2020-2021学年新教材物理人教版必修第一册 2-2匀变速直线运动的速度与时间的关系 学案 WORD版含答案.docx

1、第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系学习目标1.掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动的v-t图像的特点,会根据图像分析解决问题;2.掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式,能进行有关的运算。自主预习1.沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫作;如果物体的速度随着时间均匀增大,这种运动叫作;如果物体的速度随着时间均匀减小,这种运动叫作。2.匀变速直线运动的v-t图像是一条的直线。3.匀变速直线运动的速度与时间公式是v=v0+at,其中at表示整个过程中的,v0表示物体的。课堂探究一、匀变速直线运动1.加速度是矢量,加速度不变指的是加速度的和都不变,即速度是变化的。因此,匀变速直线运动的定

2、义可以表述为。2.如图所示,如果物体运动的v-t图线是一条倾斜直线,表示物体所做的运动是。由图像可以看出,对于相等的时间t内物体的速度变化量v总是,即物体的加速度。二、速度与时间的关系式1.匀变速直线运动速度与时间的关系可用图像和公式两种形式表达。由v-t图像可以看出,对于匀变速直线运动,由于其v-t图像是一条倾斜的直线,故无论t取值如何,对应的速度变化量v与时间变化量t之比都是一个。2.速度与时间的关系的公式v=v0+at的适用条件是,所以应用公式时必须首先对运动性质和运动过程进行判断和分析。3.速度与时间的关系式是一个矢量式,使用时一定要先规定正方向,一般规定初速度的方向为正方向,对于匀加

3、速直线运动,由于a与v方向,a取;对于匀减速直线运动,由于a与v方向,a取。三、速度与时间的关系的应用1.求解运动学问题的一般思路:(1)审题,弄清题意,画草图,明确已知量,未知量,待求量。(2)明确研究对象,选择参考系、坐标系。(3)分析有关的时间、位移、初末速度、加速度等。(4)应用运动规律、几何关系等建立解题方程。(5)解方程。2.对于可往复的匀减速直线运动,要灵活运用其速率对称性和时间对称性,还应注意答案是否存在多解等;对不可往复的匀减速直线运动,应注意其运动时间是有限制的,超过此范围,物体已停止运动。【例题1】 汽车以36 km/h的速度匀速行驶,现以0.6 m/s2的加速度加速,1

4、0 s后速度大小为多少?【例题2】 某汽车在某路面紧急刹车时,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?四、v-t图像的应用v-t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等【例题3】 (多选)物体甲的x-t图像和物体乙的v-t图像如图所示,则这两物体的运动情况是()A.甲在整个t=6 s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 mB.甲在整个t=6 s

5、时间内有往返运动,它通过的总位移为零C.乙在整个t=6 s时间内有往返运动,它通过的总位移为零D.乙在整个t=6 s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 m核心素养专练1.关于匀变速直线运动的下列信息中正确的是()A.匀变速直线运动的速度一定与时间成正比B.匀减速直线运动就是加速度为负值的运动C.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化D.速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动2.(多选)如图所示为四个物体做直线运动的v-t图像,反映物体做匀变速直线运动的是()3.一个质点做直线运动,其速度随时间变化的函数关系为v=kt,其中k=0.3 m/s2,下列说法正确的是()A.质点做匀速直

6、线运动B.质点的速度变化量大小是0.3 m/sC.质点做匀加速直线运动D.质点的初速度为0.3 m/s4.一辆匀加速行驶的汽车,经过路旁的两根电线杆共用5 s的时间,汽车的加速度为2 m/s2,它经过第二根电线杆时的速度为15 m/s,则汽车经过第一根电线杆的速度为()A.2 m/sB.10 m/sC.2.5 m/sD.5 m/s5.(多选)一物体做匀变速直线运动。当t=0时,物体的速度大小为12 m/s,方向向东;当t=2 s时,物体的速度大小为8 m/s,方向仍向东。当物体的速度大小变为2 m/s时,t为()A.3 sB.5 sC.7 sD.9 s6.(多选)物体做匀加速直线运动,已知第1

7、 s末的速度为6 m/s,第2 s末的速度为8 m/s,则下面结论正确的是()A.物体零时刻的速度为3 m/sB.物体的加速度为2 m/s2C.任何1 s内的速度变化量都是2 m/sD.第1 s内的平均速度为6 m/s参考答案自主预习1.匀变速直线运动匀加速直线运动匀减速直线运动2.倾斜3.速度变化量初速度课堂探究一、1.大小方向均匀沿着一条直线,且速度均匀变化的运动2.匀加速直线运动相等保持不变二、1.定值2.匀变速直线运动3.相同正值相反负值三、【例题1】 例题分析:结合初速度、时间和加速度,根据匀变速直线运动的速度时间公式求出10 s后的速度。例题解答:36 km/h=10 m/s10秒

8、后的速度v=(10+0.610)m/s=16 m/s【例题2】 例题分析:根据匀变速直线运动的速度时间公式求汽车的最大行驶速度。例题解答:由v=v0+at可得v0=v-at=0-(-6)2 m/s=12 m/s故汽车的行驶速度最高不能超过12 m/s。四、【例题3】 例题分析:甲图是位移时间图像,斜率表示速度,不变,故乙在整个t=6 s时间内运动方向一直不变,位移为x=2 m-(-2 m)=4 m,故A正确,B错误;乙图是v-t图像,速度的正负表示运动的方向,故前3 s向负方向运动,后3 s向正方向运动,即做往返运动,故C正确,D错误。例题解答:AC核心素养专练1.C2.BC3.C4.D5.B

9、C6.BC学习目标1.知道匀变速直线运动的v-t图像特点,理解图像的物理意义。2.掌握匀变速直线运动的概念。3.理解匀变速直线运动v-t图像的物理意义。会根据图像分析解决问题。4.掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式,能进行有关的计算。自主预习1.沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫作;如果物体的速度随着时间均匀增大,这种运动叫作;如果物体的速度随着时间均匀减小,这种运动叫作。2.匀变速直线运动的v-t图像是一条的直线。3.匀变速直线运动的速度与时间公式是v=v0+at,其中at表示整个过程中的,v0表示物体的。课堂探究一、匀变速直线运动1.定义沿着一条直线,且不变的运动。2.特点(1)运

10、动轨迹是。(2)任意相等时间内速度的变化量v相等(速度均匀变化),即vt=常量,即加速度恒定不变。3.分类(1)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。4.图像(1)匀变速直线运动的v-t图像是一条,如图所示,a表示匀加速直线运动,b表示匀减速直线运动。(2)v-t图线的倾斜程度,即图线斜率的数值等于加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向。(3)v-t图线与纵轴的交点的纵坐标表示物体的初速度。(4)v-t图像只能描述直线运动,无法描述曲线运动。(5)v-t图像描述的是物体的速度随时间的变化规律,并不表示物体的运动轨迹。二、匀变速直线运动速度与时间的关系式1.速度公式:v

11、=。2.含义:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的加上在整个过程中速度的。对公式v=v0+at的解读:含义v0、v皆为某时刻的状态量,加速度a恒定不变方向若a与v0同向,v逐渐增大物体做匀加速直线运动若a与v0反向,v逐渐减小或减为0后再反向增大物体做匀减速运动,减为零后再反向做匀加速直线运动特例若v0=0,则v=atvt公式仅适用于匀变速直线运动3.v-t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速度为零的时刻图线的拐点表示加速度改变两

12、图线的交点表示速度相等三、例题展示【例题1】 汽车以36 km/h的速度匀速行驶,现以0.6 m/s2的加速度加速,10 s后速度能达到多大?加速后经过多长时间汽车的速度达到72 km/h?【例题2】 某汽车在某路面紧急刹车时,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?如果汽车以最高允许速度行驶,必须在1.5 s内停下来,汽车刹车的加速度至少多大?核心素养专练1.(多选)在运用公式v=v0+at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v、v0、a才能取正、负号B.在任何情况下a0表示做加速运动,a0表示做加速运动,a0

13、表示做减速运动D.v的方向总是与v0的方向相同2.(多选)下列关于匀变速直线运动的理解中正确的是()A.匀变速直线运动就是速度大小变化的直线运动B.匀变速直线运动就是加速度不变的直线运动C.匀变速直线运动的速度方向一定不变D.匀变速直线运动的加速度方向一定不变3.(多选)如图所示图像能表示匀变速直线运动的是()4.一质点做直线运动的v-t图像如图所示,下列关于质点运动的描述,正确的是()A.在01 s内做匀速直线运动B.在01 s内做匀加速直线运动C.在15 s内保持静止D.在15 s内做匀加速直线运动5.一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,也可以在天空飞行。已知该飞

14、机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。离开跑道后的加速度为5 m/s2,最大速度为200 m/s。飞机从静止加速到最大速度所用的时间为()A.40 sB.52 sC.88 sD.100 s6.汽车在平直的公路上以20 m/s的速度匀速行驶,前面有情况需紧急刹车,刹车的加速度大小是8 m/s2,刹车后可视为匀减速直线运动,求刹车3 s后汽车的速度。7.航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,若某飞机在跑道上加速时产生的最大加速度为6 m/s2,起飞的最小速度是70 m/s,弹射系统能够使飞机所具有的最大速度为40 m/s,则飞机起飞时在跑道上至少加速多长时间才能起飞

15、?参考答案自主预习1.匀变速直线运动匀加速直线运动匀减速直线运动2.倾斜3.速度变化量初速度课堂探究一、1.加速度2.直线3.均匀增大均匀减小4.倾斜的直线二、1.v0+at2.速度v0变化量at三、【例题1】 例题解答:初速度v0=36 km/h=10 m/s,加速度a=0.6 m/s2,时间t=10 s。10 s后的速度为v=v0+at=10 m/s+0.6 m/s210 s=16 m/s=57.6 km/h由v=v0+at得t=v-v0a=72km/h-36km/h0.6m/s2=36km/h0.6m/s2=10m/s0.6m/s2=16.7 s。【例题2】 例题解答:根据v=v0+at,得v0=v-at=0-(-6 m/s2)2 s=43.2 km/h汽车的速度不能超过43.2 km/h根据v=v0+at,得a=v-v0t=0-12m/s1.5s=-8 m/s2汽车刹车加速度的大小至少为8 m/s2。核心素养专练1.AC2.BD3.AC4.B5.B6.07.5 s