高一物理必修一22匀变速直线运动的速度与时间的关系

1、第二节第二节 匀变速直线运动匀变速直线运动 速度与时间的关系速度与时间的关系 1、掌握匀变速直线运动的概念、掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动的知道匀变速直线运动的vt图象图象特点特点,理解图象的物理意义理解图象的物理意义会根据图象分析解决问题。会根据图象分析解决问题。 2、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式,能进行有关的能进行有关的计算。计算。 教教 学学 目目 标标3、学会识别、分析图象和用物理语言表达相关过程、学会识别、分析图象和用物理语言表达相关过程4、学会用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义、学会用数学公式表达物理规律并

2、给出各符号的具体含义速度速度时间图象：时间图象：用纵坐标表示速度用纵坐标表示速度,用横用横坐标表示时间的图象坐标表示时间的图象,称为速度称为速度-时间图象时间图象(v-t图象图象),简称速度图象。简称速度图象。知识要点知识要点(一一)匀速直线运动的图象匀速直线运动的图象 作出物体以作出物体以2m/s和物体以和物体以5m/s的速度作的速度作匀速直线运动的速度匀速直线运动的速度时间图象时间图象 V/m.s-1t/s01234246V2=5m/sV1=2m/s特点特点:一平行于时间轴的直线一平行于时间轴的直线作用作用: 可求任一时刻的速度，并且可知可求任一时刻的速度，并且可知a=0 可求某一段时间内

3、的位移可求某一段时间内的位移(图中阴影部分的面图中阴影部分的面积为积为3秒内的位移秒内的位移)加速度不变加速度不变tv /保持不变保持不变描述的是一种什么运动？描述的是一种什么运动？v/(m/s)t/s0v0t1t2v1v2t3v3v1v2v3v4v5v6请观察这种图像请观察这种图像速度随时间均匀改变的运动，即加速度不变的运动(二二) 实例分析实例分析:一辆汽车作直线运动时一辆汽车作直线运动时,注注视速度仪表盘视速度仪表盘,记下间隔相等时间的速度记下间隔相等时间的速度值值,分析速度变化的规律。分析速度变化的规律。v/kmh-1t/s0510151020304050时刻时刻t/s速度速度v/km

4、h-102053110401549 匀变速直线运动：匀变速直线运动： 定义定义:在变速直线运动中在变速直线运动中,如果在如果在 任何任何 相相等的时间内速度的改变相等等的时间内速度的改变相等,这种运动就叫这种运动就叫做匀变速直线运动。做匀变速直线运动。 速度速度时间图象时间图象: v/m.s-1t/h0510151020304050 特点特点1:一条倾斜的直一条倾斜的直线线,该直线与纵轴的交点该直线与纵轴的交点表示表示t=0时刻的初速度时刻的初速度. t1t2t3t4tvv1v2v3v4v00vvtt 特点特点2:由于由于v-t图象是一条直线图象是一条直线,无论无论t选在选在什么区间什么区间,

5、对应的速度对应的速度v的变化量的变化量v与时间与时间t的变的变化量化量t之比都是一样的之比都是一样的,表示速度的变化量与所表示速度的变化量与所用时间的比值用时间的比值,即加速度。所以即加速度。所以v-t图象是一倾斜图象是一倾斜的直线的直线,是加速度不变的运动。是加速度不变的运动。 从匀变速直线运动的从匀变速直线运动的v v- -t t图象可获得的图象可获得的 物理信息物理信息: : (1)(1)可以知道任一时刻所对应的瞬时速度可以知道任一时刻所对应的瞬时速度 (2)(2)可以知道匀变速直线运动的加速度可以知道匀变速直线运动的加速度 (3)(3)可以知道一段时间间隔内的位移大小可以知道一段时间间

6、隔内的位移大小v/kmh-1t/s0510151020304050 (图中阴影面积的大小图中阴影面积的大小表示作匀加速直线运动表示作匀加速直线运动的物体在的物体在510秒间隔内秒间隔内的位移大小的位移大小 )几种匀变速直线运动的图像几种匀变速直线运动的图像 图图2 2匀变速直线运动匀变速直线运动匀加速直线运动匀加速直线运动 速度随时间均匀增加速度随时间均匀增加如如:汽车启动汽车启动,飞机起飞飞机起飞,火车出站火车出站,石头自由下石头自由下落落.匀减速直线运动匀减速直线运动 速度随时间均匀减少速度随时间均匀减少如如:汽车刹车汽车刹车,飞机降落飞机降落,火车进站火车进站, 石头竖直石头竖直上抛上抛

7、.分类分类: : 除图像外除图像外,还可以用还可以用公式公式表达物表达物体运动的速度与时间的关系。体运动的速度与时间的关系。你知道吗你知道吗 对于匀变速直线来说对于匀变速直线来说,由于它的由于它的v-t 图像是一图像是一条倾斜的直线条倾斜的直线,无论无论t大些还是小些大些还是小些,对应的速度对应的速度变化量变化量v与时间变化量与时间变化量t都是一样的都是一样的, 因此因此,我们可以把运动开始时刻到我们可以把运动开始时刻到t时刻的时间时刻的时间间隔作为时间的变化量间隔作为时间的变化量,而而t时刻的速度与开始时时刻的速度与开始时刻的速度刻的速度v0(叫做初速度叫做初速度initial veloci

8、ty)之差就是之差就是速度的变化量速度的变化量. 匀变速直线运动中的速度与时间的关系用匀变速直线运动中的速度与时间的关系用公式怎么描述？公式怎么描述？解解:设设t=0时速度为时速度为v0,t时刻的速度为时刻的速度为v,则则t=t-0=t,v=v-v0;由于匀变速由于匀变速直线运动的加速度不变直线运动的加速度不变, 所以所以:得得:v=v0+attvvtva0t00tvt 匀变速直线运动的速度与时间关系的匀变速直线运动的速度与时间关系的公式公式: :v v= =v v0 0+ +atat可以可以这样理解这样理解: :由于加速度由于加速度a a在数值上等于单位时间内速度的变化量在数值上等于单位时间

9、内速度的变化量, ,所以就是整个运动过程中速度的变量加上所以就是整个运动过程中速度的变量加上运动开始时物体的速度运动开始时物体的速度 , ,就得到就得到t t时刻物时刻物体的速度。体的速度。 怎样理解呢？怎样理解呢？v=v0+at矢量式矢量式 1.适用于匀变速直线运动。适用于匀变速直线运动。 2.在具体运算中必须规定正方向。在具体运算中必须规定正方向。 (一般以一般以v0的方向为正方向的方向为正方向,则对于匀加速直线则对于匀加速直线 运动运动,加速度取正值加速度取正值;对于匀减速直线运动对于匀减速直线运动,加速加速 度取负值度取负值) 3.计算时要统一单位。计算时要统一单位。注意注意 实例分析

10、实例分析1. 汽车以汽车以40km/h的速度匀速行驶的速度匀速行驶,现现以以0.6m/s2的加速度加速的加速度加速,10s后速度能达到多少？后速度能达到多少？ 解解:由题意知初速度由题意知初速度v0=40km/h =11m/s,加速度加速度a=0.6m/s2,时间时间t10s,10s后的速度为后的速度为v,由由v=v0+at得得v=v0+at=11m/s+0.6m/s210s=17m/s=62km/h 实例分析实例分析2. 汽车在平直路面紧急刹车时汽车在平直路面紧急刹车时,加速度的大小是加速度的大小是6 m/s2,如果必须在如果必须在2s内停下内停下来来,汽车的速度不能超过多少？汽车的速度不能

11、超过多少？ 解解:由题意知由题意知=-6m/s2,t=2s,=0m/s,由由=0t得得0=-t=0m/s-(-6m/s2)2s=12m/s=43km/h 汽车的速度不能超过汽车的速度不能超过43km/h 如图是一个物体如图是一个物体运动的运动的v-t图像图像,它的它的速度怎样变化？在速度怎样变化？在相等的时间间隔内相等的时间间隔内,速度的变化量总是速度的变化量总是相等吗？物体在做相等吗？物体在做匀加速运动吗？匀加速运动吗？/ms-1t/s0ttt说一说说一说解匀变速直线运动速度与时间关系题目步骤：解匀变速直线运动速度与时间关系题目步骤：1、规定正方向。、规定正方向。 加速运动，加速运动，a与与

12、v0同向。同向。 减速运动，减速运动，a与与v0反向。反向。2、明确初速度、明确初速度v0、末速度、末速度v、加速度、加速度a和和时间时间t及各量的正负号。及各量的正负号。3、将已知量带入公式求未知量，若所求、将已知量带入公式求未知量，若所求量是矢量，要说明方向。量是矢量，要说明方向。 火车原来的速度为火车原来的速度为54km/h，经过经过5s后速度变为后速度变为36km/h，火车，火车的加速度为多少？的加速度为多少？a=-1m/s2 负号表示方向与初速度方向相反负号表示方向与初速度方向相反vttvtv1.1.物体物体的运动的运动匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动匀加速直线运

13、动匀加速直线运动 匀减速直线运动匀减速直线运动非匀变速运动非匀变速运动2.2.匀速直线运动图象特点匀速直线运动图象特点: 匀速直线运动的匀速直线运动的v-t图像是一条平行于时间轴的直线。图像是一条平行于时间轴的直线。3.匀变速直线运动的分类匀变速直线运动的分类: 定义定义:沿着一条直线沿着一条直线,且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动课堂小结课堂小结匀加速直线运动匀加速直线运动匀加速速度随时间均匀增加匀加速速度随时间均匀增加,图像向上倾斜。图像向上倾斜。 匀减速直线运动匀减速直线运动匀减速速度随时间均匀减小匀减速速度随时间均匀减小,图像向下倾斜。图像向下倾斜

14、。 4.匀变速直线运动的速度与时间关系式匀变速直线运动的速度与时间关系式 v=v0+at 高考链接高考链接（09江苏）如图所示，以江苏）如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有即将通过路口，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车将熄灭，此时汽车距离停车线距离停车线18m.该车加速时最大加速度大小为该车加速时最大加速度大小为2m/s2,减速时最大加速度大小为减速时最大加速度大小为5m/s2,此路段允此路段允许行驶的最大速度为许行驶的最大速度为12.5m/s.下列说法中正确的下列说法中正确的是（是（ ）A. 如果立即做匀加速运动，如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通在绿

15、灯熄灭前汽车可能通过停车线过停车线18m停停车车线线C. 如果立即做匀加速运动，在绿灯如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速熄灭前通过停车线汽车一定超速D. 如果距停车线如果距停车线5m处减速，汽车能停处减速，汽车能停在停车线处在停车线处B. 如果立即做匀加速运动，在绿如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超灯熄灭前通过停车线汽车一定超速速1. 关于匀变速直线运动关于匀变速直线运动,下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A. 做匀变速运动的物体相等时间内速度变化相等做匀变速运动的物体相等时间内速度变化相等B. 加速运动一定是匀变速运动加速运动一定是匀变速运动C

16、. 减速运动一定不是匀变速运动减速运动一定不是匀变速运动D. 加速度和速度方向相同时加速度和速度方向相同时,一定是做加速运动一定是做加速运动 课课 堂堂 练练 习习2. 若汽车的加速度方向与速度方向一致若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加当加速度减小时速度减小时,则则( )A. 汽车的速度也减小汽车的速度也减小B. 汽车的速度仍增大汽车的速度仍增大C. 当加速度减小零时当加速度减小零时,汽车静止汽车静止D. 当加速度减小零时当加速度减小零时,汽车的速度达到最大汽车的速度达到最大 3. 关于直线运动的下述说法中正确的是（关于直线运动的下述说法中正确的是（ ） A. 匀速直线运动的速度是恒定的匀

17、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. 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. 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. 速度随着时间均匀减小的运动速度随着时间均匀减小的运动,通常叫做匀减速通常叫做匀减速直线运动直线运动 4.汽车以汽车以72km/h的速度在高速公路上匀的速度在高速公路上匀速行驶速行驶,现以现以0.5m/s2的加速度超车的加速度超车,求求10s后速度能达到多大？后速度能达到多大？ 运动示意图运动示意图解解: v0 =72km/h=20m/s,a=0.5m/s2,t=10s则则10s后的速度为后的速度为:v = v0+at = 20m/s+0.5m/s210s = 25m/s = 90km/h 若改成减速呢？若改成减速呢？ 问题与练习问题与练习1.解解:机车通