物理必修 第一册2 匀变速直线运动的速度与时间的关系教课课件ppt

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思考：下图中小车运动的v-t 图像是一条倾斜的直线，它表示小车在做什么样的运动呢？
小车加速度不变，速度随时间均匀增大。
四个做直线运动的物体的v－t图像如图所示。
(1)物体的速度分别随时间怎样变化？(2)在乙、丙、丁图中，加速度不变的物体是哪个？在乙和丁图中，物体的运动有什么不同？
提示　(1)甲中物体的速度不随时间变化；乙中物体的速度随时间均匀增加；丙中物体的速度随时间均匀减小；丁中物体的速度随时间增加的越来越快。 (2)乙、丙；乙中物体的v－t图线斜率不变，加速度不变，速度随时间均匀增加；丁中物体的v－t图线斜率变大，加速度变大，速度增加得越来越快。
思考：下图所示的v-t图像是一条倾斜的直线。无论Δt选在什么区间，对应的速度的变化量Δv 与时间的变化量Δt 之间有什么关系？它反映了物体运动的那个物理量保持不变？
1.在相同的时间变化量Δt内，速度的增加量Δv 都相同。
3.物体运动的加速度保持不变。
1.在相同的时间变化量Δt内，速度的减小量Δv 都相同。
1．匀变速直线运动的定义：
(1)匀加速直线运动：速度随时间均匀增加。
(2)匀减速直线运动：速度随时间均匀减小。
沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫作匀变速直线运动。
2．匀变速直线运动的特点
(1)加速度a恒定不变。
(2)v－t图像是一条倾斜直线。
【例1】(2022·湖北宜昌市一中高一期中)关于匀变速直线运动，下列说法正确的是(　　)
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．任意相等时间内，加速度的变化量相等且不为零D．任意时刻速度的变化率相同
解析　匀变速直线运动的加速度是不变的，即任意时刻速度的变化率相同，在任意相等时间内，速度的变化量相等且不为零，故A、C错误，D正确；
做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向之间没有必然联系，可能相同也可能相反，故B错误。
2．对v－t图像的理解
(1)图像的物理意义：v－t图像描述的是物体运动的速度随时间变化的规律。
(2)图像的斜率：v－t图像的斜率表示物体运动的加速度，斜率为正，加速度为正；斜率为负，则加速度为负。
(3)图像的交点与折点
①两条图线的交点：表明在该时刻两物体具有相同的速度。
②图线与纵轴的交点：表示物体的初速度。
③图线与横轴的交点：表示在该时刻速度大小为零。
④图线折点：表示加速度发生变化，可能是大小变化，可能是方向变化，也可能是大小、方向同时变化。
⑤v－t图线是一条曲线，则物体做非匀变速直线运动，物体在某时刻的加速度等于该时刻图线切线的斜率。
图甲中，斜率增大，物体的加速度增大，图乙中斜率减小，物体的加速度减小。
【例2】(多选)甲、乙两物体在同一直线上做匀变速直线运动的速度—时间图像如图所示。由此可知(　　)
A．甲和乙的初速度方向相同，大小之比为3∶1B．在t＝4s时，两者的瞬时速度大小相等C．甲和乙的加速度方向相同，大小之比为3∶1D．甲和乙的加速度方向相反，大小之比为1∶1
解析　甲的初速度为3m/s，乙的初速度为1m/s，因此甲和乙的初速度方向相同，大小之比为3∶1，选项A正确；
在t＝2s时，两者的瞬间速度相同，大小都为2m/s，选项B错误；
甲沿正方向做匀减速直线运动，乙沿正方向做匀加速直线运动，甲的加速度为－0.5m/s2，乙的加速度为0.5m/s2，因此甲和乙的加速度方向相反，大小之比为1∶1，选项C错误，D正确。
【训练1】如图所示，水火箭是一个利用质量比和气压作用而设计的玩具。压缩空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，在反作用下，水火箭快速上升，飞到一定高度后，在重力的作用下落下来。水火箭运动的v－t图像如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．水火箭在0～t1内从静止出发做加速度增大的加速运动B．水火箭在t1时刻到达最高点C．水火箭在t2时刻到达最高点D．水火箭在t2～t3内做匀减速直线运动
思考：描述物体的运动，除用v-t图像外，还可以用什么方式来表示？如何表示？
0-t,速度由v0变为v
一、速度与时间的关系式
二、物理意义：做匀变速直线运动的物体，t时刻的速度v等于物体运动开始时的速度v0加上在整个过程中速度的变化量at。
三、公式v＝v0＋at的适用条件：只适用于匀变速直线运动。
四、公式v＝v0＋at的矢量性
公式v＝v0＋at中的v、v0、a均为矢量，应用公式解题时，应先选取正方向，一般以v0的方向为正方向。
(1)若加速度方向与正方向相同，则加速度取正值；若加速度方向与正方向相反，则加速度取负值。
(2)若计算出v为正值，则表示末速度方向与初速度的方向相同；若v为负值，则表示末速度方向与初速度的方向相反。
(1)当v0＝0时，v＝at(由静止开始的匀加速直线运动)。
(2)当a＝0时，v＝v0(匀速直线运动)。
【例3】某质点做直线运动，其速度与时间的关系式为v＝－3t＋4(式中时间的单位为s，速度的单位为m/s)，以初速度方向为正方向，下列说法正确的是(　　)
A．质点的初速度为1.5m/sB．质点的初速度为－4m/sC．质点的加速度为3m/s2D．质点的加速度为－3m/s2
【例4】火车正常行驶的速度是54km/h，关闭发动机后开始做匀减速直线运动，6s末的速度是43.2km/h，求：
(1)火车的加速度；(2)15s末的速度大小；(3)45s末的速度大小。
思考：火车速度减为零的时候用时多少时间？
【训练2】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。某型号的电动汽车在一次刹车测试中，初速度为20m/s，经过4s汽车停止运动。若将该过程视为匀减速直线运动，汽车在刹车3s后速度为(　　)
A．5m/s　　　B．10m/sC．15m/s　　　D．16m/s
思考：如果一个做直线运动的物体v-t图像如下，这个物体的运动是不是匀变速直线运动？生活中有没有类似的运动？
0-t1，物体做匀减速直线运动；
0-t2，物体做匀加速直线运动；
整个过程中物体做匀变速直线运动；
1．(对匀变速直线运动的理解)物体在做直线运动，则下列对物体运动的描述正确的是(　　)
A．加速度为负值的直线运动，一定是匀减速直线运动B．加速度大小不变的运动，一定是匀变速直线运动C．加速度恒定(不为零)的直线运动一定是匀变速直线运动D．若物体在运动过程中，速度的方向发生改变，则一定不是匀变速直线运动
2．(速度公式v＝v0＋at的应用)物体做匀加速直线运动，到达A点时的速度为5m/s，经3s到达B点时的速度为14m/s，再经过4s到达C点，则它到达C点时的速度为(　　)
A．23m/sB．5m/sC．26m/sD．10m/s