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授课课件ppt

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授课课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了匀变速直线运动，倾斜直，匀加速，匀减速，判断及说明，v0＞0a＞0，v0＞0a＜0，反方向匀加速，反方向匀减速，v0＜0a＜0等内容，欢迎下载使用。
回顾：“探究小车速度随时间变化规律”实验中如何求点的瞬时速度？作出图像是什么样的图象？
思考：这个v-t图像表示物体的运动有什么特点?
相等的时间间隔内,速度的变化量总是相等。即加速度不随时间变化
1.定义：2.v-t图像是一条 线
物体沿着一条直线，且加速度不变的运动
下列图像表示什么运动？ 并说明v和a的方向关系.
　知识点一　匀变速直线运动的v-t图像
提醒:v-t图像只能表示直线运动,理解斜率的物理意义。
【规律方法】 由v-t图像可以直观判定的物理量(1)速度变化:远离t轴为 速,靠近t轴为 速。(2)加速度正负:图线斜向上为 ,斜向下为 。(3)加速度大小:①图线为直线的,加速度 。②图线为曲线的,斜率变大的加速度变 ,斜率变小的加速度变 。
【素养训练】1.(2020·衢州高一检测)中国青年网消息,北京被称作“最能装”的8A型列车正式亮相,最大载客量达到3 456人。该列车匀减速进站,停靠一段时间后又匀加速(同方向)出站,在如图所示的四个v-t图像中,正确描述了列车运动情况的是(　　)
2.(多选)甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动,两物体运动的v-t图像如图所示,下列判断正确的是(　　)A.甲做匀速直线运动,乙先做匀加速后做匀减速直线运动B.两物体两次速度相同的时刻分别在1 s末和4 s末C.乙在前2 s内的加速度为2 m/s2,2 s后的加速度为1 m/s2D.2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反
思考与讨论：1、匀变速直线运动的v-t图像与我们在数学里学的什么图像类似？
2、你能不能将图中所示的一次函数的一般表达式写出来？
k值与直线有什么关系？b表示什么？
3、你能否类比一次函数的表达式，猜想一下右图中所示的速度与时间的关系式呢？
推导匀加速直线运动的速度随时间的变化关系公式 （物理方法）
因为加速度保持不变，由 a=Δv /Δt ……（ 1 ）
Δv=v-v0 ……（ 2 ）
Δt=t-0 ……（ 3 ）
所以 v=v0+at
匀变速直线运动公式的说明
v = v0 + a t
推导的速度与时间关系的公式：v=v0+at 对匀减速直线运动适用吗？
公式：v =v0+at 对匀减速直线运动也适用,但加速度a取负值.
通过v-t图像来理解速度与时间关系式
思考与讨论：物体在做匀变速直线运动吗?
加速度逐渐减小的加速运动
思考：某质点运动的v-t图像如下图所示，已知t=2s时速度v0=10m/s，加速度a=2m/s2。能否利用公式v=v+at求出4s时的速度？
不能！该式只适用于匀变速直线运动！
【典例】如图所示为A、B两个物体做匀变速直线运动的v-t图像。(1)A、B两个物体各做什么运动?求其加速度;(2)两图线的交点的意义是什么?(3)求1 s末A、B两个物体的速度;(4)求6 s末A、B两个物体的速度。
两图线的交点表示此时刻两个物体的速度相同。
vA=vA0+a1t1=3 m/s
vB=vB0+a2t1=6 m/s
vA′=vA0+a1t6=8 m/s
vB′=vB0+a2t6=-4 m/s
【典例】一做匀变速直线运动的质点，其速度随时间的变化规律为v=20-4t(各物理量采用国际单位制单位)。求： (1)质点的初速度与加速度及两者方向关系。（2）质点6s末的速度。
【典例1】一辆汽车以36km/h的速度在平直的公路上匀速行驶。从某一时刻起，它以0.6m/s2的加速度加速，10s末因故突然紧急刹车停了下来。刹车时做匀减速运动的加速度大小是6m/s2 。（1）汽车在10s末的速度是多少？（2）汽车从刹车到停下来用了多长时间？
分析 依题意，汽车加速和减速过程都是在做匀变速直线运动。第（1）问是已知加速的时间求末速度。第（2）问是已知末速度求减速的时间。两个问题都需要用匀变速直线运动的速度与时间关系式来求解。其中，第（2）问汽车加速度的方向跟速度、位移的方向相反，需要建立坐标系处理物理量之间的正负号问题。
解 （1）汽车做匀加速直线运动。初速度v0=36km/h=10m/s，加速度a=0.6m/s2，时间t=10s。（2）以汽车运动方向为正方向建立一维坐标系，与正方向一致的量取正号，相反的取负号。汽车从第10s末开始做匀减速直线运动，因此初速度v0=16m/s，末速度v=0，加速度a=-6m/s2 。根据v=v0+at得t==2.67s。汽车10s末的速度为16m/s，从刹车到停下来要用2.67s 。
【典例2】火车正常行驶的速度是54 km/h,关闭发动机后,开始做匀减速直线运动,6 s末的速度是43.2 km/h,求:(1)火车的加速度;(2)15 s末的速度;(3)45 s末的速度。
以火车运动的方向为正方向,v0=54 km/h=15 m/s;v1=43.2 km/h=12 m/s(1)由加速度定义式可知:a= m/s2=-0.5 m/s2负号表示方向与火车运动方向相反;(2)火车速度减为零的时间t= s=30 s所以15 s末的速度为:v15=v0+at1=(15-0.5×15) m/s=7.5 m/s;
(3)由(2)分析可知,火车从开始减速到停下所用时间为30 s,所以火车在45 s末的速度为零。
【误区警示】分析刹车问题的两点注意(1)注意加速度的正负。若以初速度方向为正方向,加速度应取负号。(2)注意所求时间段与停下所用时间的大小关系。若所求时间段大于停下所用时间,则此时速度为零。
【素养训练】1.一个初速度v0不为零的物体,开始一段时间做匀加速直线运动,从t时刻起做匀减速直线运动,刚好减速经过20 s,物体停了下来。已知t时刻以后加速度的大小为0.5 m/s2,则此过程中,物体的最大速度是(　　)A. m/s　　　　　　B. m/sC.10 m/s D.不能确定【解析】可以利用逆向思维,匀减速运动利用逆向思维考虑则是初速度为零的匀加速运动,物体在20 s末速度达到了最大,利用v=v0+at,可解得:v=10 m/s ,故C正确。
【拓展例题】考查内容:匀变速直线运动中的多解问题【典例】如图所示,小球以6 m/s的速度由足够长的光滑斜面中部沿着斜面向上滑。已知小球在斜面上运动的加速度大小为2 m/s2,则小球的速度大小何时达到3 m/s?(小球在光滑斜面上运动时,加速度的大小、方向都不改变)
【解析】小球先沿斜面向上做匀减速直线运动,速度由6 m/s逐渐减小为零,然后又反向做匀加速直线运动,取沿斜面向上的方向为正方向,则v0=6 m/s,a=-2 m/s2,小球的速度大小为3 m/s,有两种情况:向上滑时v1=3 m/s,向下滑时v2=-3 m/s。由公式v=v0+at得t= 所以t1= s=1.5 st2= s=4.5 s
【生活情境】某品牌汽车尾部标识有30TFSI、35TFSI、40TFSI等字样。前面数字叫G值,用来表现车型的整体加速度感,数字越大,加速越快。G值的大小为车辆完成百公里加速的平均加速度数值再乘10。如图为某品牌汽车尾部标有45TFSI字样。
探究:此汽车百公里加速时间是多少?完成百公里加速的G值为G= ×10,解得t=6.2 s。
2.一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,求:(1)汽车匀速行驶时的速度;(2)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?
解 (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。(2)关闭发动机后,汽车做初速度为v1、末速度为0的匀减速直线运动,则加速度a2= m/s2=-1 m/s2,负号表示汽车加速度方向与运动方向相反。(3)中途紧急刹车,设汽车停止所需的时间为t0,则t0= s=3 s
t1′=2 s3 s,此时汽车已停止,其速度v5=0
a、v同向：匀加速直线运动
【实验情境】利用光电门测速度:光电门是一种可以测量物体瞬时速度的器材,它利用的基本原理是:极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小。如图所示为用光电门测速度的实验装置。
探究:如某次宽为d=1.5 cm的挡光片通过光电门,计时器上显示的时间是Δt=0.015 s,则挡光片通过光电门时的瞬时速度大小为多少?【解析】v= =1.0 m/s。
匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。速度随时间均匀变化。
沿着一条直线，且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动。
2、匀变速直线运动的速度与时间的关系
3、在运用速度公式解题时要注意公式的矢量性