高中人教版 (新课标)2 匀变速直线运动的速度与时间的关系示范课ppt课件

这是一份高中人教版 (新课标)2 匀变速直线运动的速度与时间的关系示范课ppt课件，共60页。
请仔细分析教材P34“匀变速直线运动”探究分析以下几个问题：1.匀速直线运动有何特点？提示：(1)匀速直线运动的速度保持不变；(2)轨迹是一条直线；(3)v-t图象是一条平行于时间轴的直线.
2.如图是在上节的实验中获得的小车在重物牵引下运动的v-t图象，试分析：Δv与Δt之间有什么关系？ 有什么特点？
提示：如图所示，在时间轴上两点t1、t2间的距离表示时间间隔Δt= t2-t1，t1时刻的速度为v1, t2 时刻的速度为v2,则v2-v1=Δv，Δv即为时间间隔Δt内的速度的变化量.由图象可知，无论Δt选在什么区间，对应的速度v的变化量Δv与时间t的变化量Δt之比 都是一样的.
3.通过分析上面的图象，试回答：物体的加速度有什么特点？它表示小车在做什么样的运动？直线的倾斜程度与加速度有什么关系？提示：(1)由上面的分析可知，由于v-t图象是一条倾斜的直线，其 不变，而 ，所以加速度恒定不变.(2)速度随时间增大逐渐变大，物体做匀加速直线运动.(3)直线倾斜程度越大说明加速度越大.
4.试分析归纳：怎样判断一个运动是否为匀加速直线运动呢？提示：方法一：根据匀加速直线运动的定义判断.(1)轨迹为直线；(2)加速度大小和方向都不变；(3)加速度方向与速度方向相同.方法二：根据v-t图象判断.若v-t图象为一条倾斜的直线，且在横轴上方时斜向上，在横轴下方时斜向下，就是匀加速直线运动.
对匀变速直线运动的理解1.由于加速度是矢量，既有大小又有方向.匀变速直线运动的加速度不变，指的是加速度的大小和方向都不变.若物体虽然沿直线运动，且加速度的大小不变，但加速度的方向发生了变化，物体做的并不是匀变速直线运动.2.因为加速度不变，所以速度是均匀变化的，运动物体在任意相等的时间内速度的变化量都相等.因此，匀变速直线运动的定义还可以表述为：物体在一条直线上运动，如果在任意相等的时间内速度的变化量都相等，这种运动就叫做匀变速直线运动.
匀变速直线运动1.定义：沿着一条直线运动，且加速度不变的运动.2.特点：(1)轨迹为直线；(2)加速度不变(大小、方向都不变)；(3)v-t图象是一条倾斜的直线.3.匀变速直线运动的分类：(1)匀加速直线运动：速度随时间增大的匀变速直线运动；(2)匀减速直线运动：速度随时间减小的匀变速直线运动.
典例1 匀变速直线运动是( )①速度保持不变的直线运动②速度随时间均匀变化的直线运动③加速度随时间均匀变化的直线运动④加速度的大小和方向恒定不变的直线运动A.①② B.②③ C.②④ D.③④
解答本题需要掌握以下两个关键点：(1)匀变速直线运动的加速度恒定；(2)匀变速直线运动的速度均匀变化.
【规范解答】选C.速度保持不变的直线运动是匀速直线运动而不是匀变速直线运动，所以①错误.根据匀变速直线运动的定义可知，匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，所以②正确.匀变速直线运动的加速度保持不变，即加速度的大小和方向恒定不变，故③错误，④正确.
【变式备选】下列关于匀变速直线运动的说法，正确的是( )A.匀变速直线运动是运动快慢相同的运动B.匀变速直线运动是速度变化量相同的运动C.匀变速直线运动的轨迹是一条倾斜的直线D.匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线
【解析】选D.运动快慢相同的运动是匀速直线运动，A错误；速度变化量不但与加速度a有关，还与时间t有关，B错误；匀变速直线运动的轨迹是一条直线，但不一定倾斜，不要把v-t图象当做物体运动的轨迹，C错误；匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线，D正确.
请仔细分析教材P34～P35“速度与时间的关系式”探究分析以下几个问题：1.结合图中的图象，试由 和Δv=v-v0，推导物体运动的速度与时间的关系.提示：因为加速度 ，所以Δv=aΔt,又Δv=v-v0,所以有v=v0+at.
2.分析公式v=v0+at中各符号的含义分别是什么？提示：v0、v分别表示物体的初、末速度，a为物体的加速度，且a为恒量.
3.应用公式v=v0+at时首先需要选取正方向.正方向一般如何选取？选取正方向后式中各量的正负如何确定？什么情况下物体做加速运动？什么情况下物体做减速运动？提示：(1)一般取v0的方向为正方向；(2)选取v0的方向为正方向后，a、v与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值；(3)a与v0方向相同时物体做匀加速直线运动；(4)a与v0方向相反时物体做匀减速直线运动.
【知识归纳】对匀变速直线运动速度公式的理解1.速度公式：v=v0+at中v0是t=0时刻的速度，t是速度由v0变化到v所用的时间，at是时间t内速度的变化量，v是t时刻的瞬时速度.2.公式v=v0+at是矢量式，一般规定v0方向为正方向，其他量如果和v0方向相同则为正，和v0方向相反则为负.
3.当v0=0时，v=at表示物体从静止开始做匀加速直线运动，速度与时间成正比.4.若物体做匀减速运动且v=0，则做末速度为零的匀减速直线运动，可将其看做反向的初速度为零的匀加速直线运动处理，则v0=at.5.公式v=v0+at虽然可由 变形得到，但两者含义不同. 是加速度的定义式，适用于所有变速运动(包括非匀变速直线运动和曲线运动)，而v=v0+at是匀变速直线运动的速度公式，仅适用于匀变速直线运动.
典例2 汽车以20 m/s的速度匀速行驶，现以4.0 m/s2的加速度开始刹车，则刹车后3 s末和6 s末的速度各是多少？甲、乙两位同学的解答如下：甲同学的解答：由题意知：初速度v0=20 m/s，加速度a=4.0 m/s2，由速度公式v=v0+at，可知刹车后3 s末的速度v3=v0+at=20 m/s+4.0×3 m/s=32 m/s.6 s末的速度v6=v0+at=20 m/s+4.0×6 m/s=44 m/s.乙同学的解答：以初速度v0=20 m/s的方向为正方向,则加速度a=-4.0 m/s2，
由速度公式v=v0+at，可知刹车后3 s末的速度 v3=v0+at=20 m/s-4.0×3 m/s=8 m/s.6 s末的速度v6=v0+at=20 m/s-4.0×6 m/s=-4 m/s.以上两位同学的解答，你认为谁的解答错了？你能帮他改正过来吗？
汽车刹车——做匀减速运动——v0、a、t均已知——由速度—时间公式可求v——验证是否合理.
【规范解答】以上两位同学的解答都是错误的，正确解答为：由题意知：以初速度v0=20 m/s的方向为正方向，则加速度a=-4.0 m/s2，由速度公式v=v0+at，可知刹车至停止所需时间t=(v-v0)/a=(0-20)/(-4.0) s=5 s.故刹车后3 s时的速度v3=v0+at=20 m/s-4.0×3 m/s=8 m/s.刹车后6 s时汽车早已停止运动，故v6=0.
刹车问题的分析方法车辆刹车时做减速运动，解答车辆刹车问题时要先判断从开始刹车到车辆停止所用的时间.由于车辆停止后不能自动反向运动，当已知时间时要特别注意车辆可能已经停止.在应用公式v=v0+at求解时，要特别注意所给时间与刹车所用时间的关系.
【变式备选】京沪高速公路上，一辆货车正以30 m/s的速度匀速行驶，司机突然发现前方有险情，立即开始刹车，刹车2秒后货车的速度变为20 m/s，若刹车过程中，货车做匀减速直线运动，求：(1)货车刹车的加速度大小；(2)刹车10秒后货车的速度.
【解析】(1)由v=v0-at得a=(v0-v)/t,代入数据解得a=5 m/s2.(2)设经t秒货车停止，由v=v0-at，代入数据解得t=6 s，所以刹车10秒时货车速度为0.答案：(1)5 m/s2 (2)0
典例3 (2011·广州高一检测)如图是某物体运动的v-t图象，下列说法正确的是( )A.该物体的加速度一直不变 B.3 s末物体加速度开始改变C.0～8 s物体一直做匀减速运动D.t=0时和t=6 s时物体的速率相等
【思路点拨】解答本题应该把握以下三点：1.速度的正负表示物体的运动方向图线的倾斜程度表示加速度的大小，若图线为一条直线则加速度不变.3.加速运动的速度大小在增大，减速运动的速度大小在减小，判断物体是加速运动还是减速运动时，可以只看速度大小不看速度方向.
【规范解答】选A、D.图线斜率不变，加速度就不变，A项正确，B项错误.物体先做匀减速运动，再做匀加速运动，C项错误.t=0时和t=6 s时物体的速率都为30 m/s,D项正确.
1.如图所示的四幅图中，表示物体的加速度时刻发生变化的是( )【解析】选D．v-t图象是倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动，加速度不变，A、C项不符合要求．B项为x-t图象，加速度为零，也不变，B项错误．D为曲线，速度的斜率即加速度时刻在变化，D项正确．
2.对于公式v=v0+at，下列说法正确的是( )A．适用于任何变速运动B．只适用于匀加速直线运动C．适用于任何匀变速直线运动D．v0和v只能是正值，不可能为负值【解析】选C．速度公式v=v0+at，适用于所有的匀变速直线运动，包括匀加速直线运动和匀减速直线运动，不适用于非匀变速运动，A、B错，C对；公式中的三个矢量v0、v及a均可能是正值或负值，D错．
3.(2011·济南高一检测)如图所示是位于洪都拉斯的大蓝洞，它是全世界最大的水下洞穴，位于伯利兹外海约96．5公里处．大蓝洞外观呈圆形，直径约304米，由于水深达145米使之呈深蓝色．假设将一块石子由静止放入大蓝洞中，石子做匀加速直线运动，加速度大小为2．9 m/s2,那么10 s后石块将要沉入水底时的速度为( )A．1．45 m/s B．2．9 m/s C．5 m/s D．29 m/s
【解析】选D．根据v=v0+at并且v0=0,a=2.9 m/s2,t=10 s.所以v=2.9×10 m/s=29 m/s，D项正确．
4.下列关于匀变速直线运动的说法，正确的是( )A.加速度随时间均匀变化的直线运动就是匀变速直线运动B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动C.匀变速直线运动是速度变化量为零的运动D.匀变速直线运动的加速度是一个恒量【解析】选D.匀变速直线运动的加速度大小和方向都不变，速度随时间均匀变化，所以A、B、C均错误，只有D正确.
5.伊朗官员Javad Mahmudi 2011年1月10日称，伊朗航空公司客机遭遇暴风雪，飞机在乌尔米耶机场的第一次降落失败，随后复飞，在其靠近机场准备第二次降落时突然从雷达屏幕上消失并最终坠毁，77人遇难.若飞机第二次试图迫降时距地面1 000米，水平速度大小约为0.6马赫(200 m/s)，飞机在水平方向以0.6 m/s2的加速度做匀减速运动，从1 000米高度降至地面用时150 s，求飞机落地时的水平速度大小.
【解析】由v=v0-at得v=(200-150×0.6) m/s=110 m/s.答案：110 m/s
一、选择题(本题共5小题，每小题5分，共 25分)1.若物体做匀减速直线运动，则以下说法正确的是( )A.瞬时速度的方向与运动方向相反B．加速度大小不变，方向总与运动方向相反C．加速度大小可能逐渐减小，也可能逐渐增大D．物体的速度保持不变【解析】选B．瞬时速度的方向就是物体运动的方向，A项错误．物体做匀减速直线运动，加速度不变，方向与速度方向相反，速度逐渐减小，C、D错误，B正确.
2.以8 m/s的速度在水平面上运动的小车，如果获得大小为2 m/s2与运动方向反向的加速度，几秒后它的速度大小将变为4 m/s( )A．2 s B．4 s C．6 s D．8 s【解析】选A、C．速度大小变为4 m/s,速度可能是4 m/s,也可能是-4 m/s．根据v=v0+at可得，A、C正确.
3.(2011·温州高一检测)物体做匀加速直线运动，已知加速度为2 m/s2，那么( )A.在任意时间内，物体的末速度一定等于初速度的2倍B.在任意时间内，物体的末速度一定比初速度大2 m/sC.在任意一秒内，物体的末速度一定比初速度大2 m/sD.第n秒的初速度一定比第(n-1)秒的末速度大2 m/s
【解析】选C.由速度公式v=v0+at可知，A错；在一定时间t内速度的增量Δv=v-v0=at，它的大小既与a有关，又与t有关，因此B错；当t=1 s，a=2 m/s2时，Δv=2 m/s，即末速度比初速度大2 m/s，所以C正确；由于第n秒初和第(n-1)秒末是同一时刻，同一时刻对应的速度是相同的，因此，D错.
4.若汽车的加速度方向与速度方向一致，当加速度减小时，则 ( )A.汽车的速度也减小B.汽车的速度仍在增大C.当加速度减小到零时，汽车静止D.当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大【解析】选B、D.汽车的加速度方向与速度方向一致，即使加速度减小，速度仍在增大，只不过增加得慢了而已，直到加速度减为零，速度达到最大值，所以A、C不正确，B、D正确.
5.如图所示为某质点的速度—时间图象，则下列说法中正确的是( )A.在0～6 s内，质点做匀变速直线运动B.在6～10 s内，质点处于静止状态C.在4 s末，质点运动方向反向D.在t=12 s末，质点的加速度为-1 m/s2【解析】选D.0～6 s内加速度发生变化，质点的运动不是匀变速直线运动，A错；6～10 s内，质点做匀速直线运动，B错；4 s前后，质点一直向正方向运动，C错；t=12 s时，质点的加速度 ，D对.
二、非选择题(本题共3小题，共 25分，要有必要的文字叙述)6.(8分)(2010·全国高考Ⅰ)汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0～60 s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示.画出汽车在0～60 s内的v-t图线.
【解析】由a-t图象可知前10 s汽车做匀加速直线运动，中间30 s汽车做匀速直线运动,后20 s汽车做匀减速直线运动直到停止.由a-t图象和匀变速直线运动的公式,得v1=a1t1=20 m/s.建立v-t坐标系,根据上面所求可画出v-t图象如图所示答案：见解析
7.(8分)如图所示，两条直线分别为两个物体的v-t图象，试分析两物体各做什么运动，两条直线的交点有什么含义.
【解析】如果v-t图象是一条倾斜的直线，那么物体做匀变速直线运动.由图线1可知时间t=0时，物体的速度为v1,说明物体的初速度为v1；该图线的斜率为正，说明加速度a的方向与v1的方向相同，所以物体做匀加速直线运动；由图线2可知物体的初速度为v2，斜率为负，所以a的方向与v2的方向相反，说明该物体做匀减速直线运动.交点的含义是：在t1时刻，两物体的速度大小相等，方向相同(都为正)，但并不表示两物体在此时刻相遇.
答案：与图线1对应的物体做初速度为v1的匀加速直线运动；与图线2对应的物体做初速度为v2的匀减速直线运动，交点的含义是在t1时刻，两物体有相同的瞬时速度.
【规律方法】v-t图象的多个“不”和多个“不一定”(1)v-t图象可以形象地描述物体的运动，不同运动的v-t图象各不相同，相似的图象不一定表示相同的运动.(2)v-t图象并不是物体的运动轨迹.(3)v-t图象上两条v-t图线的交点不表示两物体相遇，只表示该时刻速度相等.(4)v-t图象为直线不一定表示匀变速直线运动，还可能表示匀速直线运动，此时v-t图象是一条平行于t轴的直线.(5)v-t图象为
曲线不表示曲线运动，v-t图象只能表示直线运动，若v-t图象为曲线，说明运动物体的加速度是变化的.(6)v-t图象向上倾斜不一定表示加速运动，向下倾斜也不一定表示减速运动，当v为负值时，向上倾斜表示减速运动，向下倾斜表示加速运动.
8.(9分)醉酒驾驶危害极大，如图被网络上评为“最牛的醉酒驾驶”，醉酒司机驾车以30 m/s的速度在城市平直路面狂奔，发现险情后经1.5秒才做出刹车动作，刹车时车辆的加速度大小为5 m/s2,开始刹车后经2秒汽车撞上路边建筑，求：(1)汽车刚要撞到路边建筑时的速度；(2)若汽车撞上路边建筑后，司机在安全带和安全气囊的作用下以200 m/s2的加速度减速，从司机发现险情到司机停止运动共经过多长时间？
【解析】(1)由v=v0-at得v=30 m/s-2×5 m/s =20 m/s.(2)设从撞上建筑到司机静止用时为t，则由v=v0-at得t=0.1 s.从司机发现险情到司机停止运动共经过t总=(1.5+2+0.1) s=3.6 s.答案：(1)20 m/s (2)3.6 s