21-22版 速度变化规律

1、第1节速度变化规律第2章 匀变速直线运动学习目标要求核心素养和关键能力1.知道什么是匀变速直线运动。2.知道匀变速直线运动的vt图像特点，理解图像的物理意义。3.理解匀变速直线运动的速度与时间的关系式vtv0at，会用vtv0at进行相关的计算。1.科学探究经历探究匀变速直线运动的速度公式的推导过程，利用公式和图像研究匀变速直线运动。2.关键能力利用数学思想和方法解决物理问题的能力。教材知识梳理知识方法探究随堂对点自测目录CONTENTS/课时定时训练/1.定义：物理学中，将物体_保持不变的直线运动称为匀变速直线运动。2.特点：加速度的大小和_都不变。3.分类：(1)加速度与速度_时，物体做匀

2、加速直线运动。(2)加速度与速度_时，物体做匀减速直线运动。一、匀变速直线运动的特点加速度方向同向反向【判一判】(1)速度增大的运动一定是匀加速直线运动。( )(2)速度减小的运动一定是匀减速直线运动。( )(3)速度均匀增加(或减小)的运动是匀变速直线运动。( )1.速度公式二、匀变速直线运动的速度时间关系2.矢量性若规定v0的方向为正方向，当a0时，a与v0的方向_，物体做_直线运动；当a0时，a与v0的方向相反，物体做_直线运动。相同匀加速匀减速1.以速度v为_，时间t为_，建立直角坐标系。2.根据计算出的不同时刻的_，在坐标系中描点。3.用_曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度

3、v与时间t关系的图线，即vt图像。如图所示。三、速度时间图像纵轴横轴瞬时速度平滑4.图像信息(1)可以知道任一时刻的_。(2)能看出_随时间的变化规律。速度速度(3)求加速度：斜率k a。选时间t为横坐标，加速度a为纵坐标，可得at图像。探究1对vtv0at的理解与应用1.对速度公式的理解(1)速度公式中，末速度vt是时间t的一次函数，其vt图线是一条倾斜的直线，斜率表示加速度a，纵轴截距表示初速度v0。(2)速度公式既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动。(3)此公式中有四个物理量，知道其中三个就可以求第四个物理量。2.公式的矢量性(1)公式vtv0at中的v0、vt、a均为矢量，应

4、用公式解题时，首先应先选取正方向。(2)一般以v0的方向为正方向，此时匀加速直线运动a0，匀减速直线运动a0；对计算结果vt0，说明vt与v0方向相同，vt0，说明vt与v0方向相反。3.公式的特殊形式(1)当a0时，vtv0(匀速直线运动)。(2)当v00时，vtat(由静止开始的匀加速直线运动)。【例1】 新能源汽车作为战略性新兴产业，代表汽车产业新的发展方向，对减少空气污染、推动交通运输行业转型升级具有积极意义，工信部等四部委规定，自2018年1月1日至2020年12月31日，对购置的新能源汽车免征车辆购置税。如图所示，某品牌新能源汽车以45 km/h的速度匀速行驶。(1)若汽车以0.6

5、 m/s2的加速度加速，则10 s末速度能达到多少？(2)若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速，则10 s末速度能达到多少？(3)若汽车刹车以3 m/s2的加速度减速，则10 s末速度为多少？【针对训练1】 (多选)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，则下列结论正确的是()A.物体初始时刻的速度是3 m/s B.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/s D.物体在第5 s末的速度是15 m/sBC情境导入观察图甲和图乙，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像类似，类比一次函数的表达式，写出速度

6、与时间的关系式，由此可看出速度v与时间t存在什么关系？答案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关系式为vtv0at。速度v与时间t存在一次函数关系。探究2速度时间图像归纳拓展1.匀速直线运动的vt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vt图像是一条平行于时间轴的直线。从图像中可以直接读出速度的大小和方向。2.匀变速直线运动的vt图像如图乙所示，匀变速直线运动的vt 图像是一条倾斜的直线。(1)直线a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。(2)直线b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。(3)直线c反映了速度随着

7、时间先均匀减小，后均匀增加，由于加速度不变，整个运动过程也是匀变速直线运动。例如：小球沿斜面向上做匀减速直线运动，速度变为零后，反向做匀加速直线运动。3.vt图像的应用图线上某点的纵坐标正负号表示瞬时速度的方向绝对值表示瞬时速度的大小图线的斜率正负号表示加速度的方向绝对值表示加速度的大小图线与坐标轴的交点纵截距表示初速度横截距表示开始运动或速度为零的时刻图线的拐点表示加速度改变两图线的交点表示速度相同【例2】 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。(2

8、)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vA02 m/s，1 s末A物体的速度为vAvA0a1t13 m/s，方向与规定的正方向相同；B物体的初速度vB08 m/s，1 s末B物体的速度vBvB0a2t16 m/s，方向与规定的正方向相同。(4)6 s末A物体的速度为vAvA0a1t68 m/s，方向与规定的正方向相同；B物体的速度为vBvB0a2t64 m/s，方向与规定的正方向相反。答案见解析【针对训练2】 (多选)(2021开鲁县第一中学月考)随着汽车不断普及，对于安全驾驶的要求越来越高。路考是驾照考试的指定科目。路考中有一项是定点停车，如图所示是路考过程中某辆车运动

9、的速度图像，由图像得到的正确结果是()ACA.01 s内的加速度是2 m/s2B.12 s内汽车处于静止状态C.01 s内的加速度大于24 s内的加速度D.01 s内的运动方向与24 s内的运动方向相反解多过程问题的方法(1)研究题意，画好草图，分清过程。(2)对每个过程，一般选定初速度方向为正方向。(3)确定已知量的“”、“”号，一般假定待求量为正值。(4)根据公式求解。(5)分析结果的意义。探究3多过程问题【例3】 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20 s后的速度为20 m/s，50 s后到达坡底，又以加速度a2沿水平面减速运动，经20 s恰好停止运动。求

10、(1)a1和a2的大小；(2)滑雪运动员到达坡底后再经过6 s的速度大小。【针对训练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2 m/s2，6 s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12 s停止，求：(1)汽车匀速行驶时的速度大小；(2)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4 m/s2，那么刹车后2 s和5 s的速度各为多少？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(3)4 m/s01.(对匀变速直线运动的理解)(多选)关于匀变速直线运动，下列说法

11、中正确的是()A.匀变速直线运动的加速度恒定不变B.不相邻的相同时间间隔内的速度变化量不相等C.在任何相等的时间t内的速度变化量v都相等D.速度与运动时间成正比ACB2.(速度公式的应用)如图所示，纯电动汽车不排放污染空气的有害气体，具有较好的发展前景。某辆电动汽车在一次刹车测试中，初速度为18 m/s，经过3 s汽车刚好停止运动。若将该过程视为匀减速直线运动，则这段时间内电动汽车加速度的大小为()A.3 m/s2 B.6 m/s2C.15 m/s2 D.18 m/s2AD3.(vt图像的理解)(多选)如图是李明在2017年春节假期试驾某款小轿车在平直公路上运动025 s内的速度随时间变化的图

12、像，由图像可知()A.小轿车在1015 s内加速度为零B.小轿车在10 s末运动方向发生改变C.小轿车在15 s末运动方向发生改变D.小轿车在49 s内的加速度大小大于在1624 s 内的加速度大小解析1015 s内小轿车匀速运动，A正确；025 s内小轿车始终未改变运动方向，B、C错误；小轿车在49 s内的加速度大小是2 m/s2，在1624 s内的加速度大小是1 m/s2，D正确。4.(速度公式的应用)某汽车在紧急刹车时加速度的大小是6 m/s2，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？答案43.2 km/h解析根据vtv0at，有v0vtat0(6 m/s2)2 s12

13、 m/s43.2 km/h汽车的速度不能超过43.2 km/h。题组一对vtv0at的理解与应用1.(多选)在运用公式vtv0at时，关于各个物理量的符号，下列说法中正确的是()A.必须规定正方向，式中的vt、v0、a才可取正或负号B.在任何情况下，a0表示加速运动，a0表示做加速运动，aa2B.v1与v2方向相同，a1与a2方向相反，a1a2D.v1与v2方向相反，a1与a2方向相反，a1a2解析由vt图像可知，0t2时间内速度恒为正值，说明这段时间内的速度方向不变，所以v1与v2方向相同；vt图像中，斜率表示加速度，由vt图像可知，0t1时间内斜率更小，所以，0t1时间内加速度更小，所以a

14、1a2；0t1时间内的加速度为正值，t1t2时间内的加速度为负值，所以a1与a2方向相反。故B正确，A、C、D错误。6.(2021山东济南月考)如图所示为某质点做直线运动的速度时间图像，下列说法正确的是()BA.质点始终向同一方向运动B.质点在第2 s末的运动方向发生变化C.4 s内一直做匀加速直线运动D.4 s内一直做匀减速直线运动解析由图知，02 s内，质点的速度为负值，说明质点的运动方向沿负方向；24 s内，质点的速度为正值，说明质点的运动方向沿正方向；所以质点在第2 s末的运动方向发生变化，故A错误，B正确；质点在02 s内，速度均匀减小，速度大小由2 m/s减小至0，故此段时间内质点

15、做匀减速直线运动；24 s内，质点的速度均匀增大，做匀加速直线运动，故C、D错误。题组三多过程问题7.一家从事创新设计的公司打造了一台飞行汽车，既可以在公路上行驶，也可以在天空中飞行。已知该飞行汽车做匀变速直线运动，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。离开地面后的加速度大小为5 m/s2，最大速度为200 m/s。飞行汽车从静止加速到最大速度所用的时间为()BA.40 s B.52 s C.88 s D.100 s8.(多选)(2020山西太原高一上期中)一辆汽车由静止开始做匀加速直线运动，经时间t，速度达到v，立即刹车做匀减速直线运动，又经时间2t停止，则汽车

16、在加速阶段与减速阶段()A.加速度的方向相同 B.速度变化量的大小相等C.加速度的大小相等 D.加速阶段速度变化快BD9.(2021辽宁省实验中学分校高一上学期期中)一辆汽车从甲地开往乙地，先由静止启动做匀加速直线运动，然后保持匀速直线运动，最后做匀减速直线运动，当速度减为0时刚好到达乙地。从汽车启动开始计时，下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度，根据表中的数据通过分析、计算可以得出汽车()B时刻(s)1.02.03.05.07.09.510.5速度(m/s)3.06.09.012129.03.0A.匀加速直线运动经历的时间为5 sB.匀加速直线运动经历的时间为4 sC.匀减速直线运动经历的时间为4 sD.匀速直线运动经历的时间为2 s10.(多选)(2021河北安平中学高一月考)如图为一质点从t0时刻出发沿直线运动的vt图像，则下列说法正确的是()BDA.质点在tT时改变运动方向B.T2T时间内的加速度保持不变C.0T与T2T时间内的加速度大小之比为12D.t2T时质点的速度为2v11.(2021山东沂水二中高一月考)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