高中物理勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系課件 新人教版必修1

1、n知識與技能n1掌握勻變速直線運動的規(guī)律特點，會推導公式vv0at.n2知道vt圖象的意義，會用公式和圖象分析解決問題n過程與方法n通過研究vt圖象，理解各公式和圖象n情感、態(tài)度與價值觀n1通過自己做實驗并發(fā)現(xiàn)規(guī)律，培養(yǎng)探索規(guī)律的興趣n2體驗同一物理規(guī)律的不同描述方法，培養(yǎng)科學價值觀n如圖所示，現(xiàn)代戰(zhàn)斗機和攻擊機的起飛速度，大都在250km/h350km/h，如果自行加速滑跑，至少需要20003500m長的跑道但目前世界上最大的航空母艦飛行甲板也不過330多米如果讓飛機自行滑跑起飛，沒等它加速到起飛速度，就已經(jīng)掉到海里去了在這種情況下，艦上的飛機怎樣做到安全起飛呢？航空母艦專門安裝了一種叫“飛

2、機彈射器”的特殊裝置，它能像拉弓射箭一樣，把飛機像箭一樣彈射出去 n艦載飛機從彈射器那里獲得了巨大的推力，迅速達到了起飛速度，便可以安全離艦起飛了已知“FA15”型戰(zhàn)斗機在跑道上加速時可能產(chǎn)生的最大加速度為4.0m/s2，起飛速度為50m/s，若要該飛機滑行6s后起飛，則彈射系統(tǒng)必須使飛機具有多大的初速度？n1定義：物體沿著直線運動，而且保持加速度不變，這種運動叫做勻變速直線運動n2勻變速直線運動的分類：運動名稱勻變速直線運動分類勻加速直線運動勻減速直線運動特征軌跡直線軌跡直線加速度不變加速度不變速度均勻增加速度均勻減小n3.勻變速直線運動的vt圖象n實驗小車的vt圖象是一條傾斜直線由此可知，

3、無論t取何值，無論在什么時間階段，t對應的速度變化v都相同，即v/t不變，則物體的加速度不變所以勻變速直線運動的vt圖象是一條傾斜直線在數(shù)學函數(shù)圖象中，v/t叫做圖象的斜率，故vt圖象的斜率表示物體做勻變速直線運動的加速度的大小n知識拓展：如圖所示為沿直線運動的甲、乙、丙三個物體的速度時間圖象，它們的速度各怎樣變化，在相等的時間內(nèi)速度的變化相同嗎？三個物體都是做勻變速直線運動嗎？n由圖象知，三者的速度均在增加，即都做加速直線運動其速度的變化分析如下：分別在甲、乙、丙三個圖象上連續(xù)取相同的時間間隔t，由圖知，甲物體在相同時間內(nèi)速度的變化量v相同，乙物體速度的變化量v增加，丙物體速度的變化量v減小

4、由加速度的定義av/t知，甲的加速度大小不變，乙的加速度大小增加，丙的加速度大小減小只有甲物體做勻變速直線運動n4對vt圖象的理解n(1)用圖象法處理問題的優(yōu)點n形象直觀，清晰便捷，能非常直觀地反映運動物體的速度隨時間變化的情況，便于從整體上認識運動的特點n(2)vt圖象的類型n1)勻速直線運動的vt圖象n如圖甲所示，由于勻速直線運動的速度不隨時間改變，因而vt圖象是一條平行于時間軸的直線從圖象中可以直接看出速度的大小為v0.n2)勻變速直線運動的vt圖象n如圖乙所示，勻變速直線運動的vt圖象是一條傾斜的直線，直線a反映了速度隨時間是均勻增加的，即是勻加速直線運動的圖象；直線b反映了速度隨時間

5、是均勻減小的，即是勻減速直線運動的圖象nvt圖象的幾方面理解n3)變加速直線運動的vt圖象n物體做加速度變化的直線運動，其vt圖象為一條曲線n(1)vt圖象反映速度隨時間變化的規(guī)律，并不表示物體運動的軌跡n(2)由于vt圖象中只能表示正、負兩個方向，所以它只能描述直線運動，無法描述曲線運動特別提醒：特別提醒：n1速度公式vv0at的適用條件是勻變速直線運動，所以應用公式時必須首先對運動性質(zhì)和運動過程進行判斷和分析n2對物體的運動進行分析時，要養(yǎng)成畫運動草圖的習慣，一般有兩種草圖：一是vt圖象；二是物體的運動軌跡圖這樣可以幫助我們對物體運動過程的理解，有助于發(fā)現(xiàn)已知量和未知量之間的關(guān)系n3如果一

6、個物體的運動包含幾個階段，就應當分段分析，明確物體在各個階段的運動規(guī)律如果全過程不是勻變速直線運動，但只要每一小段是勻變速直線運動，也可以在每小段上應用速度公式求解n4對勻減速直線運動的兩種處理方法：方法一是將a直接用負值代入，速度公式vv0at不變(教材例2的求解就采用了此種方法)；方法二是將a用其大小代入，速度公式須變形為vv0at.n例1跳傘運動員做低空跳傘表演，當飛機離地面某一高度靜止于空中時，運動員離開飛機自由下落，運動一段時間后打開降落傘，展開傘后運動員以5m/s2的加速度勻減速下降，則在運動員減速下降的任一秒內(nèi) n()nA這一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/snB這一秒末的速度

7、是前一秒末的速度的0.2倍nC這一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/snD這一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/sn答案：CDn規(guī)律總結(jié)：勻變速直線運動的加速度不變，速度是均勻變化的，即單位時間內(nèi)速度的變化量相等n變式訓練1做直線運動的物體在第1s末、第2s末、第3s末的速度分別為1m/s,2m/s、3m/s則此物體的運動性質(zhì)是()nA勻變速直線運動nB非勻變速直線運動nC加速度不斷增大的運動nD可能是勻變速直線運動，也可能是非勻變速直線運動n答案：Dn分析：確切理解勻變速直線運動的速度均勻變化的意義，即在任意相等的時間內(nèi)速度的變化都相等n解析：雖然單位時間內(nèi)速度的變化量是相等的，但運動過程

8、中某些時刻的速度不能確定，而勻變速直線運動是在任意相等時間內(nèi)速度的變化都相等，所以對物體的運動性質(zhì)不能確定，可能是勻變速直線運動，也可能是非勻變速直線運動n例2列車進站前剎車，己知剎車前列車速度為60km/h，剎車加速度大小為0.8m/s2，求剎車后15s和30s列車的速度n答案：4.7m/s0n規(guī)律總結(jié)：應用vv0at處理問題的步驟是：n(1)選取一個物體為研究對象n(2)畫出運動過程的草圖，標上已知量以便于靈活選用公式n(3)選取一個過程為研究過程，以初速度方向為正方向，判斷各量的正負，利用vv0at由已知條件求解未知量n(4)討論所得矢量的大小及方向n變式訓練2一質(zhì)點從靜止開始以1m/s

9、2的加速度勻加速運動，經(jīng)5s后做勻速運動，最后2s的時間質(zhì)點做勻減速運動直至靜止，則質(zhì)點勻速運動時的速度是多大？減速運動時的加速度是多大？n答案：5m/s2.5m/s2n分析：質(zhì)點的運動過程包括加速勻速減速三個階段，如圖n在解決直線運動的題目時要善于把運動過程用圖描繪出來，圖示有助于我們思考，使整個運動一目了然，可以起到事半功倍的作用同學們要養(yǎng)成這個習慣n圖示中AB為加速，BC為勻速，CD為減速，勻速運動的速度既為AB段的末速度，也為CD段的初速度，這樣一來，就可以利用公式方便地求解了n例3A、B是做勻變速直線運動的兩個物體的速度圖象，如圖所示n(1)A、B各做什么運動？求其加速度n(2)兩圖

10、象交點的意義n(3)求1s末A、B的速度n(4)求6s末A、B的速度n答案：見解析n分析：要學會根據(jù)圖象描述物體的運動在圖象中，v0，表示物體沿規(guī)定的正方向運動；v0，表示物體沿規(guī)定的正方向的反方向運動；可以根據(jù)圖象的斜率求出物體運動的加速度n規(guī)律總結(jié)：從vt圖象可獲得物體運動的信息有：n(1)物體運動快慢對應縱軸數(shù)值；n(2)物體運動的方向t軸上方為正方向，t軸下方為負方向；n(3)運動快慢的變化從圖線對應的v數(shù)值變化看出運動快慢的變化；n(4)加速度大小及變化圖線斜率的大小表示加速度大小n變式訓練3如下圖所示，是汽車做直線運動的vt圖象，試回答圖象中各段分別代表什么運動？n(1)AB段：_

11、；n(2)BC段：_；n(3)CD段：_；n(4)DE段：_.n答案：(1)勻減速直線運動(2)靜止(3)勻加速直線運動(4)勻速直線運動n例4飛機著陸后以6m/s2的加速度做勻減速直線運動，若其著陸時的速度為60m/s，求它著陸后12s末的速度n分析：該題易錯之處在于直接將t12s代入公式vv0at進行計算，得出v12m/s的錯誤結(jié)論n因為飛機做減速運動，速度為零時，飛機便停止了，故12s內(nèi)飛機是否一直都在運動需要判斷n規(guī)律總結(jié)：運動學中的公式多，但有序，準確地記住公式和規(guī)范地使用公式是時時都要注意的對于減速運動問題，應首先計算減速時間n變式訓練4汽車以36km/h的速度勻速行駛，遇到情況后

12、以0.6m/s2的加速度剎車，則10s和20s末的速度分別為多大？n答案：4m/s0n解析：求20s時的速度時，最常見的錯誤是vv0at10(0.6)20m/s2m/s，即20s末的速度大小為2m/s，方向與初速度的方向相反，但是汽車在剎車運動中速度減小為零后就停止運動了，不會反向行駛，故這個結(jié)果與事實不符，究其原因是20s的時間內(nèi)汽車并非一直做減速運動，因此處理這類問題時要注意題目所給時間與汽車的實際剎車時間之間的關(guān)系n一、沿著一條直線，且加速度不變的運動，叫做_n二、在勻變速直線運動中，如果物體的速度隨著時間均勻增加，這個運動叫做_；如果物體的速度隨著時間均勻減小，這個運動叫做_n三、勻變

13、速直線運動的速度公式為_，利用這個速度公式所繪制的速度圖象是_n自主校對：一、勻變速直線運動n二、勻加速直線運動勻減速直線運動n三、vv0at直線n1下列說法正確的是()nA勻速直線運動的速度圖象是與時間軸平行的直線nB勻速直線運動的速度圖象是傾斜直線nC勻變速直線運動的速度圖象是與時間軸平行的直線nD勻變速直線運動的速度圖象是曲線n答案：An解析：勻速直線運動的速度不隨時間變化，所以其速度圖象是與時間軸平行的直線，選項A正確，B錯誤勻變速直線運動的速度隨時間均勻變化(均勻增加或均勻減小)，所以其速度圖象是傾斜直線，選項C、D錯誤n2如圖所示為A、B兩個物體運動的速度時間圖象，根據(jù)圖象判斷下列

14、說法正確的是 ()nAA的速度大于B的速度nBA的位移大于B的位移nCA的加速度大于B的加速度nDA的平均速度大于B的平均速度n答案：Cn解析：在開始階段A的速度小于B的速度，后來A的速度大于B的速度，選項A錯誤A、B的位移隨時間而改變，沒有指出在哪段時間內(nèi)的位移，無法比較A、B位移的大小，選項B錯誤圖線A的斜率大于圖線B的斜率，而速度時間圖線的斜率表示加速度的大小，故選項C正確平均速度隨時間段的不同而不同，因沒有指出比較在哪段時間內(nèi)的平均速度，故選項D不正確n3一輛汽車正以43.2km/h的速度行駛，突然前方出現(xiàn)緊急情況，必須在2s內(nèi)停下來，則汽車的加速度不得小于多少？n答案：6m/sn解析：假設(shè)汽車用時2s恰好停下來，以初速度方向為正方向n初速度v043.2km/h12m/sn末速v0nvv0atna6m/s2n大?。?m/s2n方向：與運動方向相反n儒勒凡爾納的炮彈向月球飛去的時候，有一件事使炮彈里的乘客感到莫名其妙，就是他們沒聽到這門大炮把他們從炮口里射出時的聲音不過這是必然的，不論這炮聲有多么大，炮聲傳播的速度(同一切聲音在空氣里的傳播速度一樣)只是340m/s.可是炮彈卻以11000m/s的速度前進炮彈既然趕在聲音的前面，放炮時的聲音達不到旅客們的耳朵，就是可以理解的了n現(xiàn)在我們不談那幻想的炮彈，而談?wù)嬲臉屌诘淖訌棧菏亲訌椷\動得比