高中物理2 匀变速直线运动的速度与时间的关系课文配套课件ppt

这是一份高中物理2 匀变速直线运动的速度与时间的关系课文配套课件ppt，共57页。PPT课件主要包含了加速度，均匀增大，均匀减小，匀加速直线，匀减速直线，微思考，v0＋at，答案C，核心素养微专题，刹车问题等内容，欢迎下载使用。
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匀变速直线运动1．定义：沿着一条直线，且________不变的运动，叫做匀变速直线运动．2．分类(1)匀加速直线运动：物体的速度随时间__________．(2)匀减速直线运动：物体的速度随时间__________．
3．v－t图像：匀变速直线运动的v－t图像是一条_______的直线，如图所示，直线1表示______________运动，直线2表示______________运动．
初速度与加速度方向相反的匀变速直线运动的速度一定是持续减小的吗？为什么？　
【答案】不一定．因为物体的速度减小到0后，若加速度仍存在且保持不变，则物体将反向做匀加速直线运动，这时速度增加.
关于匀变速直线运动的说法正确的是(　　)A．匀加速直线运动的加速度是不断增大的B．做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同的C．相同时间内加速度的变化量相同且不为零D．任意时刻速度的变化率相同【答案】D
【解析】匀加速直线运动的加速度是不变的，速度随时间均匀增大，A、C错误；加速度的方向与速度方向可能相同，也可能相反，如匀减速直线运动中加速度与速度方向相反，B错误；加速度又称速度的变化率，加速度不变就是速度变化率不变，D正确．
速度与时间的关系式1．速度公式：v＝____________．2．对公式的理解：做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度等于初速度v0加上t时间内速度的变化量at．
如图所示，货车以v＝20 m/s的速度匀速行驶，突然前面有紧急情况，司机紧急刹车，加速度大小为4 m/s2，求货车6 s末的速度．【答案】0
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设一个物体做匀变速直线运动，运动开始时刻(t＝0)的速度为v0(叫做初速度)，加速度为a，请根据加速度定义式求t时刻物体的瞬时速度．
对公式v＝v0＋at的理解和应用
2．应用速度公式v＝v0＋at解决问题的步骤(1)选取研究对象和过程．(2)画出运动草图，标上已知量．(3)选定正方向，判断各量的正、负，利用v＝v0＋at由已知条件求解，最后指明所求量的方向．素养点评：本探究通过速度时间公式的理解和应用，培育物理观念、科学思维素养．
对匀变速直线运动的理解精例1　(多选)下列说法中正确的是(　　)A．匀变速直线运动是加速度恒定的直线运动B．做匀变速直线运动的物体相同时间内速度的变化量相同C．当运动物体的加速度为负值时，物体一定不可能做匀加速直线运动D．匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线【答案】ABD
【解析】匀变速直线运动的特点是加速度恒定，运动轨迹是直线，A正确；由于匀变速直线运动的加速度恒定，所以相同时间内速度的变化量at相同，B正确；当物体的初速度为负时，加速度的方向与速度方向相同时，物体做匀加速直线运动，C错误；匀变速直线运动的速度均匀变化，其v－t图像是一条倾斜的直线，D正确．
变式1　在匀变速直线运动中，下列说法中正确的是(　　)A．相同时间内位移的变化相同B．相同时间内速度的变化相同C．相同时间内加速度的变化相同D．相同路程内速度的变化相同【答案】B
【解析】做匀变速直线运动的物体的加速度是恒定不变的，C错误．根据公式v＝v0＋at可得做匀变速直线运动的物体在任意相等时间内的速度变化相等，相同时间内位移不同，故A错误，B正确．相同路程内速度变化相同，则v＝v0＋ks，与匀变速度公式不同，不是匀变速直线运动，D错误．
公式v＝v0＋at的应用精例2　航空母舰上的飞机弹射系统可以缩减战机起跑的位移．假设弹射系统对某型战斗机作用了0.2 s时间后，可以使飞机达到一定的初速度v0，然后飞机在甲板上起跑，加速度为2 m/s2，经过10 s，达到起飞速度vt＝50 m/s的要求，求：(1)飞机离开弹射系统瞬间的速度；(2)弹射系统对飞机提供的加速度．【答案】(1)30 m/s　(2)150 m/s2
变式2　(2021届长沙名校检测)随着环境污染越来越严重，国家开始大力推动新能源汽车的发展．在某次测试过程中，一种新能源电动汽车由静止加速到108 km/h所用的时间只有6 s，若此过程中汽车的运动可视为匀加速直线运动，则其加速度的大小为(　　)A．2 m/s2B．5 m/s2C．36 m/s2D．180 m/s2【答案】B【解析】根据运动学公式v＝v0＋at，其中v0＝0，v＝108 km/h＝30 m/s，t＝6 s，代入数据得a＝5 m/s2，故B正确．
对刹车类问题的分析计算精例3　在某汽车4S店，一顾客正在测试汽车加速、减速性能．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，则10 s后速度能达到多少？若汽车以0.6 m/s2的加速度刹车，则10 s和20 s后速度各减为多少？【答案】16 m/s　4 m/s　0
变式3　(2021届福州名校检测)如图所示，国产某品牌汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统，系统以50 Hz的频率监视前方的交通状况．当车速v≤36 km/h且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与障碍物相撞．在上述条件下，若该车在不同路况下的“全力自动刹车”的加速度大小为4～6 m/s2，则“全力自动刹车”的最长时间为(　　)
对多过程问题的求解精例4　在一次世界一级方程式(F1)比赛过程中，处于第一名的赛车进站加油，该赛车进站时一直做减速运动，平均加速度为30 m/s2，出站时一直做加速运动，平均加速度为45 m/s2，加油时间为6 s，进站前和出站后在赛道上的速度均为90 m/s，则该赛车从进站到出站所用时间是多少？【答案】11 s
变式4　火车沿平直轨道匀加速前进，通过某一路标时的速度为10.8 km/h, 1 min后变成54 km/h，再经过多长时间火车的速度才能达到64.8 km/h？【答案】15 s
两物体运动的v－t图像如图所示，仔细观察和思考，回答后面的问题．
匀变速直线运动的v－t图像
问题(1)图线甲、乙分别表示物体做什么运动？(2)甲物体3 s内速度的改变量是多少？方向与速度方向有什么关系？(3)乙物体5 s内速度的改变量是多少？方向与速度方向有何关系？(4)甲、乙两物体的运动加速度分别为多少？方向如何？(5)两图线的交点A的意义是什么？
【答案】(1)甲做匀加速直线运动；乙做匀减速直线运动．(2)甲物体3 s内速度的改变量是9 m/s，方向与速度方向相同．(3)乙物体5 s内速度的改变量是－9 m/s，方向与速度方向相反．(4)甲、乙两物体的运动加速度分别为3 m/s2、－1.8 m/s2，甲物体加速度与速度方向相同，乙物体加速度与速度方向相反．(5)两图线交点表示此时两物体的速度相同．
3．应用v－t图像的技巧(1)v－t图像只能描述直线运动，无法描述曲线运动．(2)v－t图像反映速度随时间的变化规律，不表示物体运动的轨迹．速度方向是否发生改变，要看图线是否处在时间轴的两侧，图线在时间轴的同一侧时，速度方向不发生变化．(3)利用图线的斜率比较加速度．素养点评：本探究通过速度时间图像的理解，培育物理观念、科学思维素养．
精例5　(2021届武汉名校检测)A、B两个物体在同一直线上运动，速度图像如图所示，下列说法正确的是(　　)A．A、B运动方向相反B．t＝4 s时A、B的速度相同C．A的初速度为0D．A的加速度比B的加速度大【答案】B
【解析】由图看出，速度均为正值，说明A、B都沿正方向运动，它们的运动方向相同，故A错误；由图读出，在t＝4 s时A的速度等于B的速度，故B正确；由图可读得，A的初速度为5 m/s，B的初速度为15 m/s，C错误；图像斜率表示物体的加速度，根据图像可知A、B的斜率大小相等，方向相反，故D错误．
【解析】由图像，2t0时刻位移最大，故质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0，故A正确；速度为矢量，图中物体的速度只有两个相反的方向，故物体时而沿x轴正方向运动，时而沿x轴负方向运动，故B、D错误；由图像，质点每次返回的位移均小于前一个运动周期的位移，故最终静止时离开原点的距离一定小于第一个运动周期的位移v0t0，最终位置不在原点，故C错误．
变式5　(多选)图示是一汽车在行驶过程中通过交叉路口的速度－时间图像．由图线可知(　　)
A．汽车在路口等候的时间为14 sB．汽车减速阶段的加速度大小为2.5 m/s2C．汽车减速阶段通过的路程为20 mD．汽车在启动过程做加速度增大的加速运动【答案】BC
1．v－t图像只能描述直线运动，无法描述曲线运动．2．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．3．加速与减速只决定于a与v方向是否相同，与v的方向无关，如图所示．(1)匀加速(a与v0同向)
(2)匀减速(a与v0反向)
(2)若要研究的时长小于刹车时间，则汽车在要研究的时间段内的实际运动时间等于所要研究的时长；反之，实际运动时间等于刹车时间．(3)常见错误：误以为汽车在给定的时间内一直做匀减速直线运动，简单套用速度公式v＝v0＋at，得出的速度出现负值．
【考题延伸】在平直公路上，一辆汽车以108 km/h的速度行驶，司机发现前方有危险立即刹车，刹车时加速度大小为6 m/s2，则刹车后3 s末和6 s末汽车的速度大小分别为(　　)A．12 m/s、6 m/sB．18 m/s、6 m/sC．12 m/s、0D．以上均不正确【答案】C
素养点评：本题通过考查速度在现实生活中的应用，培养学生灵活运用物理规律、公式的科学思维素养．
课堂小练 | 素养达成
1．关于匀变速直线运动的定义，下列正确的是(　　)A．只有速度随时间均匀增加的直线运动，才称为匀变速直线运动B．只有速度随时间均匀减小的直线运动，才称为匀变速直线运动C．它是加速度恒定，速度随时间均匀变化的直线运动D．它是位移随时间均匀变化的直线运动【答案】C【解析】由匀变速直线运动的定义可知，它是加速度恒定，速度随时间均匀变化的直线运动，故A、B错误，C正确；位移随时间均匀变化的直线运动是匀速直线运动，故D错误．
2．物体做匀变速直线运动，初速度为10 m/s，加速度为－10 m/s2，则2 s末的速度为(　　)A．10 m/sB．0C．－10 m/sD．5 m/s【答案】C【解析】由速度时间公式v＝v0＋at得v＝(10－10×2) m/s＝－10 m/s，负号表示方向，故C正确．
3．一质点做直线运动，其速度随时间变化的函数关系为v＝kt，其中k＝0.3 m/s2，则下列说法正确的是(　　)A．质点做匀速直线运动B．质点速度的变化量大小是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/s【答案】C
【解析】由v＝0.3t可知速度与时间成一次函数关系，质点做的是匀加速直线运动，A错误；结合v＝at可知加速度为0.3 m/s2，每秒速度增大0.3 m/s，B错误；同理C正确；质点的初速度为零，D错误．
4．物体由静止开始运动，加速度恒定，在第7 s初的速度是2.6 m/s，则物体的加速度是(　　)A．0.4 m/s2B．0.37 m/s2C．2.6 m/s2D．0.43 m/s2【答案】D