高中物理魯科版 (2019)必修 第一冊第1節(jié) 速度變化規(guī)律課前預(yù)習(xí)ppt課件

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在物理學(xué)中，將物體速度發(fā)生變化的運動稱為變速運動。做變速運動的物體，其速度變化是否存在規(guī)律?一般來說，做變速運動的物體速度變化情況非常復(fù)雜。我們先從最簡單的變速運動開始，討論勻變速直線運動的速度變化規(guī)律。
1.勻變速直線運動的特點
什么是勻變速直線運動?我們以一輛從靜止開始沿直線運動的汽車為例(圖2-1)。若在某段路程中，每隔1s測一個速度值，所得數(shù)據(jù)見表 2-1。
表2-1 汽車沿直線運動時速度隨時間變化的數(shù)據(jù)
將表 2-1中兩個時刻對應(yīng)的速度值代入加速度定義式，可得該車加速行駛時的加速度例如，分別將2s和3s 這兩個時刻所對應(yīng)的速度值代人加速度定義式，得
若繼續(xù)將汽車任意兩個時刻所對應(yīng)的速度值代人加速度定義式，皆可得到相同的加速度值，則可認(rèn)為該車在行駛時，加速度保持不變物理學(xué)中，將物體加速度保持不變的直線運動稱為勻變速直線運動。
勻變速直線運動是一種簡單且特殊的變速直線運動，是一種物理模型。物體在做勻變速直線運動過程中，加速度的大小和方向都不改變。
當(dāng)加速度與速度同向時，物體做勻加速直線運動:當(dāng)加速度與速度反向時，物體做勻減速直線運動。為了便于研究，人們通常將某些物體的運動(或其中的一段運動)近似視為變速直線運動。
2.勻變速直線運動的速度一時間關(guān)系
當(dāng)物體做直線運動時，根據(jù)加速度的定文式可得
這個公式描述了做勻變速直線運動的物體速度隨時間變化的規(guī)律，通常稱為勻變速直線運動的速度公式。公式中， vt為物體在時刻t的速度，為初速度。
通常v0的方向為正方向，當(dāng)a>0時，a與v0的方向相同，物體做勻加速直線運動:當(dāng)a0說明汽車未停下，計算結(jié)果合理
遷移求解物理問題時，不能盲目將數(shù)據(jù)代入公式，應(yīng)關(guān)注問題的物理情境。上題中，若求汽車剎車后6s末的速度，結(jié)果又如何?請算一算，并說明理由。
我們不僅可用公式描述做勻變速直線運動的物體速度隨時間變化的規(guī)律，還可用圖像直觀地描述這一變化規(guī)律。
仍以圖2-1所示的汽車運動為例，選汽車行駛的時間t為橫坐標(biāo)，汽車的速度為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描出相應(yīng)的點，將各點用平滑曲線連接，便得到如圖2-3 所示的圖像。
該圖像描述了汽車勻加速直線行駛時速度與時間的關(guān)系，通常稱為速度一時間圖像(-t圖像)。勻變速直線運動的-t圖像是一條傾斜的直線。
根據(jù)v-t圖像，我們可直觀了解物體運動速度隨時間變化的規(guī)律，可較準(zhǔn)確地判斷基時刻物體的運動速度或物體達(dá)到某速度所需要的時間，還可求出物體的加速度。
如果選時間t為橫坐標(biāo)、加速度a 為縱坐標(biāo)，可得到加速度隨時間變化的圖像，通常稱為a-t圖像。做勻加速直線運動的汽車，在任意時刻加速度都不變，其a-t圖像為平行于時間軸的直線(圖2-4)。
(1)圖2-5給出了A、B、C三輛車的u-t圖像，在不計算的情況下，你能推斷出這三輛車加速度的大小排序嗎? 分別估算這三輛車的加速度，看看結(jié)果與你的判斷是否--致，并與同學(xué)交換看法。
(2)圖2-6(a)和(b)分別表示的是什么運動?初速度是否為0?是加速還是減速?請說說你判斷的理由。
1.某轎車在緊急別車時加速度大小為6 /s2。如果必須在5s內(nèi)停下來，該轎車的行駛速度最大不能超過多少?轎車行駛的最大速度為v=at=30m/s
3.一架以145m/s的速度飛行的超音速飛機(jī)，以23.1 m/s2的加速度沿直線勻加速飛行20s后，速度達(dá)到多大?此時飛機(jī)速度是聲音速度的多少倍?（取聲音在空氣中的傳播速度為331 m/s）
4.一輛摩托車沿直線運動時，速度隨時間突化的數(shù)據(jù)見下表。摩托車在0~15s和15-30 s 兩段時間內(nèi)近似視為做勻變速直線運動。
(2)請根據(jù)表中救據(jù)畫出摩托車運動的v-t 圖像。
5.請對比觀察如圖所示的兩個不同物體運動的S-t圖像和v-t圖像，分析并指出圖(a)(b)中的OA、AB、BC、CD各段圖線分別表示物體做怎樣的運動。
6.某物休在水平方向做直線運動的 v-t圖像如圖所示。請根據(jù)圖像畫出物體運動過程的示意圖，并求出各運動階段的加速度。