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学演示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学演示ppt课件，共34页。PPT课件主要包含了加速度，均匀增加的直线运动，均匀减小的直线运动，v0＋at，速度v0，变化量at等内容，欢迎下载使用。
整体感知·自我新知初探
[学习任务]任务1．根据实验得到的v-t图像是一条倾斜的直线，建构匀变速直线运动的模型，了解匀变速直线运动的特点。任务2．能根据v-t图像得出匀变速直线运动的速度与时间的关系式，理解公式的含义。任务3．能应用匀变速直线运动的速度与时间的关系式分析和解决生产、生活中的实际问题。
[问题初探]问题1　匀变速直线运动有什么特点？问题2　匀变速直线运动的v-t图像特点？问题3　公式v＝v0＋at中各符号的意义分别是什么？
[自我感知]　经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。
探究重构·关键能力达成
[链接教材]　如图所示，v-t图像为一条倾斜直线，利用v-t图像的任意一段Δv与对应Δt求得的加速度a是否相同？这样的运动怎样描述？
知识点一　匀变速直线运动
提示：相同；匀加速直线运动。
1．定义：沿着一条直线，且______不变的运动。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。
在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩蹦床，如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。问题1　他所做的运动是匀变速运动吗？
提示：图像为一条倾斜直线，该运动是匀变速运动。
问题2　他跳起时速度多大？
提示：起跳时的速度为v0。
问题3　哪段时间是上升的，哪段时间是下降的？
提示：在0～t1时间内速度为正，上升；t1～t2时间内速度为负，下降。
问题4　他在t2末回到蹦床上了吗？
提示：图像中选择上升过程的速度为正方向，上升位移与下降位移大小相等，故t2末回到蹦床上了。
2．匀变速直线运动的分类(1)匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加的变速直线运动。如图所示的直线a表示的是匀加速直线运动。 (2)匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小的变速直线运动。如图所示的直线b表示的是匀减速直线运动。
【典例1】　(匀变速直线运动的特点)(多选)关于匀变速直线运动，下列说法正确的是(　　)A．匀变速直线运动的加速度恒定不变B．相邻的相同时间间隔内的位移相等C．在任何相等的时间Δt内的速度变化量Δv都相等D．速度与运动时间成正比
【典例2】　(匀变速直线运动的判断)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．若物体在运动的过程中，速度的方向发生改变，则一定不是匀变速直线运动
C　[物体速度为负值，加速度为负值且保持不变时是匀加速直线运动，A错误；加速度是矢量，加速度大小不变，若方向改变，则加速度是变化的，不是匀变速直线运动，B错误，C正确；速度的方向发生改变，加速度可能保持不变，即可能为匀变速直线运动，例如，物体在做匀减速直线运动时，当速度减小到零后，运动的方向会发生改变，变为反向匀加速直线运动，D错误。]
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__________。
知识点二　匀变速直线运动的速度与时间的关系
如图所示，同学们探究了小车在槽码牵引下的运动，并且用v-t图像直观地描述了小车的速度随时间变化的规律。从纯数学角度看，一次函数的表达式为y＝b＋kx。
问题1　结合v-t图像，函数y＝b＋kx中的y、x分别表示哪个物理量？
提示：y、x分别表示速度和时间。
问题2　由v-t图像可知，小车的初速度是多大？加速度是多大？
提示：小车的初速度是0.3 m/s，加速度是1.0 m/s2。
问题3　结合v-t图像，函数y＝b＋kx中的k、b分别表示哪个物理量？
提示：k、b分别表示加速度和初速度。
问题4　这个v-t图像反映出小车的速度随时间的关系式是怎样的？
提示：由函数y＝b＋kx得v＝v0＋at，小车的速度随时间的关系式是v＝(0.3＋t) m/s。
1．对速度公式v＝v0＋at的理解
2．特殊情况(1)当v0＝0时，v＝at，即v∝t(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)。
【典例3】　(对公式的理解)(多选)在公式v＝v0＋at中，涉及四个物理量，除时间t是标量外，其余三个v、v0、a都是矢量。在直线运动中这三个矢量的方向都在同一条直线上，当取其中一个量的方向为正方向时，其他两个量的方向与其相同的取正值，与其相反的取负值，若取初速度方向为正方向，则下列说法正确的是(　　)A．匀加速直线运动中，加速度a取负值B．匀加速直线运动中，加速度a取正值C．匀减速直线运动中，加速度a取负值D．无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动，加速度a均取正值
BC　[若取初速度方向为正方向，物体做匀加速运动，表示初速度方向和加速度方向相同，加速度为正值，A错误，B正确；若物体做匀减速运动，加速度与速度方向相反，即物体加速度为负值，C正确；综上可知，D错误。]
【典例4】　(公式符号信息应用)一质点做匀变速直线运动的速度随时间变化的关系为v＝(40－10t) m/s。下列说法正确的是(　　)A．质点在前4 s内做匀加速运动B．质点的初速度是20 m/sC．质点的加速度大小是5 m/s2D．t＝4 s时，质点的加速度不为零
D　[质点做匀变速直线运动的速度随时间变化的关系为v＝(40－10t) m/s，结合公式v＝v0＋at，可得质点的初速度v0＝40 m/s，质点的加速度a＝－10 m/s2，则质点的加速度大小是10 m/s2，故B、C错误；由题目给出的表达式得，经过4 s后质点的速度减小为零，质点的加速度不变，则质点在前4 s内做匀减速运动，4 s后做反方向的匀加速运动，t＝4 s时，质点的加速度仍为－10 m/s2，故A错误，D正确。]
【典例5】　(公式的综合应用)汽车原来以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，使汽车匀减速前进，当车速减到2 m/s时，交通灯转为绿灯，司机当即放开刹车，并且只用了减速过程的一半时间汽车就加速到原来的速度，从开始刹车到恢复原来速度的过程用了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。
(2)开始刹车后2 s末汽车的速度v2＝vA＋a1t1′＝10 m/s－1×2 m/s＝8 m/s10 s末汽车的速度v10＝vB＋a2t′2＝2 m/s＋2×(10－8) m/s＝6 m/s。
[答案]　(1)1 m/s2，方向与初运动方向相反　2 m/s2，方向与初运动方向相同　(2)8 m/s　6 m/s
方法技巧　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。
应用迁移·随堂评估自测
1．关于匀变速直线运动的理解，正确的是(　　)A．加速度方向不变的直线运动就是匀变速直线运动B．加速度大小不变的直线运动就是匀变速直线运动C．加速度大小和方向都不变的直线运动就是匀变速直线运动D．加速度均匀变化的直线运动就是匀变速直线运动
C　[加速度大小和方向都不变的直线运动才是匀变速直线运动，选项A、B错误，C正确；加速度均匀变化的直线运动是非匀变速直线运动，选项D错误。]
2．一物体做匀加速直线运动，已知它的加速度为2 m/s2，那么在任何1 s内(　　)A．物体的末速度一定等于初速度的2倍B．物体的末速度一定比初速度大2 m/sC．物体的初速度一定比前1 s的末速度大2 m/sD．物体的末速度一定比前1 s的初速度大2 m/s
B　[依题意，根据速度公式v＝v0＋at可知在任何1 s内，物体的末速度一定比初速度大2 m/s，但末速度不一定等于初速度的2倍，故A错误，B正确；物体的初速度与前1 s的末速度相同，故C错误；物体的末速度一定比前1 s的初速度大4 m/s，故D错误。]
3．一家从事创新设计的公司打造了一台飞行汽车，既可以在公路上行驶，也可以在天空飞行。已知该飞行汽车在跑道上的加速度大小为2 m/s2，速度达到40 m/s后离开地面。离开跑道后的加速度为 5 m/s2， 最大速度为200 m/s。飞行汽车从静止到加速至最大速度所用的时间为(　　)A．40 sB．52 sC．88 sD．100 s
4．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的加速度减速滑行，汽车到停下来需多长时间？
[答案]　16 m/s　16.7 s
回归本节知识，完成以下问题：1．如果物体运动的v-t图像是一条倾斜的直线，物体做什么运动？
提示：物体做匀变速直线运动。
2．计时开始时(t0＝0)物体做匀变速直线运动的速度是v0，加速度是a，它在t时刻的速度v是多少？
提示：v＝v0＋at。