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高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 匀变速直线运动的速度与时间的关系背景图课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 匀变速直线运动的速度与时间的关系背景图课件ppt，共52页。PPT课件主要包含了素养·目标定位，课前·基础认知，课堂·重难突破，随堂训练，知识概览，答案BCD等内容，欢迎下载使用。
目 标 素 养1.知道什么是匀变速直线运动。2.掌握匀变速直线运动的速度公式及应用。3.理解v-t图像的物理意义。4.体会数学在研究物理问题中的重要性。
一、匀变速直线运动1.定义: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.分类。(1)匀加速直线运动:在匀变速直线运动中,物体的速度随时间 均匀增加 ; (2)匀减速直线运动:在匀变速直线运动中,物体的速度随时间 均匀减小 。
3.v-t图像:匀变速直线运动的v-t图像是一条 倾斜 的直线,如图所示,a表示 匀加速直线 运动,b表示 匀减速直线 运动。
微判断1(1)匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动。( )(2)加速度保持不变的运动就是匀变速直线运动。( )(3)匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜直线。( )(4)v-t图像只能描述直线运动,且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。( )
二、速度与时间的关系1.速度公式: 2.理解:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v,就等于物体在开始时刻的 速度v0 ,再加上在整个过程中速度的 变化量at 。 3.公式的适用条件:只适用于 匀变速直线 运动。
微判断2在运用公式v=v0+at时,对各个物理量的说法作出判断。(1)必须规定正方向,式中的v、v0、a才能取正、负号。( )(2)在任何情况下a>0表示做匀加速运动,a<0表示做匀减速运动。( )(3)习惯上总是规定物体开始运动的方向为正方向,a>0表示做匀加速运动,a<0表示做匀减速运动。( )(4)v的方向总是与v0的方向相同。( )
一 公式v=v0+at的理解与应用
重难归纳1.公式的理解。(1)公式的矢量性。公式v=v0+at中的v0、v、a均为矢量,取v0方向为正方向时,a、v符号意义如下表:
(2)公式的两种特殊形式。①当a=0时,v=v0(匀速直线运动)。②当v0=0时,v=at(由静止开始的匀加速直线运动)。(3)两个公式的比较。
2.公式的特点及应用。(1)特点。公式共涉及四个物理量,没有涉及位移。涉及的四个物理量除时间外,均为矢量,应用时要注意各矢量的正负号。
(2)应用技巧。①确定一个方向为正方向(一般以初速度方向为正方向)。②依据规定的正方向确定各已知矢量的正、负,并用带有正、负的数值表示。③将已知量代入公式进行代数运算。④根据计算结果说明所求量的大小及方向。⑤如果要求t或v0,应该先由v=v0+at变形得到t或v0的表达式,再将已知物理量代入进行计算。
在风平浪静的海面上,有一战斗机要去执行一紧急飞行任务,已知战斗机的起飞速度为50 m/s(即战斗机安全起飞时所需的最小速度),而航空母舰的弹射系统出了故障,无法在短时间内修复,战斗机在跑道上加速时,可能产生的最大的加速度为5 m/s2,跑道的长度经过计算只能让战斗机在这些条件下加速8 s。请探究分析:航空母舰静止时,战斗机能安全起飞吗?
提示:航空母舰静止时,战斗机在航空母舰上做初速度为零的匀加速直线运动,最大加速度a=5 m/s2,加速时间t=8 s,则由匀变速直线运动的速度公式得,战斗机8 s后所能达到的速度v=v0+at=0+5×8 m/s=40 m/s,由于该速度小于战斗机安全起飞的速度50 m/s,因此战斗机无法安全起飞。
典例剖析【例1】 汽车以45 km/h的速度匀速行驶。(1)若汽车以0.6 m/s2的加速度加速,则10 s后速度能达到多少?(2)若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速,则10 s后速度能达到多少?(3)若汽车刹车以3 m/s2的加速度减速,则10 s后速度为多少?答案:(1)18.5 m/s(2)6.5 m/s(3)0
规律总结实际情景中匀变速运动规律的应用 (1)以实际生活情境为背景的匀减速直线运动的两类问题。 ①速度变为零后再反向。比如一个小球以一定的初速度冲上足够长的光滑斜面,当它匀减速到速度为零时,不会停下而是会“折返”回来,沿斜面下滑。 ②速度变为零后不能再反向。比如一辆汽车匀减速刹车到速度减为零后,将停止运动,不能再反向。
学以致用1.一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s2,6 s后改做匀速直线运动,快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动,再经过12 s停止。(1)求汽车匀速行驶时的速度。(2)求汽车关闭发动机后的加速度。(3)汽车在匀速行驶的过程中突遇紧急情况,需要停车,若其刹车的加速度大小为4 m/s2,那么刹车后2 s和5 s的速度各为多少?
答案:(1)12 m/s(2)-1 m/s2,负号表示汽车加速度方向与运动方向相反(3)4 m/s 0
解析:(1)匀速运动的速度为匀加速直线运动的末速度, v1=a1t1=2×6 m/s=12 m/s。
规律总结应用v=v0+at的一般思路 (1)画出运动过程的草图,标上已知量便于灵活选用公式。 (2)选取一个过程为研究过程,以初速度方向为正方向。判断各量的正、负,利用v=v0+at由已知量求未知量。 (3)讨论所得矢量的大小及方向。
二 v-t图像的特点及应用
重难归纳1.匀速直线运动的v-t图像。 如图所示,由于匀速直线运动的速度不随时间改变,因而v-t图像是一条平行于时间轴的直线。从图像中可以直接读出速度的大小和方向。
2.匀变速直线运动的v-t图像。
3.v-t图像的应用。通过v-t图像,可以明确以下信息:
4.变加速直线运动的v-t图像。
名师点睛不管是匀变速直线运动,还是非匀变速直线运动,凡是能用v-t图线描述的,不管图线形状如何,物体的运动一定是直线运动。
若一个物体运动的v-t图像如图所示,它的速度怎样变化?在相等的时间间隔内速度的变化量总是相等吗?它的加速度如何变化?物体做什么运动?
典例剖析 【例2】(多选)一个沿直线运动的物体的v-t图像如图所示,则下列分析正确的是( )A.图像OA段表示物体做非匀变速运动,AB段表示物体静止B.图像AB段表示物体做匀速直线运动C.在0~9 s内物体的运动方向相同D.在9~12 s内物体的运动方向与0~9 s内的运动方向相反
解析:v-t图像是曲线,表示物体做非匀变速直线运动,图像与t轴平行表示物体做匀速直线运动,图像是倾斜直线表示物体做匀变速直线运动,选项A错误,B正确;0~9 s速度始终为正值,说明速度方向不变,选项C正确;9~12 s速度为负值,说明速度方向与正方向相反,选项D正确。
特别提醒分析v-t图像时的两点注意(1)加速度是否变化看有无折点:在折点位置,图线的斜率改变,表示此时刻物体的加速度改变。v-t图像为曲线,可认为曲线上处处是折点,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。
学以致用2. (多选)一物体做匀变速直线运动,若物体从P点时开始计时,取向右为正方向,其v-t图像如图所示,则物体在4 s内( )A.始终向右运动B.前2 s向左运动,后2 s向右运动C.4 s末离P点最远D.2 s末离P点最远答案:BD
解析:v-t图像中速度的正、负表示方向,向右为正方向,故物体前2 s向左运动,后2 s向右运动,选项A错误,B正确;物体前2 s向左运动远离P点,而后2 s向右运动靠近P点,可知物体在2 s末离P点最远,选项C错误,D正确。
1.对物体运动的描述,以下说法正确的是( )A.加速度不变的运动一定是直线运动B.加速度变化的运动可能为直线运动C.加速度减小的运动是减速运动,加速度增加的运动是加速运动D.向左匀速直线运动的物体,当获得向右的加速度时,将立即改为向右运动答案:B
解析:物体速度方向与加速度方向在一条直线上,物体做直线运动,与加速度是否变化无关,选项A错误,B正确。判断物体速度增加还是减小是看物体的速度方向与加速度方向的关系,质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小,在此过程中,物体做加速运动,选项C错误。向左匀速直线运动的物体,当获得向右的加速度时,物体仍然向左运动,但做减速运动,选项D错误。
2.(多选)物体做匀加速直线运动,已知第1 s末的速度是6 m/s,第2 s末的速度是8 m/s,则下面的结论正确的是( )A.物体零时刻的速度是3 m/sB.物体的加速度是2 m/s2C.任何1 s内的速度变化量都是2 m/sD.第2 s初的瞬时速度是6 m/s答案:BCD
3.(多选)甲、乙两物体从同一地点,沿同一方向,同时运动,它们的v-t图像如图所示,下列判断正确的是( )A.0~2 s内甲做轨迹为曲线的运动B.乙的加速度大小为1 m/s2C.3 s末乙的速度为3 m/sD.4 s末甲、乙速度相等答案:BCD
解析:v-t图像是速度随时间变化的图像,不是运动轨迹,选项A错误;乙的加速度a= m/s2=1 m/s2,选项B正确;根据几何知识可知,3 s末乙的速度为3 m/s,选项C正确;4 s末两图像相交,表示此时刻甲、乙的速度相等,选项D正确。
4.下图为某质点的v-t图像,则下列说法正确的是( )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,质点向相反方向运动D.在t=12 s末,质点的加速度为-1 m/s2答案:D
解析:质点在0~4 s内做加速度大小为1.5 m/s2的匀加速直线运动,在4~6 s内做加速度大小为1 m/s2的匀减速直线运动,在6~10 s内以4 m/s的速度做匀速直线运动,在10~14 s内做加速度大小为1 m/s2的匀减速直线运动,综上所述,只有选项D正确。
5.(多选)质点做匀加速直线运动,初速度为v0=2 m/s,加速度为a=0.1 m/s2,则( )A.质点第4 s末的速度为2.4 m/sB.每经过2 s时间,物体速度就增大2.2 m/sC.质点加速度一直增大D.质点速度随时间均匀增大答案:AD
解析:根据速度与时间公式v=v0+at,代入数据解得第4 s末的速度v4=2.4 m/s,选项A正确;根据加速度的定义可知每过2 s速度增大为Δv=aΔt=0.1×2 m/s=0.2 m/s,选项B错误;匀加速直线运动中加速度是不变的,根据v=v0+at可知,速度随时间均匀增大,选项C错误,D正确。
6.卡车原来以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2 m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即放开刹车,开始做匀加速运动,并且只用了减速过程一半的时间卡车就加速到原来的速度,从开始刹车到恢复原速的过程用了12 s。求:(1)减速与加速过程中的加速度;(2)开始刹车后2 s末及10 s末的瞬时速度。答案:(1)-1 m/s2 2 m/s2(2)8 m/s 6 m/s
目 标 素 养1.知道什么是匀变速直线运动。2.掌握匀变速直线运动的速度公式及应用。3.理解v-t图像的物理意义。4.体会数学在研究物理问题中的重要性。
一、匀变速直线运动1.定义: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.分类。(1)匀加速直线运动:在匀变速直线运动中,物体的速度随时间 均匀增加 ; (2)匀减速直线运动:在匀变速直线运动中,物体的速度随时间 均匀减小 。
3.v-t图像:匀变速直线运动的v-t图像是一条 倾斜 的直线,如图所示,a表示 匀加速直线 运动,b表示 匀减速直线 运动。
微判断1(1)匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动。( )(2)加速度保持不变的运动就是匀变速直线运动。( )(3)匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜直线。( )(4)v-t图像只能描述直线运动,且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。( )
二、速度与时间的关系1.速度公式: 2.理解:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v,就等于物体在开始时刻的 速度v0 ,再加上在整个过程中速度的 变化量at 。 3.公式的适用条件:只适用于 匀变速直线 运动。
微判断2在运用公式v=v0+at时,对各个物理量的说法作出判断。(1)必须规定正方向,式中的v、v0、a才能取正、负号。( )(2)在任何情况下a>0表示做匀加速运动,a<0表示做匀减速运动。( )(3)习惯上总是规定物体开始运动的方向为正方向,a>0表示做匀加速运动,a<0表示做匀减速运动。( )(4)v的方向总是与v0的方向相同。( )
一 公式v=v0+at的理解与应用
重难归纳1.公式的理解。(1)公式的矢量性。公式v=v0+at中的v0、v、a均为矢量,取v0方向为正方向时,a、v符号意义如下表:
(2)公式的两种特殊形式。①当a=0时,v=v0(匀速直线运动)。②当v0=0时,v=at(由静止开始的匀加速直线运动)。(3)两个公式的比较。
2.公式的特点及应用。(1)特点。公式共涉及四个物理量,没有涉及位移。涉及的四个物理量除时间外,均为矢量,应用时要注意各矢量的正负号。
(2)应用技巧。①确定一个方向为正方向(一般以初速度方向为正方向)。②依据规定的正方向确定各已知矢量的正、负,并用带有正、负的数值表示。③将已知量代入公式进行代数运算。④根据计算结果说明所求量的大小及方向。⑤如果要求t或v0,应该先由v=v0+at变形得到t或v0的表达式,再将已知物理量代入进行计算。
在风平浪静的海面上,有一战斗机要去执行一紧急飞行任务,已知战斗机的起飞速度为50 m/s(即战斗机安全起飞时所需的最小速度),而航空母舰的弹射系统出了故障,无法在短时间内修复,战斗机在跑道上加速时,可能产生的最大的加速度为5 m/s2,跑道的长度经过计算只能让战斗机在这些条件下加速8 s。请探究分析:航空母舰静止时,战斗机能安全起飞吗?
提示:航空母舰静止时,战斗机在航空母舰上做初速度为零的匀加速直线运动,最大加速度a=5 m/s2,加速时间t=8 s,则由匀变速直线运动的速度公式得,战斗机8 s后所能达到的速度v=v0+at=0+5×8 m/s=40 m/s,由于该速度小于战斗机安全起飞的速度50 m/s,因此战斗机无法安全起飞。
典例剖析【例1】 汽车以45 km/h的速度匀速行驶。(1)若汽车以0.6 m/s2的加速度加速,则10 s后速度能达到多少?(2)若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速,则10 s后速度能达到多少?(3)若汽车刹车以3 m/s2的加速度减速,则10 s后速度为多少?答案:(1)18.5 m/s(2)6.5 m/s(3)0
规律总结实际情景中匀变速运动规律的应用 (1)以实际生活情境为背景的匀减速直线运动的两类问题。 ①速度变为零后再反向。比如一个小球以一定的初速度冲上足够长的光滑斜面,当它匀减速到速度为零时,不会停下而是会“折返”回来,沿斜面下滑。 ②速度变为零后不能再反向。比如一辆汽车匀减速刹车到速度减为零后,将停止运动,不能再反向。
学以致用1.一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s2,6 s后改做匀速直线运动,快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动,再经过12 s停止。(1)求汽车匀速行驶时的速度。(2)求汽车关闭发动机后的加速度。(3)汽车在匀速行驶的过程中突遇紧急情况,需要停车,若其刹车的加速度大小为4 m/s2,那么刹车后2 s和5 s的速度各为多少?
答案:(1)12 m/s(2)-1 m/s2,负号表示汽车加速度方向与运动方向相反(3)4 m/s 0
解析:(1)匀速运动的速度为匀加速直线运动的末速度, v1=a1t1=2×6 m/s=12 m/s。
规律总结应用v=v0+at的一般思路 (1)画出运动过程的草图,标上已知量便于灵活选用公式。 (2)选取一个过程为研究过程,以初速度方向为正方向。判断各量的正、负,利用v=v0+at由已知量求未知量。 (3)讨论所得矢量的大小及方向。
二 v-t图像的特点及应用
重难归纳1.匀速直线运动的v-t图像。 如图所示,由于匀速直线运动的速度不随时间改变,因而v-t图像是一条平行于时间轴的直线。从图像中可以直接读出速度的大小和方向。
2.匀变速直线运动的v-t图像。
3.v-t图像的应用。通过v-t图像,可以明确以下信息:
4.变加速直线运动的v-t图像。
名师点睛不管是匀变速直线运动,还是非匀变速直线运动,凡是能用v-t图线描述的,不管图线形状如何,物体的运动一定是直线运动。
若一个物体运动的v-t图像如图所示,它的速度怎样变化?在相等的时间间隔内速度的变化量总是相等吗?它的加速度如何变化?物体做什么运动?
典例剖析 【例2】(多选)一个沿直线运动的物体的v-t图像如图所示,则下列分析正确的是( )A.图像OA段表示物体做非匀变速运动,AB段表示物体静止B.图像AB段表示物体做匀速直线运动C.在0~9 s内物体的运动方向相同D.在9~12 s内物体的运动方向与0~9 s内的运动方向相反
解析:v-t图像是曲线,表示物体做非匀变速直线运动,图像与t轴平行表示物体做匀速直线运动,图像是倾斜直线表示物体做匀变速直线运动,选项A错误,B正确;0~9 s速度始终为正值,说明速度方向不变,选项C正确;9~12 s速度为负值,说明速度方向与正方向相反,选项D正确。
特别提醒分析v-t图像时的两点注意(1)加速度是否变化看有无折点:在折点位置,图线的斜率改变,表示此时刻物体的加速度改变。v-t图像为曲线,可认为曲线上处处是折点,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。
学以致用2. (多选)一物体做匀变速直线运动,若物体从P点时开始计时,取向右为正方向,其v-t图像如图所示,则物体在4 s内( )A.始终向右运动B.前2 s向左运动,后2 s向右运动C.4 s末离P点最远D.2 s末离P点最远答案:BD
解析:v-t图像中速度的正、负表示方向,向右为正方向,故物体前2 s向左运动,后2 s向右运动,选项A错误,B正确;物体前2 s向左运动远离P点,而后2 s向右运动靠近P点,可知物体在2 s末离P点最远,选项C错误,D正确。
1.对物体运动的描述,以下说法正确的是( )A.加速度不变的运动一定是直线运动B.加速度变化的运动可能为直线运动C.加速度减小的运动是减速运动,加速度增加的运动是加速运动D.向左匀速直线运动的物体,当获得向右的加速度时,将立即改为向右运动答案:B
解析:物体速度方向与加速度方向在一条直线上,物体做直线运动,与加速度是否变化无关,选项A错误,B正确。判断物体速度增加还是减小是看物体的速度方向与加速度方向的关系,质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小,在此过程中,物体做加速运动,选项C错误。向左匀速直线运动的物体,当获得向右的加速度时,物体仍然向左运动,但做减速运动,选项D错误。
2.(多选)物体做匀加速直线运动,已知第1 s末的速度是6 m/s,第2 s末的速度是8 m/s,则下面的结论正确的是( )A.物体零时刻的速度是3 m/sB.物体的加速度是2 m/s2C.任何1 s内的速度变化量都是2 m/sD.第2 s初的瞬时速度是6 m/s答案:BCD
3.(多选)甲、乙两物体从同一地点,沿同一方向,同时运动,它们的v-t图像如图所示,下列判断正确的是( )A.0~2 s内甲做轨迹为曲线的运动B.乙的加速度大小为1 m/s2C.3 s末乙的速度为3 m/sD.4 s末甲、乙速度相等答案:BCD
解析:v-t图像是速度随时间变化的图像,不是运动轨迹,选项A错误;乙的加速度a= m/s2=1 m/s2,选项B正确;根据几何知识可知,3 s末乙的速度为3 m/s,选项C正确;4 s末两图像相交,表示此时刻甲、乙的速度相等,选项D正确。
4.下图为某质点的v-t图像,则下列说法正确的是( )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,质点向相反方向运动D.在t=12 s末,质点的加速度为-1 m/s2答案:D
解析:质点在0~4 s内做加速度大小为1.5 m/s2的匀加速直线运动,在4~6 s内做加速度大小为1 m/s2的匀减速直线运动,在6~10 s内以4 m/s的速度做匀速直线运动,在10~14 s内做加速度大小为1 m/s2的匀减速直线运动,综上所述,只有选项D正确。
5.(多选)质点做匀加速直线运动,初速度为v0=2 m/s,加速度为a=0.1 m/s2,则( )A.质点第4 s末的速度为2.4 m/sB.每经过2 s时间,物体速度就增大2.2 m/sC.质点加速度一直增大D.质点速度随时间均匀增大答案:AD
解析:根据速度与时间公式v=v0+at,代入数据解得第4 s末的速度v4=2.4 m/s,选项A正确;根据加速度的定义可知每过2 s速度增大为Δv=aΔt=0.1×2 m/s=0.2 m/s,选项B错误;匀加速直线运动中加速度是不变的,根据v=v0+at可知,速度随时间均匀增大,选项C错误,D正确。
6.卡车原来以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2 m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即放开刹车,开始做匀加速运动,并且只用了减速过程一半的时间卡车就加速到原来的速度,从开始刹车到恢复原速的过程用了12 s。求:(1)减速与加速过程中的加速度;(2)开始刹车后2 s末及10 s末的瞬时速度。答案:(1)-1 m/s2 2 m/s2(2)8 m/s 6 m/s
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