高中物理 2-2勻變速直線運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系課件 新人教版必修1

1、第二節(jié) 勻變速直線運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系,知識與技能1．掌握勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律特點(diǎn)，會推導(dǎo)公式v＝v0＋at.2．知道v－t圖象的意義，會用公式和圖象分析解決問題．過程與方法通過研究v－t圖象，理解各公式和圖象．,學(xué)習(xí)目標(biāo),情感、態(tài)度與價值觀1．通過自己做實(shí)驗(yàn)并發(fā)現(xiàn)規(guī)律，培養(yǎng)探索規(guī)律的興趣．2．體驗(yàn)同一物理規(guī)律的不同描述方法，培養(yǎng)科學(xué)價值觀．,如圖所示，現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)和攻擊機(jī)的起飛速度，大都在250km/h～350km/h

2、，如果自行加速滑跑，至少需要2000～3500m長的跑道．但目前世界上最大的航空母艦飛行甲板也不過330多米．如果讓飛機(jī)自行滑跑起飛，沒等它加速到起飛速度，就已經(jīng)掉到海里去了．在這種情況下，艦上的飛機(jī)怎樣做到安全起飛呢？航空母艦專門安裝了一種叫“飛機(jī)彈射器”的特殊裝置，它能像拉弓射箭一樣，把飛機(jī)像箭一樣彈射出去．,知識點(diǎn)解析,艦載飛機(jī)從彈射器那里獲得了巨大的推力，迅速達(dá)到了起飛速度，便可以安全離艦起飛了．已知“F－A15”型戰(zhàn)斗機(jī)在跑道

3、上加速時可能產(chǎn)生的最大加速度為4.0m/s2，起飛速度為50m/s，若要該飛機(jī)滑行6s后起飛，則彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)具有多大的初速度？,1．定義：物體沿著直線運(yùn)動，而且保持加速度不變，這種運(yùn)動叫做勻變速直線運(yùn)動．2．勻變速直線運(yùn)動的分類：,3.勻變速直線運(yùn)動的v－t圖象實(shí)驗(yàn)小車的v－t圖象是一條傾斜直線．由此可知，無論Δt取何值，無論在什么時間階段，Δt對應(yīng)的速度變化Δv都相同，即Δv/Δt不變，則物體的加速度不變．所以勻變速直線運(yùn)動

4、的v－t圖象是一條傾斜直線．在數(shù)學(xué)函數(shù)圖象中，Δv/Δt叫做圖象的斜率，故v－t圖象的斜率表示物體做勻變速直線運(yùn)動的加速度的大?。?知識拓展：如圖所示為沿直線運(yùn)動的甲、乙、丙三個物體的速度—時間圖象，它們的速度各怎樣變化，在相等的時間內(nèi)速度的變化相同嗎？三個物體都是做勻變速直線運(yùn)動嗎？,由圖象知，三者的速度均在增加，即都做加速直線運(yùn)動．其速度的變化分析如下：分別在甲、乙、丙三個圖象上連續(xù)取相同的時間間隔Δt，由圖知，甲物體在相同時間內(nèi)速

5、度的變化量Δv相同，乙物體速度的變化量Δv增加，丙物體速度的變化量Δv減?。杉铀俣鹊亩xa＝Δv/Δt知，甲的加速度大小不變，乙的加速度大小增加，丙的加速度大小減?。挥屑孜矬w做勻變速直線運(yùn)動．,4．對v－t圖象的理解(1)用圖象法處理問題的優(yōu)點(diǎn)形象直觀，清晰便捷，能非常直觀地反映運(yùn)動物體的速度隨時間變化的情況，便于從整體上認(rèn)識運(yùn)動的特點(diǎn)．,(2)v－t圖象的類型1)勻速直線運(yùn)動的v－t圖象如圖甲所示，由于勻速直線運(yùn)動的速度不

6、隨時間改變，因而v－t圖象是一條平行于時間軸的直線．從圖象中可以直接看出速度的大小為v0.,2)勻變速直線運(yùn)動的v－t圖象①如圖乙所示，勻變速直線運(yùn)動的v－t圖象是一條傾斜的直線，直線a反映了速度隨時間是均勻增加的，即是勻加速直線運(yùn)動的圖象；直線b反映了速度隨時間是均勻減小的，即是勻減速直線運(yùn)動的圖象．②v－t圖象的幾方面理解,3)變加速直線運(yùn)動的v－t圖象．物體做加速度變化的直線運(yùn)動，其v－t圖象為一條曲線．,(1)v－t圖象反

7、映速度隨時間變化的規(guī)律，并不表示物體運(yùn)動的軌跡．(2)由于v－t圖象中只能表示正、負(fù)兩個方向，所以它只能描述直線運(yùn)動，無法描述曲線運(yùn)動．,特別提醒：,1．速度公式v＝v0＋at的適用條件是勻變速直線運(yùn)動，所以應(yīng)用公式時必須首先對運(yùn)動性質(zhì)和運(yùn)動過程進(jìn)行判斷和分析．2．對物體的運(yùn)動進(jìn)行分析時，要養(yǎng)成畫運(yùn)動草圖的習(xí)慣，一般有兩種草圖：一是v－t圖象；二是物體的運(yùn)動軌跡圖．這樣可以幫助我們對物體運(yùn)動過程的理解，有助于發(fā)現(xiàn)已知量和未知量之間的

8、關(guān)系．,3．如果一個物體的運(yùn)動包含幾個階段，就應(yīng)當(dāng)分段分析，明確物體在各個階段的運(yùn)動規(guī)律．如果全過程不是勻變速直線運(yùn)動，但只要每一小段是勻變速直線運(yùn)動，也可以在每小段上應(yīng)用速度公式求解．4．對勻減速直線運(yùn)動的兩種處理方法：方法一是將a直接用負(fù)值代入，速度公式v＝v0＋at不變(教材例2的求解就采用了此種方法)；方法二是將a用其大小代入，速度公式須變形為v＝v0－at.,例1跳傘運(yùn)動員做低空跳傘表演，當(dāng)飛機(jī)離地面某一高度靜止于空中時，運(yùn)

9、動員離開飛機(jī)自由下落，運(yùn)動一段時間后打開降落傘，展開傘后運(yùn)動員以5m/s2的加速度勻減速下降，則在運(yùn)動員減速下降的任一秒內(nèi) (　　),典型例題解析,A．這一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/sB．這一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍C．這一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/sD．這一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/s答案：CD,規(guī)律總結(jié)：勻變速直線運(yùn)動的加速度不變，速度是均勻變化的，即單位時間內(nèi)速度的變化量相等

10、．,變式訓(xùn)練1　做直線運(yùn)動的物體在第1s末、第2s末、第3s末……的速度分別為1m/s,2m/s、3m/s……則此物體的運(yùn)動性質(zhì)是(　　)A．勻變速直線運(yùn)動B．非勻變速直線運(yùn)動C．加速度不斷增大的運(yùn)動D．可能是勻變速直線運(yùn)動，也可能是非勻變速直線運(yùn)動答案：D,分析：確切理解勻變速直線運(yùn)動的速度均勻變化的意義，即在任意相等的時間內(nèi)速度的變化都相等．,解析：雖然單位時間內(nèi)速度的變化量是相等的，但運(yùn)動過程中某些時刻的速度

11、不能確定，而勻變速直線運(yùn)動是在任意相等時間內(nèi)速度的變化都相等，所以對物體的運(yùn)動性質(zhì)不能確定，可能是勻變速直線運(yùn)動，也可能是非勻變速直線運(yùn)動．,例2列車進(jìn)站前剎車，己知剎車前列車速度為60km/h，剎車加速度大小為0.8m/s2，求剎車后15s和30s列車的速度．答案：4.7m/s　0,規(guī)律總結(jié)：應(yīng)用v＝v0＋at處理問題的步驟是：(1)選取一個物體為研究對象．(2)畫出運(yùn)動過程的草圖，標(biāo)上已知量以便于靈活選用公式．(3)選取一個

12、過程為研究過程，以初速度方向?yàn)檎较颍袛喔髁康恼?fù)，利用v＝v0＋at由已知條件求解未知量．(4)討論所得矢量的大小及方向,變式訓(xùn)練2　一質(zhì)點(diǎn)從靜止開始以1m/s2的加速度勻加速運(yùn)動，經(jīng)5s后做勻速運(yùn)動，最后2s的時間質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動直至靜止，則質(zhì)點(diǎn)勻速運(yùn)動時的速度是多大？減速運(yùn)動時的加速度是多大？答案：5m/s　2.5m/s2,分析：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動過程包括加速—勻速—減速三個階段，如圖．,在解決直線運(yùn)動的題目時要善于把運(yùn)動過程用圖描

13、繪出來，圖示有助于我們思考，使整個運(yùn)動一目了然，可以起到事半功倍的作用．同學(xué)們要養(yǎng)成這個習(xí)慣．圖示中AB為加速，BC為勻速，CD為減速，勻速運(yùn)動的速度既為AB段的末速度，也為CD段的初速度，這樣一來，就可以利用公式方便地求解了．,例3A、B是做勻變速直線運(yùn)動的兩個物體的速度圖象，如圖所示．,(1)A、B各做什么運(yùn)動？求其加速度．(2)兩圖象交點(diǎn)的意義．(3)求1s末A、B的速度．(4)求6s末A、B的速度．答案：見解析,分析：

14、要學(xué)會根據(jù)圖象描述物體的運(yùn)動．在圖象中，v＞0，表示物體沿規(guī)定的正方向運(yùn)動；v＜0，表示物體沿規(guī)定的正方向的反方向運(yùn)動；可以根據(jù)圖象的斜率求出物體運(yùn)動的加速度．,規(guī)律總結(jié)：從v－t圖象可獲得物體運(yùn)動的信息有：(1)物體運(yùn)動快慢——對應(yīng)縱軸數(shù)值；(2)物體運(yùn)動的方向——t軸上方為正方向，t軸下方為負(fù)方向；(3)運(yùn)動快慢的變化——從圖線對應(yīng)的v數(shù)值變化看出運(yùn)動快慢的變化；(4)加速度大小及變化——圖線斜率的大小表示加速度大小．,變式

15、訓(xùn)練3　如下圖所示，是汽車做直線運(yùn)動的v－t圖象，試回答圖象中各段分別代表什么運(yùn)動？,(1)AB段：______________；(2)BC段：______________；(3)CD段：______________；(4)DE段：______________.答案：(1)勻減速直線運(yùn)動　(2)靜止　(3)勻加速直線運(yùn)動　(4)勻速直線運(yùn)動,例4飛機(jī)著陸后以6m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動，若其著陸時的速度為60m/s，求它著

16、陸后12s末的速度．,分析：該題易錯之處在于直接將t＝12s代入公式v＝v0＋at進(jìn)行計算，得出v＝－12m/s的錯誤結(jié)論．因?yàn)轱w機(jī)做減速運(yùn)動，速度為零時，飛機(jī)便停止了，故12s內(nèi)飛機(jī)是否一直都在運(yùn)動需要判斷．,規(guī)律總結(jié)：運(yùn)動學(xué)中的公式多，但有序，準(zhǔn)確地記住公式和規(guī)范地使用公式是時時都要注意的．對于減速運(yùn)動問題，應(yīng)首先計算減速時間．,變式訓(xùn)練4　汽車以36km/h的速度勻速行駛，遇到情況后以0.6m/s2的加速度剎車，則10s和20s

17、末的速度分別為多大？答案：4m/s　0,解析：求20s時的速度時，最常見的錯誤是v＝v0＋at＝10＋(－0.6)×20m/s＝－2m/s，即20s末的速度大小為2m/s，方向與初速度的方向相反，但是汽車在剎車運(yùn)動中速度減小為零后就停止運(yùn)動了，不會反向行駛，故這個結(jié)果與事實(shí)不符，究其原因是20s的時間內(nèi)汽車并非一直做減速運(yùn)動，因此處理這類問題時要注意題目所給時間與汽車的實(shí)際剎車時間之間的關(guān)系．,一、沿著一條直線，且加速度不變

18、的運(yùn)動，叫做______________．二、在勻變速直線運(yùn)動中，如果物體的速度隨著時間均勻增加，這個運(yùn)動叫做______________；如果物體的速度隨著時間均勻減小，這個運(yùn)動叫做______________．,課時訓(xùn)練,三、勻變速直線運(yùn)動的速度公式為______________，利用這個速度公式所繪制的速度圖象是______________．,自主校對：一、勻變速直線運(yùn)動二、勻加速直線運(yùn)動　勻減速直線運(yùn)動三、v＝v0＋at　

19、直線,1．下列說法正確的是(　　)A．勻速直線運(yùn)動的速度圖象是與時間軸平行的直線B．勻速直線運(yùn)動的速度圖象是傾斜直線C．勻變速直線運(yùn)動的速度圖象是與時間軸平行的直線D．勻變速直線運(yùn)動的速度圖象是曲線答案：A,解析：勻速直線運(yùn)動的速度不隨時間變化，所以其速度圖象是與時間軸平行的直線，選項(xiàng)A正確，B錯誤．勻變速直線運(yùn)動的速度隨時間均勻變化(均勻增加或均勻減小)，所以其速度圖象是傾斜直線，選項(xiàng)C、D錯誤．,2．如圖所示為A、

20、B兩個物體運(yùn)動的速度—時間圖象，根據(jù)圖象判斷下列說法正確的是 (　　)A．A的速度大于B的速度B．A的位移大于B的位移C．A的加速度大于B的加速度D．A的平均速度大于B的平均速度答案：C,解析：在開始階段A的速度小于B的速度，后來A的速度大于B的速度，選項(xiàng)A錯誤．A、B的位移隨時間而改變，沒有指出在哪段時間內(nèi)的位移，無法比較A、B位移的大小，選項(xiàng)B錯誤．圖線A的斜率大于圖線B的斜率，而速度—時間圖線的斜

21、率表示加速度的大小，故選項(xiàng)C正確．平均速度隨時間段的不同而不同，因沒有指出比較在哪段時間內(nèi)的平均速度，故選項(xiàng)D不正確．,3．一輛汽車正以43.2km/h的速度行駛，突然前方出現(xiàn)緊急情況，必須在2s內(nèi)停下來，則汽車的加速度不得小于多少？答案：6m/s,解析：假設(shè)汽車用時2s恰好停下來，以初速度方向?yàn)檎较颍跛俣葀0＝43.2km/h＝12m/s末速v＝0v＝v0＋ata＝－6m/s2大小：6m/s2方向：與運(yùn)動方向相反,儒

22、勒·凡爾納的炮彈向月球飛去的時候，有一件事使炮彈里的乘客感到莫名其妙，就是他們沒聽到這門大炮把他們從炮口里射出時的聲音．不過這是必然的，不論這炮聲有多么大，炮聲傳播的速度(同一切聲音在空氣里的傳播速度一樣)只是340m/s.可是炮彈卻以11000m/s的速度前進(jìn)．炮彈既然趕在聲音的前面，放炮時的聲音達(dá)不到旅客們的耳朵，就是可以理解的了．,課外閱讀,現(xiàn)在我們不談那幻想的炮彈，而談?wù)嬲臉屌诘淖訌棧菏亲訌椷\(yùn)動得比聲音快呢，還是聲音

23、比子彈更快，可以警告被射擊的人快些躲開？,現(xiàn)在的步槍發(fā)射時傳給槍彈的速度，差不多是空氣里的聲音速度的3倍．就是大約900m/s(0℃時候聲音的速度是332m/s)．當(dāng)然，聲音是均勻地傳播的．而子彈飛行的速度卻越來越慢．可是在大部分路程中子彈的速度仍然比聲音快．這就可以得出結(jié)論，如果在放槍的時候，你聽到了槍聲或子彈的呼嘯聲，那你就不必驚慌了：子彈已經(jīng)越過你飛向遠(yuǎn)處去了．還有，槍彈是趕在槍聲前面的，所以如果槍彈打中了人，這人應(yīng)該在槍聲到達(dá)他