勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系 【學(xué)習(xí)目標(biāo)物理觀念勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的分類,速度與時(shí)間的關(guān)系科學(xué)思維理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖像特點(diǎn),理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系科學(xué)探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)末速度與初速度的關(guān)系科學(xué)態(tài)度與責(zé)任用速度公式解決簡(jiǎn)單的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題剎車問(wèn)題學(xué)習(xí)重難點(diǎn)1理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像特點(diǎn),理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系;2用速度公式解決簡(jiǎn)單的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題剎車問(wèn)題學(xué)習(xí)過(guò)程一、知識(shí)綱要導(dǎo)引、基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)勻變速直線運(yùn)動(dòng)自學(xué)教材“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”部1.定義:沿著一條直線,且加速度不變的運(yùn)動(dòng),叫作勻變速直線運(yùn)動(dòng)uniform variable ectilinear motion2v-t圖像:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像是一條傾斜的直線如圖所示.3.分類:1勻加速直線運(yùn)動(dòng):速度隨時(shí)間均勻增加.2勻減速直線運(yùn)動(dòng):速度隨時(shí)間均勻減小.速度與時(shí)間的關(guān)系自學(xué)教材“速度與時(shí)間的關(guān)系”部1.初速度及速度的變化量把運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)刻取作0時(shí)刻,則由0時(shí)刻到t時(shí)刻的時(shí)間間隔Δtt,而t時(shí)刻的速度v與開(kāi)始時(shí)刻的速度v0叫作初速度之差就是速度的變化量,即Δvvv02.速度與時(shí)間的關(guān)系式3.對(duì)公式的理解做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在t時(shí)刻的速度v等于物體在開(kāi)始時(shí)刻的初速度v0加上在整個(gè)過(guò)程中速度的變化量at、思考判斷1加速度不變的運(yùn)動(dòng)就是勻變速直線運(yùn)動(dòng).(    2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度不變.(    3速度逐漸增加的直線運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng).(    4加速度大小不變的運(yùn)動(dòng)就是勻變速直線運(yùn)動(dòng).(    5勻變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像是一條傾斜的直線.(    6公式vv0at適用于任何做直線運(yùn)動(dòng)的物體.(    答案:1×23×4×56×四、思考與討論如圖是一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)v-t圖像它的速度怎樣變化?在相等的時(shí)間間隔內(nèi),即ΔtΔt時(shí),速度的變化量ΔvΔv總是相等的嗎?物體在做勻變速運(yùn)動(dòng)嗎?問(wèn)題解答:兩個(gè)相等的時(shí)間間隔內(nèi),速度的變化量不相等,Δvv,根據(jù)a知加速度變小物體做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng).拓展:v-t像為曲線,線上某點(diǎn)切線的斜率表示瞬時(shí)加速度上圖中隨時(shí)間的增加,切線的斜率逐漸減小,即加速度在減小.五、啟迪思維,突破重點(diǎn)主題一勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及v-t圖像問(wèn)題探究探究點(diǎn)1v-t圖像的特點(diǎn)一只獵豹正以某一初速度在廣闊的草原上奔跑,某攝影師抓拍了獵豹在不同時(shí)刻的速度值,列表如下:時(shí)刻t/s0123456789速度v/m·s112345678910試結(jié)合上述情景,討論下列問(wèn)題:畫(huà)出獵豹運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,并說(shuō)明其v-t圖像有哪些特點(diǎn)?提示:v-t圖像如圖所示獵豹運(yùn)動(dòng)的v-t像是一條傾斜的直線.探究點(diǎn)2獵豹的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)v-t圖像中可以看出,獵豹的速度變化有什么特點(diǎn)?獵豹做什么運(yùn)動(dòng)?提示:從v-t圖像中可以看出,在相等的時(shí)間間隔Δt內(nèi),對(duì)應(yīng)的速度變化量Δv都相等,即是一個(gè)恒量,即獵豹運(yùn)動(dòng)的加速度保持不變;獵豹做勻加速直線運(yùn)動(dòng).探究總結(jié)1對(duì)“加速度不變”的理解矢量性理解指的是加速度的大小和方向都不變若加速度的大小不變,但加速度的方向發(fā)生了變化,這樣的運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng)內(nèi)含理解指的是速度均勻變化,即在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量都相等運(yùn)動(dòng)形式理解1加速度與速度同向時(shí),速度隨著時(shí)間均勻增加;2速度與速度反向時(shí),速度隨著時(shí)間均勻減小2勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像:如圖甲所示,由于勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度不隨時(shí)間改變,因而v-t圖像是一條平行于時(shí)間軸的直線從圖像中可以直接讀出速度的大小和方向.1v-t圖像中反映的都是直線運(yùn)動(dòng).2v-t圖像斜率的值表示加速度的大?。?/span>知識(shí)鏈接:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向一定不變,但速度的方向有可能改變.v-t圖像描述的是物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律,并不表示物體的運(yùn)動(dòng)跡.3常見(jiàn)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像v-t圖像加速度特點(diǎn)加速度的大小不變,方向與正方向相同加速度的大小不變,方向與正方向相反加速度的大小不變,方向與正方向相同加速度的大小不變,方向與正方向相反加速度大小不變,方向與正方向相反運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)沿正向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)沿正向的勻減速直線運(yùn)動(dòng)沿負(fù)向的勻減速直線運(yùn)動(dòng)沿負(fù)向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)速度先減小后增加,整個(gè)過(guò)程也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)4v-t像的應(yīng)用:圖線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)正負(fù)號(hào)表示瞬時(shí)速度的方向絕對(duì)值表示瞬時(shí)速度的大小圖線的斜率正負(fù)號(hào)表示加速度的方向絕對(duì)值表示加速度的大小圖線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)縱截距表示初速度橫截距表示開(kāi)始運(yùn)動(dòng)或速度為零的時(shí)刻圖線的拐點(diǎn)表示加速度改變兩圖線的交點(diǎn)表示速度相等典例示范1下列關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解中正確的是    A.勻變速直線運(yùn)動(dòng)就是速度大小變化的直線運(yùn)動(dòng)B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)就是加速度不變的運(yùn)動(dòng)C.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定不變D.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度方向一定不變解析:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度是均勻變化的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;勻變速直線運(yùn)動(dòng)是加速度不變的運(yùn)動(dòng),故加速度方向一定不變,但加速度不變的運(yùn)動(dòng)也可能是曲線運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度方向可能是變化的,如:物體先做勻減速運(yùn)動(dòng),速度為零時(shí)反向做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度保持不變,速度方向改變.C項(xiàng)錯(cuò)誤.答案:D2如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)的v-t圖像,則下列說(shuō)法中正確的是    A.在06s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B.在610s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)C.在4s末,質(zhì)點(diǎn)向相反方向運(yùn)動(dòng)D.在t12s末,質(zhì)點(diǎn)的加速度為-1m/s2解析:質(zhì)點(diǎn)在04s內(nèi)做加速度為1.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在46s內(nèi)做加速度為-1m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),在610s內(nèi)以4m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng),在1014s內(nèi)做加速度為-1m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)綜上所述只有選項(xiàng)D正確.答案:D訓(xùn)練1多選下列關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是    A.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度變化越快,加速度越大B.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的加速度方向和速度方向相同C.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度變化越大,加速度越大D.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的加速度方向和速度方向總是相同解析:物體的加速度大,表示的就是速度變化得快,故速度變化越快,加速度越大,所以A選項(xiàng)正確;當(dāng)速度和加速度方向相同時(shí),物體做加速運(yùn)動(dòng),所以B選項(xiàng)正確;速度變化量大,若用時(shí)越長(zhǎng),則加速度不一定大,故C錯(cuò)誤;物體做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí),速度和加速度方向相反,故D錯(cuò)誤.答案:AB訓(xùn)練2[2019·江蘇徐州一中期中]一個(gè)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的v-t圖像如圖所示,由圖像可知其速度時(shí)間的關(guān)系為    Av42tm/sBv42tm/sCv42tm/sDv42tm/s解析:由題中的v-t圖像可知v0=-4m/s,a2m/s2,代入公式vv0at可得,v42tm/s,B對(duì).答案:B主題二速度和時(shí)間的關(guān)系問(wèn)題探究探究點(diǎn)如圖,小樹(shù)正在一天天長(zhǎng)高,火箭的速度正在越來(lái)越快若小樹(shù)的高度在均勻增加,火箭的速度也在均勻增加.1它們開(kāi)始的高度或速度與一段時(shí)間后的高度或速度有什么關(guān)系?2計(jì)算小樹(shù)高度,進(jìn)行的是標(biāo)量運(yùn)算,計(jì)算火箭速度,進(jìn)行的是矢量運(yùn)算,它們的解題過(guò)程有什么不同之處?提示:1它們后來(lái)的高度或速度等于開(kāi)始的高度或速度與高度變化量或速度變化量的和2矢量運(yùn)算,應(yīng)首先規(guī)定正方向,確定已知矢量的正、負(fù),最后還要根據(jù)結(jié)果說(shuō)明所求矢量的方向,而標(biāo)量運(yùn)算不用.探究總結(jié)1.公式的矢量性:1公式vv0at中的v0v、a均為矢量,應(yīng)用公式解題時(shí),首先應(yīng)選取正方向.2一般以v0的方向?yàn)檎较?,此時(shí)勻加速直線運(yùn)動(dòng)a>0,勻減速直線運(yùn)動(dòng)a<0;對(duì)計(jì)算結(jié)果v>0,說(shuō)明vv0方向相同;v<0,說(shuō)明vv0方向相反.2.公式的適用條件:公式vv0at只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng).3.公式的特殊形式:1當(dāng)a0時(shí),vv0勻速直線運(yùn)動(dòng)2當(dāng)v00時(shí),vat由靜止開(kāi)始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)典例示范3[2019·張家口高一檢測(cè)]新能源汽車作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),代表汽車產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展方向,對(duì)減少空氣污染、推動(dòng)交通運(yùn)輸行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有積極意義,工信部等四部委規(guī)定,20181120201231,對(duì)購(gòu)置的新能源汽車免征車輛購(gòu)置稅如圖所示,某品牌新能源汽車以45km/h的速度勻速行駛.1若汽車以0.6m/s2的加速度加速,則10s末速度能達(dá)到多少?2若汽車剎車以0.6m/s2的加速度減速,則10s末速度能達(dá)到多少?3若汽車剎車以3m/s2的加速度減速,則10s末速度為多少?解析:1取初速度方向?yàn)檎较颍?/span>v0m/s12.5m/sa10.6m/s2,所以10s末的速度v1v0a1t12.50.6×10m/s18.5m/s2a2=-0.6m/s2,減速到停止的時(shí)間t1s≈20.83s>10s,所以10s末的速度v2v0a2t12.50.6×10m/s6.5m/s3設(shè)汽車經(jīng)t0時(shí)間就停止,末速度v0,a3=-3m/s2,由vv0a3t0t0≈4.2s<10s所以10s末汽車的速度為零.答案:118.5m/s26.5m/s 30常見(jiàn)問(wèn)題:1已知v0、atv,公式為vv0at2已知v0vta,公式為a3已知v0、vat,公式為t知識(shí)鏈接:剎車問(wèn)題的分析思路方法技巧應(yīng)用速度公vv0at解決問(wèn)題的步驟1選取、確定研究對(duì)象.2畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程的草圖,標(biāo)上已知量.3選取一個(gè)過(guò)程為研究過(guò)程,以初速度方向?yàn)檎较?,判斷各量的正、?fù),利用vv0at由已知量求解未知量.4討論求出的矢量的大小及方向.訓(xùn)3一質(zhì)點(diǎn)從靜止開(kāi)始以1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)5s后做勻速直線運(yùn)動(dòng),最后2s的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)點(diǎn)勻減速到靜止,則質(zhì)點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度多大?勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度又是多大?解題指導(dǎo):質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程包括勻加速、勻速、勻減速三個(gè)階段.運(yùn)動(dòng)草圖如圖所示,AB為勻加速階段,BC為勻速階段,CD為勻減速階段.解析:勻速階段的速度即為勻加速階段的末速度vB,由速度公式得:vBvAa1t101×5m/s5m/s而質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)的初速度即為勻速運(yùn)動(dòng)的速度,所以vBvC5m/s而最終vD0,由vDvCa2t2a2m/s2=-2.5m/s2,所以,加速度大小為2.5m/s2答案:5m/s;2.5m/s2六、達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(多選在運(yùn)用公式vv0at時(shí),關(guān)于各個(gè)物理量的符號(hào)下列說(shuō)法中正確的是    A.必須規(guī)定正方向,式中的v、v0、a才能取正、負(fù)號(hào)B.在任何情況下a>0表示做加速運(yùn)動(dòng),a<0表示做減速運(yùn)動(dòng)C.習(xí)慣上總是規(guī)定物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍?/span>a>0表示做加速運(yùn)動(dòng),a<0表示做減速運(yùn)動(dòng)Dv的方向總是與v0的方向相同解析:習(xí)慣上我們規(guī)定v0的方向?yàn)檎较?,?dāng)av0方向相同時(shí)a取正號(hào),av0方向相反時(shí)a取負(fù)號(hào),像這種規(guī)定我們一般不作另外的聲明,但不說(shuō)不等于未規(guī)定,所以A、C正確,B錯(cuò)誤;由vv0at可以看出當(dāng)a取負(fù)號(hào)時(shí),v的方向與v0方向可能相同也可能相反,D錯(cuò)誤.答案:AC2.一列火車勻減速進(jìn)站,??恳欢螘r(shí)間后又勻加速同方向出站.在如圖所示的四個(gè)v-t圖像中,正確描述了火車運(yùn)動(dòng)情況的是    解析:勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖像是傾斜的直線,所以選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;由于火車前后運(yùn)動(dòng)方向一致,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案:B3多選201811912時(shí)12分,在我國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,長(zhǎng)征十一號(hào)固體運(yùn)載火箭“一箭六星”發(fā)射成功假設(shè)該運(yùn)載火箭由地面向上發(fā)射,其豎直方向v-t圖像如圖所示,則由圖像可知    A0t1時(shí)間段火箭的加速度小于t1t2時(shí)間段火箭的加速度B0t2時(shí)間段火箭是上升的,在t2t3時(shí)間段火箭是下落的Ct2時(shí)刻火箭上升的高度達(dá)到最大D0t3時(shí)間段火箭一直在向上運(yùn)動(dòng)解析:由速度時(shí)間圖像的斜率等于物體的加速度,可知,0t1時(shí)間內(nèi)火箭的加速度小于t1t2時(shí)間內(nèi)火箭的加速度,故A正確.由圖看出,火箭的速度一直為正值,說(shuō)明火箭一直在上升,故B錯(cuò)誤.由于在0t3內(nèi)火箭一直在上升,t3時(shí)刻速度為零開(kāi)始下落,則t3時(shí)刻火箭上升的高度最大,離地面最遠(yuǎn),故D正確,C錯(cuò)誤.答案:AD4.一家從事創(chuàng)新設(shè)計(jì)的公司打造了一臺(tái)飛行汽車,既可以在公路上行駛,也可以在天空飛行.已知該飛機(jī)在跑道上的加速度大小為2m/s2,速度達(dá)到40m/s后離開(kāi)地面.離開(kāi)跑道后的加速度為5m/s2,最大速度為200m/s飛機(jī)從靜止加速到最大速度所用的時(shí)間為    A40sB52sC88sD100s解析:根據(jù)vv0atv1a1t1即:t1s20sv2v1a2t2t2s32stt1t252s,選項(xiàng)B正確.答案:B5.某汽車在某路面上緊急剎車時(shí),如圖所示,剎車時(shí)的加速度為6m/s2,如果該汽車開(kāi)始剎車時(shí)的速度為60km/h,則該汽車剎車5s時(shí)的速度為多少?解析:汽車開(kāi)始剎車時(shí)的速度為v060km/h≈16.7m/s設(shè)汽車開(kāi)始剎車時(shí)的初速度方向?yàn)檎较颍蓜蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的速度公式vv0at得,汽車從開(kāi)始剎車到靜止所用的時(shí)間為ts≈2.8s由于2.8s<5s,所以汽車剎車2.8s后變?yōu)殪o止,汽車剎車5s時(shí)的速度為0答案:0

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2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系

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