求：(1)(1)减速与加速过程中的加速度大小；减速与加速过程中的加速度大小；(2)(2)开始刹车后开始刹车后2s2s末及末及10s10s末的瞬末的瞬时速度。时速度。运动示意图第24页/共43页解：解：以初速度以初速度v v0 0=10m/s=10m/s方向为正方向方向为正方向(1)(1)匀减速时：匀减速时：v=vv=v0 0+a+a1 1t t1 1

17、匀加速时：匀加速时：v v0 0=v+a=v+a2 2t t2 2由此可得：由此可得：a a1 1t t1 1+a+a2 2t t2 2=0=0又又t t2 2=(1/2)t=(1/2)t1 1，t t1 1+t+t2 2=t=12s =t=12s 得得t t1 1=8s=8s，t t2 2=4s=4s则则 m/sm/s2 2=-1m/s=-1m/s2 2m/sm/s2 2=2m/s=2m/s2 2(2)2s(2)2s末：末：v v1 1=v=v0 0+a+a1 1t t3 3=10m/s+(-1)=10m/s+(-1)2m/s=8m/s2m/s=8m/s 10s 10s末：末：v v2 2=

18、v+a=v+a2 2t t4 4=2m/s+(10-8)=2m/s+(10-8)2m/s=6m/s2m/s=6m/s022vv102at4011vv2 10at8第25页/共43页基础梳理基础梳理第26页/共43页知识精析知识精析一、匀变速直线运动的速度公式一、匀变速直线运动的速度公式1注意弄清公式中各符号的意义：(1)v0、v分别表示物体的初、末速度(2)a为时间t范围内的加速度，且a为恒量2公式vv0at是个矢量式：(1)一般规定v0的方向为正方向，a与v0同向时表明物体的速度随时间均匀增加，a与v0反向时，表明物体的速度随时间均匀减小(2)应用公式vv0at进行计算时，除“”外，其他各量

19、要根据正方向的规定情况加上相应的“正负”号3几种特殊的匀变速直线运动：(1)当a0时，公式为vv0.(2)当v00时，公式为vat.(3)当a0时，公式为vv0at(此时a取绝对值)第27页/共43页二、识别二、识别vt图象图象如图81所示，vt图象描述速度随时间的变化关系，记录了任意时刻物体的速度，用图象法处理物理问题的优点是：形象直观、清晰便捷，能清楚地反映运动物体的速度随时间变化的情况，便于从整体上认识运动的过程、运动的特点 图811两图线的交点：表示该时刻两物体速度相同.2图线与坐标轴的交点：(1)与t轴的交点：表示速度为零，方向改变(2)与v轴的交点：表示初速度第28页/共43页3图

20、线的拐点(折点)：表示加速度改变，速度出现极值4几个常见弯曲图线：(图线的斜率表示物体的加速度)图线图线物理意义物理意义表示物体运动的加速度越来越大，速度越表示物体运动的加速度越来越大，速度越来越大来越大表示物体运动的加速度越来越小，最后为表示物体运动的加速度越来越小，最后为零；速度越来越大，最后匀速零；速度越来越大，最后匀速表示物体运动的加速度越来越大，速度越表示物体运动的加速度越来越大，速度越来越小，最后为零来越小，最后为零.第29页/共43页方法指导方法指导一、速度时间关系式的应用一、速度时间关系式的应用例例1 1 某汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是某汽车在某路面紧急刹车时，加速度

21、的大小是6 m/s6 m/s2 2，如果必须在，如果必须在2.5 s2.5 s内停内停下来，则该汽车的行驶速度最大不能超过多少？下来，则该汽车的行驶速度最大不能超过多少？( (假设汽车刹车后做匀减速运动假设汽车刹车后做匀减速运动) )解析解析 我们研究的是汽车从开始刹车到停止运动这个过程在这我们研究的是汽车从开始刹车到停止运动这个过程在这个过程中，汽车做匀减速运动，加速度的大小是个过程中，汽车做匀减速运动，加速度的大小是6 m/s2.由于是减速由于是减速运动，加速度的方向与速度方向相反，如果设汽车运动的方向为正，运动，加速度的方向与速度方向相反，如果设汽车运动的方向为正，则汽车的加速度方向为负

22、，我们把它记为则汽车的加速度方向为负，我们把它记为a6 m/s2.这个过程的这个过程的末速度末速度v是零，初速度就是我们所求的允许最高速度，记为是零，初速度就是我们所求的允许最高速度，记为v0，过，过程的持续时间程的持续时间t2.5 s.第30页/共43页解法一根据解法一根据vv0at，有，有v0vat0(6 m/s2)2.5 s15 m/s54 km/h，汽车的速度不能超过，汽车的速度不能超过54 km/h.解法二反过来汽车可以看做是初速度为零的匀加速运解法二反过来汽车可以看做是初速度为零的匀加速运动则动则vat62.515 m/s54km/h.答案答案 不能超过不能超过54 km/h点评点

23、评 根据匀加速直线运动的速度公式即可得出答案不根据匀加速直线运动的速度公式即可得出答案不过要注意加速度是负值匀减速到零的直线运动可以反过来过要注意加速度是负值匀减速到零的直线运动可以反过来看做是初速度为零的匀加速直线运动，这样解起来很方看做是初速度为零的匀加速直线运动，这样解起来很方便车最终停下来，所以末速度为零，这一点容易忽略，导便车最终停下来，所以末速度为零，这一点容易忽略，导致缺少条件，解不出答案致缺少条件，解不出答案第31页/共43页变式训练变式训练1汽车以汽车以36 km/h36 km/h的速度匀速行驶，的速度匀速行驶，(1)(1)若汽车以若汽车以0.5m/s0.5m/s2 2的加速

24、度加速，则的加速度加速，则10 s10 s后速度能达到多少？后速度能达到多少？(2)(2)若汽车刹车以若汽车刹车以0.5 m/s0.5 m/s2 2的加速度减速，则的加速度减速，则10 s 10 s 后速度减为多少？后速度减为多少？(3)(3)若汽车刹车以若汽车刹车以3 m/s3 m/s2 2的加速度减速，则的加速度减速，则10 s10 s后速度为多少？后速度为多少？解析解析 汽车做匀加速运动时，可直接应用公式汽车做匀加速运动时，可直接应用公式vv0at，求，求10 s后的速度，汽车做匀减速运动时，要先验证减速为零时所用时间与后的速度，汽车做匀减速运动时，要先验证减速为零时所用时间与10 s的

25、关系，若大于的关系，若大于10 s，则直接应用公式，则直接应用公式vv0at，若小于，若小于10 s，则则10 s后的速度为零后的速度为零第32页/共43页第33页/共43页解(2)：例题例题2 2、汽车在平直路面紧急刹车时，加速度的汽车在平直路面紧急刹车时，加速度的大小是大小是6 m/s6 m/s2 2，如果必须在，如果必须在2s2s内停下来，汽车的内停下来，汽车的 行驶速度最高不能超过多少？行驶速度最高不能超过多少？ (2) (2) 如果汽车以最如果汽车以最高允许速度行驶，必须在高允许速度行驶，必须在1.5s1.5s内停下来内停下来, ,汽车在刹汽车在刹车的过程中加速度至少多大？车的过程中

26、加速度至少多大？ 根据V= V0 + a t，有20s/8m5s. 112m/s0m/stvva汽车刹车匀减速运动加速度至少8m/s2 第34页/共43页二、利用二、利用vt图象分析物体的运动图象分析物体的运动例例2 2 分析如图82所示的图线，物体在各段时间内做何种运动？哪一时间内的加速度最大？图82 解析解析 vt图象的斜率等于加速度的大小，负斜率表示加图象的斜率等于加速度的大小，负斜率表示加速度方向与规定的正方向相反速度方向与规定的正方向相反由由vt图象的意义可知，物体在图象的意义可知，物体在0t1、t4t5时间内做匀时间内做匀加速运动；加速运动；t2t3、t6t7时间内做匀减速直线运动

27、；在时间内做匀减速直线运动；在t1t2、t5t6时间内做匀速直线运动时间内做匀速直线运动第35页/共43页vt图象的斜率大小等于加速度大小，图象的斜率大小等于加速度大小，t2t3段斜率最大，段斜率最大，所以加速度最大所以加速度最大答案答案 略略点评点评 速度大小的变化情况仅由速度和加速度方向的关系速度大小的变化情况仅由速度和加速度方向的关系确定，不要认为加速度为负值，就做匀减速运动，如在本题确定，不要认为加速度为负值，就做匀减速运动，如在本题中中t4t5时间内，虽然加速度为负值，但速度也为负值，即两时间内，虽然加速度为负值，但速度也为负值，即两者方向相同，物体做匀加速直线运动者方向相同，物体做

28、匀加速直线运动第36页/共43页变式训练变式训练2某质点的运动图象如图83所示，则质点()图83A在第1 s末运动方向发生变化B在第2 s末运动方向发生变化C在第2 s内速度越来越大D在第3 s内速度越来越大第37页/共43页解析解析 题图为题图为vt图象，由图可知，第图象，由图可知，第1 s末速度达到最大，末速度达到最大，运动方向不变，选项运动方向不变，选项A错误；第错误；第2 s末速度为零，然后反向加末速度为零，然后反向加速，速度方向改变，选项速，速度方向改变，选项B正确；第正确；第2 s内质点做减速运动，内质点做减速运动，速度减小，选项速度减小，选项C错误；第错误；第3 s内质点做反向的加速运动，速内质点做反向的加速运动，速度增大，选项度增大，选项D正确正确答案答案 BD第38页/共43页三、物体分阶段运动问题三、物体分阶段运动问题例例3 3 发射卫星一般采用多级火箭，第一级发射卫星一般采用多级火箭，第一级火箭点火后，使卫星向上做匀加速运动的加火箭点火后，使卫星向上做匀加速运动的加速度为速度为50 m/s50 m/s