高中物理人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究2 匀变速直线运动的速度与时间的关系教案配套ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究2 匀变速直线运动的速度与时间的关系教案配套ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课前预习反馈，加速度不变，均匀增加，均匀减小，v0＋at，速度v0，变化量at，课内互动探究，探究等内容，欢迎下载使用。

2.匀变速直线运动的速度与时间的关系
1．根据实验得到的速度—时间图像是一条倾斜的直线，建构匀变速直线运动的模型，知道匀变速直线运动的特点。2．能根据速度—时间图像得出速度与时间的关系式，知道公式中各量的意义。3．能应用速度与时间的关系式或图像分析和解决生产、生活中有关的实际问题。
1．定义：沿着一条直线且_______________的运动，叫匀变速直线运动。注意：常见的变速运动并不是严格意义上的匀变速直线运动。例如，火车在加速启动的一段时间内的运动可以近似看成是匀变速直线运动。匀变速直线运动是一种理想化模型。
2．分类(1)匀加速直线运动：物体的速度随时间___________的变速直线运动。(2)匀减速直线运动：物体的速度随时间___________的变速直线运动。
『微训练』1．根据预习内容，判断下列说法正误：(1)匀变速直线运动的加速度不变。(　　)(2)速度逐渐增加的直线运动是匀加速直线运动。(　　)
2．(2023·内蒙古呼和浩特高一阶段练习)关于匀变速直线运动，下列说法正确的是(　　)A．任意时刻速度的变化率相同B．匀变速直线运动就是加速度和速度均匀变化的直线运动C．相等时间内加速度的变化量相等且不为零D．匀加速直线运动的加速度是不断增大的解析：匀变速直线运动的加速度保持不变，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，故A正确；匀变速直线运动就是加速度不变，速度均匀变化的直线运动，故B错误；匀变速直线运动的加速度保持不变，加速度的变化量为零，故C错误；匀变速直线运动的加速度保持不变，故D错误。
1．匀速直线运动的速度—时间图像是一条平行于时间坐标轴的直线(如图所示)
2．匀变速直线运动的速度—时间图像如下图所示，匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线，直线a反映了速度随时间是___________的，即是匀加速直线运动的图像；直线b反映了速度随时间是___________的，即是匀减速直线运动的图像。
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v等于物体在开始时刻的__________加上在整个过程中速度的____________。
『微训练』1．根据预习内容，判断下列说法正误：(1)匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜直线。(　　)(2)公式v＝v0＋at适用于任何做直线运动的物体。(　　)(3)公式v＝v0＋at既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动。(　　)
2．在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩蹦床，如下图所示是一同学某次蹦床跳起后的v－t图像，已知t2＝2t1，结合你的体会和经历，分析下列问题。　
(1)他所做的运动是匀变速运动吗？(2)他跳起时速度多大？(3)哪段时间是上升的，哪段时间是下降的？(4)从图像中可以看出，是选上升过程的速度为正方向还是选下降过程速度方向为正方向？(5)他在t2末回到蹦床上了吗？
答案：此同学做的是初速度为v0的匀变速直线运动，起跳时速度为v0。在0～t1时间内速度为正，上升；t1～t2时间内速度为负，下降。而且上升位移与下降位移大小相等，故t2末回到蹦床上，图像中选择上升过程的速度为正方向。
匀变速直线运动的v－t图像
要点提炼匀变速直线运动v－t图像特点1．两种类型(1)匀加速直线运动的图像逐渐远离t轴，如图甲所示。(2)匀减速直线运动的图像逐渐靠近t轴，如图乙所示。
2．v－t图像的应用通过v－t图像，可以明确以下信息：
3．变加速直线运动的v－t图像
应用v－t图像时的三点注意(1)加速度是否变化看有无拐点：在拐点位置，图线的斜率改变，表示此时物体的加速度改变。v－t图像为曲线，可认为曲线上处处是拐点，加速度时刻在改变。(2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点：在与时间轴的交点位置，纵坐标的符号改变，表示物体的速度方向改变。(3)由于v－t图像中只能表示正、负两个方向，所以它只能描述直线运动，无法描述曲线运动。
典例剖析　　　　 (2023·山东滨州高一校考期中)质点做直线运动的v－t图像如图所示，则(　　)A．在前5 s内质点做匀变速直线运动B．在0～2 s内质点做匀变速直线运动C．3 s末质点的速度大小为5 m/s，方向与规定的正方向相反D．2～4 s内质点的加速度方向与正方向相反
解析：v－t图像的斜率表示加速度，根据图像可知，质点在0～2 s内做匀加速直线运动，在2～4 s内做匀速直线运动，在4～5 s内做匀减速直线运动，在前5 s内，加速度发生了改变，因此在前5 s内质点做的不是匀变速直线运动，在0～2 s内加速度恒定，在0～2 s内质点做匀变速直线运动，A错误，B正确；3 s末质点的速度大小为4 m/s，速度为正值，方向与规定的正方向相同，C错误；v－t图像的斜率表示加速度，根据图像可知，2～4 s内质点的加速度为0，质点做匀速直线运动，D错误。
　　　　　　　　(2023·上海浦东新高一校考期末)一个物体沿直线运动的v－t图像如图所示，则下列说法正确的是(　　)A．图像OA段表示物体做变速运动，AB段表示物体静止B．在6～9 s内物体的加速度与9～12 s内的加速度不同C．在第9 s时物体的加速度和速度都为零D．在0～9 s内物体的运动方向相同
解析：根据图像可知图像OA段物体做变速运动，AB段物体速度大小不为0，所以不是静止状态，A错误；v－t图像的斜率表示加速度，根据图像可得6～9 s内物体的加速度与9～12 s内的加速度相同；在第9 s时物体的速度为零，但是加速度不为零，B、C错误；根据图像0～9 s内，物体的速度一直处于正方向，所以运动方向相同，D正确。
匀变速直线运动速度公式的理解及应用
2．公式的适用条件：公式v＝v0＋at只适用于匀变速直线运动。3．公式的矢量性(1)公式v＝v0＋at中的v0、v、a均为矢量，应用公式解题时，首先应先选取正方向。(2)一般以v0为正方向，此时匀加速直线运动a>0，匀减速直线运动a<0；对计算结果v>0，说明v与v0方向相同；v<0，说明v与v0方向相反。
4．两种特殊情况(1)当v0＝0时，v＝at。由于匀变速直线运动的加速度恒定不变，表明由静止开始的匀加速直线运动的速度大小与其运动时间成正比。(2)当a＝0时，v＝v0。加速度为零的运动是匀速直线运动，也表明匀速直线运动是匀变速直线运动的特例。
典例剖析　　　　(2023·辽宁葫芦岛高一期中)一名杂技演员在钢管的顶端进行表演，当他结束表演后，沿着竖直钢管从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时他的速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时加速度大小的1.5倍，下滑的总时间为5 s，那么该杂技演员加速过程所用的时间为(　　)A．1 s B．2 s C．3 s D．4 s
解析：加速时的加速度大小是减速时加速度大小的1.5倍，即a1＝1.5a2，又从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时他的速度恰好为零，可得出a1t1＝a2t2，同时满足t1＋t2＝5 s，联立三式，解得t1＝2 s，故选B。
　　　　　　　　(多选)(2023·广东深圳高一开学考试)一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为2 m/s,2 s后速度的大小变为8 m/s。则该物体的加速度可能为(　　)A．3 m/s2 B．10 m/s2C．－5 m/s2 D．－6 m/s2
多运动过程问题的分析与求解　　　　汽车一般有五个前进挡位，对应不同的速度范围，设在每一挡汽车均做匀变速直线运动，换挡时间不计。某次行车时，一挡起步，起步后马上挂入二挡，加速度为2 m/s2；3 s后挂入三挡，再经过4 s速度达到13 m/s；随即挂入四挡，加速度为1.5 m/s2；速度达到16 m/s时挂上五挡，加速度为1 m/s2。求：(1)汽车在三挡时的加速度大小；(2)汽车在四挡时行驶的时间；(3)汽车挂上五挡后再过5 s的速度大小。
解析：(1)汽车的运动过程如图所示。在二挡时(A→B)，a1＝2 m/s2，t1＝3 s，这一过程的末速度v1＝a1t1＝2×3 m/s＝6 m/s在三挡时(B→C)，v2＝13 m/s，t2＝4 s即汽车在三挡时的加速度大小为1.75 m/s2。
(2)在四挡时(C→D)，a3＝1.5 m/s2，v3＝16 m/s即汽车在四挡时行驶的时间为2 s。(3)在五挡时(D→E)，a4＝1 m/s2，t4＝5 s速度v4＝v3＋a4t4＝(16＋1×5) m/s＝21 m/s故汽车挂上五挡后再过5 s的速度大小为21 m/s。答案：(1)1.75 m/s2　(2)2 s　(3)21 m/s
核心素养　科学思维解决多过程问题要善于由题意画出示意图。利用示意图解题不论是从思维上还是解题过程的叙述上都变得简捷，可以说能起到事半功倍的作用。事实上，能够正确地画出示意图就说明对题目中交代的物理过程有很清楚的认识，这是对同学们要求较高且难度比较大的基本功，要注意领会并在解题中应用。
一、匀变速直线运动的理解1．(2023·天津宁河高一阶段练习)关于变速直线运动，下列说法中正确的是(　　)A．加速度为负，则物体一定做减速运动B．物体运动的速度变化越快，则加速度一定越大C．匀变速直线运动的速度和加速度的方向都必须保持不变D．在减速直线运动中，速度和位移都随时间的增加而减小
解析：直线运动中，加速度为负值，若速度为正值，则加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动；若速度也为负值，则加速度方向与速度方向一致，物体做加速运动。所以直线运动中，加速度为负值，物体不一定做减速运动，选项A错误；加速度是描述速度变化快慢的物理量，物体运动的速度变化越快，则加速度一定越大，选项B正确；匀变速直线运动的加速度是恒定的，其方向也保持不变；但速度是均匀变化的，如果物体做减速运动，减速到零后有可能反向加速运动，速度方向将发生变化，选项C错误；减速直线运动中，速度减速到零之前，物体的速度随时间的增加在减小，但位移随时间的增加在增大，选项D错误。
二、关系式v＝v0＋at的应用2．(2023·浙江绍兴高一统考期末)嫦娥三号登月探测器靠近月球后，先悬停在月面上方一定高度，之后关闭发动机，以1.6 m/s2加速度下落，经过2.25 s到达月球表面，此时探测器的速度为(　　)A．4.05 m/s B．3.6 m/sC．1.8 m/s D．0.9 m/s解析：根据速度时间关系可得v＝at＝1.6×2.25 m/s＝3.6 m/s，故选B。
3．(多选)(2023·福建南平高一阶段练习)一物体做匀变速直线运动，其速度与时间关系是：v＝(4－2t)m/s，则(　　)A．物体的初速度是2 m/sB．物体的初速度是4 m/sC．物体的加速度是－2 m/s2D．物体的加速度是2 m/s2解析：根据v＝v0＋at可知，初速度是4 m/s，加速度是－2 m/s2。
三、匀变速直线运动的v－t图像4．(多选)(2023·宁夏银川高一期中)如图是某一质点做直线运动的v－t图像，由图可知，这个质点的运动情况是(　　)A．前2 s静止C．6～8 s做匀减速运动，加速度为－4 m/s2D．质点8 s末离出发点最远