202X_202X版新教材高中物理第二章第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系课件新人教版必修第一册

1、第第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系节匀变速直线运动的速度与时间的关系核核心心素素养养物理观念物理观念科学思维科学思维科学态度与责任科学态度与责任1.知道什么是匀变速直线运动。知道什么是匀变速直线运动。2.理解匀变速直线运动的速度与时间理解匀变速直线运动的速度与时间的关系的关系vv0at，会用，会用vv0at进行进行相关计算。相关计算。体会速度公式体会速度公式vv0at的推导过程的推导过程与方法。与方法。能运用速度与时间公能运用速度与时间公式解决生活、生产、式解决生活、生产、科技等实际问题。科技等实际问题。知识点一匀变速直线运动知识点一匀变速直线运动1.定义：定义：沿着一条直线，且沿着一条

2、直线，且 加速度不变加速度不变 的运动。的运动。加速度不变指加速度大小、方向均不变加速度不变指加速度大小、方向均不变倾斜的直线倾斜的直线4.分类分类（1）匀加速直线运动：速度随时间）匀加速直线运动：速度随时间。（2）匀减速直线运动：速度随时间）匀减速直线运动：速度随时间。思考判断思考判断（1）速度增大的运动是匀加速直线运动。（）速度增大的运动是匀加速直线运动。（ ）（2）速度减小的运动一定是匀减速直线运动。（）速度减小的运动一定是匀减速直线运动。（）（3）速度均匀增加（或减小）的运动是匀变速直线运动。（）速度均匀增加（或减小）的运动是匀变速直线运动。（ ）均匀增加均匀增加均匀减小均匀减小知识点

3、二速度与时间的关系知识点二速度与时间的关系1.速度公式速度公式2.含义：含义：做匀变速直线运动的物体，在做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度时刻的速度v等于物体在开始时刻的等于物体在开始时刻的加上在整个过程中速度的加上在整个过程中速度的 。速度速度v0变化量变化量at匀变速直线运动的速度公式匀变速直线运动的速度公式观察图甲和图乙，可知匀变速直线运动的观察图甲和图乙，可知匀变速直线运动的vt图像与我们在数学里学的一次函数图图像与我们在数学里学的一次函数图像类似，类比一次函数的表达式，写出速度与时间的关系式，由此可看出速度像类似，类比一次函数的表达式，写出速度与时间的关系式，由此可看出速度v与与

4、时间时间t存在什么关系？存在什么关系？答案答案根据一次函数的一般表达式根据一次函数的一般表达式ykxb，可知匀变速直线运动的速度与时间的，可知匀变速直线运动的速度与时间的关系式为关系式为vv0at。速度。速度v与时间与时间t存在一次函数关系。存在一次函数关系。问题探究问题探究核心要点核心要点3.公式的矢量性公式的矢量性（1）公式）公式vv0at中的中的v0、v、a均为矢量，应用公式解题时，首先应先选取正均为矢量，应用公式解题时，首先应先选取正方向。方向。（2）一般以）一般以v0的方向为正方向，若匀加速直线运动，的方向为正方向，若匀加速直线运动，a0，匀减速直线运动，匀减速直线运动，a0；对计算

5、结果；对计算结果v0，说明，说明v与与v0方向相同，方向相同，v0，说明，说明v与与v0方向相反。方向相反。4.公式的特殊形式公式的特殊形式（1）当）当a0时，时，vv0（匀速直线运动）。（匀速直线运动）。（2）当）当v00时，时，vat（由静止开始的匀加速直线运动）。（由静止开始的匀加速直线运动）。试题案例试题案例例例1 汽车以汽车以45 km/h的速度匀速行驶。的速度匀速行驶。（1）若汽车以）若汽车以0.6 m/s2的加速度加速，则的加速度加速，则10 s末速度能达到多少？末速度能达到多少？（2）若汽车刹车以）若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速，则的加速度减速，则10 s末速度能达到

6、多少？末速度能达到多少？（3）若汽车刹车以）若汽车刹车以3 m/s2的加速度减速，则的加速度减速，则10 s末速度为多少？末速度为多少？v1v0a1t（12.50.610） m/s18.5 m/s。（2）a20.6 m/s2，减速到停止的时间，减速到停止的时间（3）设刹车经）设刹车经t0时间就停止，末速度时间就停止，末速度v0，a33 m/s2，由由vv0a3t0，所以所以10 s末的速度末的速度v2v0a2t（12.50.610） m/s6.5 m/s。所以所以10 s末汽车的速度为零。末汽车的速度为零。答案答案（1）18.5 m/s（2）6.5 m/s（3）0针对训练针对训练1 奥迪车有多

7、种车型，如奥迪车有多种车型，如30TFSI，35TFSI，50TFSI，（每个车型字母前的数字称为（每个车型字母前的数字称为G值）值）G值用来表示车型的整体加值用来表示车型的整体加速感，数字越大，加速越快。速感，数字越大，加速越快。G值的大小为车辆从静止开始加速值的大小为车辆从静止开始加速到到100 km/h 的平均加速度数值（其单位为国际基本单位）再乘的平均加速度数值（其单位为国际基本单位）再乘以以10。如图所示为某一型号的奥迪尾标，其值为。如图所示为某一型号的奥迪尾标，其值为50TFSI，则该，则该型号车从静止开始加速到型号车从静止开始加速到100 km/h的时间约为的时间约为 （）（）A

8、.5.6 s B.6.2 s C.8.7 s D.9.5 s答案答案A例例2 滑雪运动员不借助雪杖，以加速度滑雪运动员不借助雪杖，以加速度a1由静止从山坡顶匀加速滑下，测得其由静止从山坡顶匀加速滑下，测得其20 s后后的速度为的速度为20 m/s，50 s后到达坡底，又以加速度后到达坡底，又以加速度a2沿水平面减速运动，经沿水平面减速运动，经20 s恰好停恰好停止运动。求止运动。求（1）a1和和a2的大小；的大小；（2）滑雪运动员到达坡底后再经过）滑雪运动员到达坡底后再经过6 s的速度大小。的速度大小。思路点拨思路点拨（1）过程）过程1：沿斜坡由静止匀加速下滑。：沿斜坡由静止匀加速下滑。（2）

9、过程）过程2：水平面上匀减速运动。：水平面上匀减速运动。（3）连接点：斜坡上的末速度为水平面上减速的初速度。）连接点：斜坡上的末速度为水平面上减速的初速度。解析解析（1）运动员下滑过程中的加速度大小）运动员下滑过程中的加速度大小到达坡底时的速度大小到达坡底时的速度大小v2a1t2150 m/s50 m/s即即a2的大小为的大小为2.5 m/s2。（2）到达坡底后再经过）到达坡底后再经过6 s的速度大小为的速度大小为v3v2a2t450 m/s2.56 m/s35 m/s答案答案（1）1 m/s22.5 m/s2（2）35 m/s针对训练针对训练2 磁悬浮列车由静止开始加速出站，加速度为磁悬浮列

10、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后列车速度为多大？列车匀速运动时速度为432 km/h，如，如果以果以0.8 m/s2的加速度减速进站，求减速的加速度减速进站，求减速160 s时速度为多大？时速度为多大？解析解析取列车开始运动方向为正方向，列车初速度取列车开始运动方向为正方向，列车初速度v100，则列车，则列车2 min后的速度后的速度vv10a1t1（00.6260） m/s72 m/s当列车减速进站时当列车减速进站时a20.8 m/s2初速度初速度v20432 km/h120 m/s所以所以160 s时列车已经停止运动，速度

11、为时列车已经停止运动，速度为0。答案答案72 m/s0多过程问题多过程问题要点归纳要点归纳 解答匀变速直线运动的多过程问题，更要重视先画出运动过程草图，在草图解答匀变速直线运动的多过程问题，更要重视先画出运动过程草图，在草图上标上已知量，注意不同阶段的运动特点，找出转折点的速度，这是联系前上标上已知量，注意不同阶段的运动特点，找出转折点的速度，这是联系前后阶段的桥梁，确定各阶段的速度、加速度及时间关系，最后选择公式计算后阶段的桥梁，确定各阶段的速度、加速度及时间关系，最后选择公式计算求解。求解。核心要点核心要点试题案例试题案例例例3 一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动，加速度大小为一辆公共

12、汽车由静止出发做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，6 s后改做后改做匀速直线运动，快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动，再经过匀速直线运动，快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动，再经过12 s停止，求停止，求：（1）汽车匀速行驶时的速度；）汽车匀速行驶时的速度；（2）汽车关闭发动机后的加速度；）汽车关闭发动机后的加速度；（3）汽车在匀速行驶的过程中突遇紧急情况，需要停车，若其刹车的加速度大小为）汽车在匀速行驶的过程中突遇紧急情况，需要停车，若其刹车的加速度大小为4 m/s2，那么刹车后，那么刹车后2 s和和5 s的速度各为多少？的速度各为多少？思路分析思路分析汽车的运动过程包括匀加

13、速、匀速、匀减速三个阶段，运动草图如图汽车的运动过程包括匀加速、匀速、匀减速三个阶段，运动草图如图所示，所示，AB段为匀加速，段为匀加速，BC段为匀速，段为匀速，CD段为匀减速，注意各段相关联的物理量段为匀减速，注意各段相关联的物理量速度。速度。解析解析 （1）匀速运动的速度为匀加速直线运动的末速度，）匀速运动的速度为匀加速直线运动的末速度，v1a1t126 m/s12 m/s。（3）中途紧急刹车，设汽车停止所需的时间为）中途紧急刹车，设汽车停止所需的时间为t0，则，则t12 s3 s，则，则2 s时的速度时的速度v2v1at112（4）2 m/s4 m/st25 s3 s，此时汽车已停止，其

14、速度，此时汽车已停止，其速度v50答案答案（1）12 m/s（2）1 m/s2，负号表示汽车加速度方向与运动方向相反，负号表示汽车加速度方向与运动方向相反 （3）4 m/s0方法总结解多过程问题的方法方法总结解多过程问题的方法（1 1）研究题意，画好草图，分清过程。）研究题意，画好草图，分清过程。（2 2）对每个过程，一般选定初速度方向为正方向。）对每个过程，一般选定初速度方向为正方向。（3 3）确定已知量的）确定已知量的“”、“”号，一般假定待求量为正值。号，一般假定待求量为正值。（4 4）根据公式求解。）根据公式求解。（5 5）分析结果的意义。）分析结果的意义。 针对训练针对训练3 矿井里

15、的升降机，从矿井底部由静止开始匀加速上升，经矿井里的升降机，从矿井底部由静止开始匀加速上升，经5 s速度达到速度达到8 m/s后，又以此速度匀速上升后，又以此速度匀速上升10 s，然后匀减速上升，又经，然后匀减速上升，又经10 s停在井口。求：停在井口。求：（1）加速和减速的加速度）加速和减速的加速度a1和和a2的大小；的大小；（2）匀速上升的高度。）匀速上升的高度。解析解析从静止匀加速上升阶段从静止匀加速上升阶段由速度公式由速度公式vv0at和和v00得得vat1以后以以后以v8 m/s匀速上升，上升高度匀速上升，上升高度hvt2810 m80 m最后以最后以v8 m/s匀减速上升匀减速上升

16、10 s停止，末速度停止，末速度v0减速上升的加速度大小为减速上升的加速度大小为0.8 m/s2答案答案（1）1.6 m/s20.8 m/s2（2）80 m要点归纳要点归纳1.匀速直线运动的匀速直线运动的vt图像图像如图甲所示，由于匀速直线运动的速度不随时间改变，因而如图甲所示，由于匀速直线运动的速度不随时间改变，因而vt图像是一条平行于时间轴的直线。从图像中可以直接看图像是一条平行于时间轴的直线。从图像中可以直接看出速度的大小和方向。出速度的大小和方向。速度速度时间图像时间图像核心要点核心要点2.匀变速直线运动的匀变速直线运动的vt图像图像如图乙所示，匀变速直线运动的如图乙所示，匀变速直线运

17、动的vt 图像是一条倾斜的直线图像是一条倾斜的直线。（1）直线）直线a反映了速度随着时间是均匀增加的，为匀加速直线反映了速度随着时间是均匀增加的，为匀加速直线运动的图像。运动的图像。（2）直线）直线b反映了速度随着时间是均匀减小的，为匀减速直线反映了速度随着时间是均匀减小的，为匀减速直线运动的图像。运动的图像。（3）直线）直线c反映了速度随着时间先均匀减小，后反向均匀增加反映了速度随着时间先均匀减小，后反向均匀增加，由于加速度不变，整个运动过程也是匀变速直线运动。，由于加速度不变，整个运动过程也是匀变速直线运动。例如：小球沿斜面向上做匀减速直线运动，速度变为零例如：小球沿斜面向上做匀减速直线运

18、动，速度变为零后，反向做匀加速直线运动。后，反向做匀加速直线运动。（4）关于交点与折点的理解）关于交点与折点的理解两条图线的交点：表明在该时刻两物体具有相同的速度。两条图线的交点：表明在该时刻两物体具有相同的速度。图线与图线与v轴的交点：表示物体的初速度。轴的交点：表示物体的初速度。图线与时间图线与时间t轴的交点：表示在该时刻速度为零，且方向改变。轴的交点：表示在该时刻速度为零，且方向改变。图线折点：表示加速度方向改变。图线折点：表示加速度方向改变。试题案例试题案例例例4 如图所示为如图所示为A、B两个物体做匀变速直线运动的两个物体做匀变速直线运动的vt图像。图像。（1）A、B各做什么运动？求

19、其加速度；各做什么运动？求其加速度；（2）两图线的交点的意义是什么？）两图线的交点的意义是什么？（3）求）求1 s末末A、B的速度；的速度；（4）求）求6 s末末A、B的速度。的速度。（2）两图线的交点表示此时刻两个物体的速度相同。）两图线的交点表示此时刻两个物体的速度相同。（3）A的初速度的初速度vA02 m/s，1 s末末A物体的速度为物体的速度为vAvA0a1t13 m/s，方向与，方向与规定的正方向相同；规定的正方向相同；B物体的初速度物体的初速度vB08 m/s，1 s末末B物体的速度物体的速度vBvB0a2t16 m/s，方向与规定的正方向相同。，方向与规定的正方向相同。（4）6

20、s末末A物体的速度为物体的速度为vAvA0a1t68 m/s，方向与规定的正方向相同；，方向与规定的正方向相同；B物体的速度为物体的速度为vBvB0a2t64 m/s，方向与规定的正方向相反。，方向与规定的正方向相反。答案答案见解析见解析方法凝炼应用方法凝炼应用vt图像的三点注意事项图像的三点注意事项（1 1）正确认识）正确认识v vt t图像，从图像中读出需要的信息是解题的关键。其中图线斜图像，从图像中读出需要的信息是解题的关键。其中图线斜率率k k0 0，加速度为正，图线斜率，加速度为正，图线斜率k k0 0，加速度为负。，加速度为负。（2 2）物体的速度变为负值，表示物体运动方向发生了变

21、化，负号不表示速度的）物体的速度变为负值，表示物体运动方向发生了变化，负号不表示速度的大小。大小。（3 3）v vt t图线为直线且跨过图线为直线且跨过t t轴，可分段分析也可全程分析；轴，可分段分析也可全程分析；v vt t图线是折线图线是折线一般采用分段分析。一般采用分段分析。 针对训练针对训练4 （多选）（多选）甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动，两物体运动甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动，两物体运动的的vt图像如图所示，下列判断正确的是图像如图所示，下列判断正确的是 （）（） A.甲做匀速直线运动，乙先做匀加速后做匀减速直线运动甲做匀速直线运动，乙先做匀加速后做匀减速直线

22、运动 B.两物体两次速度相同的时刻分别在两物体两次速度相同的时刻分别在1 s末和末和4 s末末 C.乙在前乙在前2 s内的加速度为内的加速度为2 m/s2，2 s后的加速度为后的加速度为1 m/s2 D.2 s后，甲、乙两物体的速度方向相反后，甲、乙两物体的速度方向相反解析解析由由vt图像可知，甲以图像可知，甲以2 m/s的速度做匀速直线运动，乙在的速度做匀速直线运动，乙在02 s内做匀内做匀加速直线运动，加速度加速直线运动，加速度a12 m/s2，在，在26 s内做匀减速直线运动，加速度内做匀减速直线运动，加速度a21 m/s2，选项，选项A正确，正确，C错误；错误；t11 s和和t24 s时两物体速度相同，选项时两物体速度相同，选项B正确正确；06 s内甲、乙的速度方向都沿正方向，选项内甲、乙的速度方向都沿正方向，选项D错误。错误。答案答案AB2.利用光电门测速度利用光电门测速度3.利用频闪照相技术测速度利用频闪照相技术测速度如图所示为小球沿斜面运动时每秒闪光如图所示为小球沿斜面运动时每秒闪光10次拍摄出的频闪照片，照片中每两个相次拍摄出的频闪照片，照片中每两个相邻小球影像之间的时间间隔就是邻小球影像