上科版高中物理必修1上1-f《匀加速直线运动》ppt课件11

匀加速直线运动匀加速直线运动1.一个向右做匀变速直线运动的质点开始时速度为一个向右做匀变速直线运动的质点开始时速度为2m/s，求：，求：(1)经经2s后速度仍向右变为后速度仍向右变为5m/s，其加速度的大小，其加速度的大小和方向。和方向。(2)若经若经2s后速度变为向左后速度变为向左5m/s，加速度的大小和，加速度的大小和方向。方向。(3)在图中作出上述两根图线，并再利用该图线求在图中作出上述两根图线，并再利用该图线求出他们的加速度。出他们的加速度。基础回顾基础回顾 1.5m/s2向右向右 3.5m/s2向左向左12345- 5- 4- 3- 2- 1231v/ms-1t /s02.关于速度和加速度的关系关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是下列说法正确的是( )A、物体的速度大，加速度就大、物体的速度大，加速度就大B、物体速度的变化量大，加速度就大、物体速度的变化量大，加速度就大C、物体的速度变化快，加速度就大、物体的速度变化快，加速度就大D、物体的速度为零时，加速度一定为零、物体的速度为零时，加速度一定为零E、某时刻物体的加速度较大，该时刻的速度必也较大、某时刻物体的加速度较大，该时刻的速度必也较大F、物体的加速度减少，而它的速度却可能增大、物体的加速度减少，而它的速度却可能增大G、物体的加速度逐渐增大，它的速度却可能减少、物体的加速度逐渐增大，它的速度却可能减少 CFG3.某同学坐在汽车驾驶员身旁，在汽车启动时，某同学坐在汽车驾驶员身旁，在汽车启动时，注视速度计，记下间隔为注视速度计，记下间隔为5秒的各时刻的速度值秒的各时刻的速度值如下表，请同学们观察有什么规律？如下表，请同学们观察有什么规律？时刻s05101520速度km/h010203040结论：结论：在相等时间内速度增加是相等的。在相等时间内速度增加是相等的。历史的脚印历史的脚印1.古希腊哲学家：借助于质料、目的、自然位置等古希腊哲学家：借助于质料、目的、自然位置等模糊概念对运动作定性描述模糊概念对运动作定性描述(寻找寻找“终极原因终极原因”)2. 逍遥学派把运动分为自然运动和强迫运动逍遥学派把运动分为自然运动和强迫运动3. 伽利略伽利略(15641642)认为我们应该研究的不是运认为我们应该研究的不是运动为什么发生而是怎样发生；动为什么发生而是怎样发生；从运动的基本特征量从运动的基本特征量(速度，加速度速度，加速度)出发把运动分出发把运动分为匀速运动和变速运动；为匀速运动和变速运动；相对性原理的提出相对性原理的提出人类认识史上的一次飞跃人类认识史上的一次飞跃4. 笛卡尔笛卡尔(15961650)创立了坐标系创立了坐标系描述质点描述质点的位置的位置 5. 伽利略对匀加速直线运动的研伽利略对匀加速直线运动的研究究(1)首先定义了匀速运动首先定义了匀速运动任何相等的时间间隔内通过任何相等的时间间隔内通过相等的距离相等的距离(v与与t无关无关)(2)提出瞬时速度概念：提出瞬时速度概念：物体在给定时刻的速度，就是物体从该时刻起作物体在给定时刻的速度，就是物体从该时刻起作匀速运动所具有的速度匀速运动所具有的速度(3)从自由落体研究入手从自由落体研究入手a.首先假定落体运动是匀加速运首先假定落体运动是匀加速运动动(古希腊美学思想古希腊美学思想)b.猜想猜想v正比于正比于s 这个假定会导致明显的谬误这个假定会导致明显的谬误 他运用一个他运用一个理想实验理想实验论证说：论证说：“如果走过四码运如果走过四码运的一个物体的速度是它经过前两码时速度的两倍的一个物体的速度是它经过前两码时速度的两倍，那么，这两个过程所需要的时间应当相等；，那么，这两个过程所需要的时间应当相等；然而，我们看到，物体在下落过程中所需要然而，我们看到，物体在下落过程中所需要的时间，确实是落下两码比落下四码费时较少。的时间，确实是落下两码比落下四码费时较少。所以那种所以那种速度的增加是比例于落下的距离的说法速度的增加是比例于落下的距离的说法是不正确的是不正确的。”另外，这个定义还包含着这样一个另外，这个定义还包含着这样一个逻辑佯谬逻辑佯谬：从：从静止开始运动的物体在出发点不具有速度，也无静止开始运动的物体在出发点不具有速度，也无法获得速度，因为没有降落任何距离；但不获得法获得速度，因为没有降落任何距离；但不获得速度，也就不会有降落距离。结论是从静止出发速度，也就不会有降落距离。结论是从静止出发的物体永远不会运动。可见的物体永远不会运动。可见这个定义不能反映从这个定义不能反映从静止到运动的过渡静止到运动的过渡。猜想猜想v v正比于正比于s s( (失败失败) )c.再假设再假设v正比于正比于t即是：即是： =常数常数定义为匀加速运动定义为匀加速运动tv d.借助数学得如借助数学得如v正比于正比于t，则则s正比于正比于t2e.斜面实验斜面实验(1604年年)长约长约1212腕尺，宽约半腕尺，厚约三指的一根小板条，在上端面刻上一条一指多宽的直槽腕尺，宽约半腕尺，厚约三指的一根小板条，在上端面刻上一条一指多宽的直槽；在直槽里贴上羊皮纸，使之尽量平滑以便一个由最硬黄铜制成的极团的光滑球易于；在直槽里贴上羊皮纸，使之尽量平滑以便一个由最硬黄铜制成的极团的光滑球易于在其内滚动。抬高板条的一端使之处于倾斜位置并比另一端高一、二腕尺，让圆球沿槽在其内滚动。抬高板条的一端使之处于倾斜位置并比另一端高一、二腕尺，让圆球沿槽滚下，用下述方法记录下滚所需的时间滚下，用下述方法记录下滚所需的时间 。不止一次地重复这个实验，使两次观测的时间偏不止一次地重复这个实验，使两次观测的时间偏差准确到不超过一次脉搏的十分之一。经反复实差准确到不超过一次脉搏的十分之一。经反复实验直到确定其可靠性之后，现在让铜球滚下的验直到确定其可靠性之后，现在让铜球滚下的距距离为全槽长的四分之一离为全槽长的四分之一，测出下降的时间，这时，测出下降的时间，这时我们发现它恰好为滚完全程所需我们发现它恰好为滚完全程所需时间的一半时间的一半，接，接看我们对其他的距离进行实验，用滚下全程所用看我们对其他的距离进行实验，用滚下全程所用时间同滚下一半距离、三分之二、四分之三的距时间同滚下一半距离、三分之二、四分之三的距离或任何距离所用的时间加以比较。这样的实验离或任何距离所用的时间加以比较。这样的实验重复整整一百次，我们发现，铜球所经过的各种重复整整一百次，我们发现，铜球所经过的各种距离总是同所用时间的平方成比例距离总是同所用时间的平方成比例，这对于铜球，这对于铜球沿之滚动的各种斜度的槽都成立。沿之滚动的各种斜度的槽都成立。 “为了测量时间，我们把一个巨大的水容器为了测量时间，我们把一个巨大的水容器放在高处；在容器底部焊上一根内径很小放在高处；在容器底部焊上一根内径很小的管子，不管滚动是否全程，每次固球滚的管子，不管滚动是否全程，每次固球滚下的时间，从管口流出的水都收集在一个下的时间，从管口流出的水都收集在一个小杯里；如此得到的水在很精密的天平上小杯里；如此得到的水在很精密的天平上称量；称量；各次水重之差和比值就给出了时间各次水重之差和比值就给出了时间间隔之差和比值，间隔之差和比值，”可以看出，伽利略进行了不同斜度的下滑实验，都证明了可以看出，伽利略进行了不同斜度的下滑实验，都证明了下滑距离与时间的平方成正比的规律下滑距离与时间的平方成正比的规律 匀加速运动：匀加速运动： v v正比于正比于t t即是：即是： = =常数常数tv t /sv/ms-1010202413t /sv/ms-1010202413匀变速直线运动匀变速直线运动匀加速直线运动匀加速直线运动匀减速直线运动匀减速直线运动t /sv/ms-10482413t /sv/ms-1010202413a/ms-2探究瞬时速度随时间变化的规律探究瞬时速度随时间变化的规律小车做初速度为零，加速度为小车做初速度为零，加速度为a的匀加速直线运动，的匀加速直线运动，写出瞬时速度写出瞬时速度vt的表达式的表达式t /sv/ms-10vtt vt = at0tvtvt探索位移随时间变化的规律探索位移随时间变化的规律221=ats初速度为零的匀加速直线运动的规律初速度为零的匀加速直线运动的规律1.质点在质点在t、2t、3tnt时刻的速度之比是：时刻的速度之比是：2.质点在质点在t、2t、3tnt时间内位移之比是：时间内位移之比是：3.质点在连续相等的时间质点在连续相等的时间t内所通过的位移之比是：内所通过的位移之比是：v1 : v2 : v3 : :vn1:2:3:ns1 : s2 : s3 : :sn=1 :22 : 32 : :n2s: s: s:sn=1 :3 :5 : (2n-1)1234561.A、B两个物体在同一直线上作匀变速直线运两个物体在同一直线上作匀变速直线运动，它们的速度图像如图所示，则动，它们的速度图像如图所示，则()A、A、B两物体运动方向一定相反两物体运动方向一定相反B、头、头4s内内A、B两物体的位移相同两物体的位移相同C、t=4s时，时，A、B两物体的速度相同两物体的速度相同D、A物体的加速度物体的加速度比比B物体的加速度大物体的加速度大C即学即用即学即用2.如图所示，是甲、乙两物体的图象，由图可知如图所示，是甲、乙两物体的图象，由图可知( )A、甲做匀加速运动，乙做匀速运动、甲做匀加速运动，乙做匀速运动B、甲、乙两物体相向运动、甲、乙两物体相向运动C、乙比甲迟、乙比甲迟1s出发出发D、5s末两物体相遇末两物体相遇C3.如图所示，为一质点作直线运动的速度如图所示，为一质点作直线运动的速度-时间图时间图像，下列说法中正确的是像，下列说法中正确的是()A、整个过程中，、整个过程中，CD段和段和DE段的加速度数值最大段的加速度数值最大B、整个过程中，、整个过程中，BC段的加速度最大段的加速度最大C、整个过程中，、整个过程中，D点所表示点所表示的状态，离出发点最远的状态，离出发点最远D、BC段所表示的运动通段所表示的运动通过的路程是过的路程是34mACD1.概念：物体做概念：物体做_运动，且加速度大小、方向都运动，且加速度大小、方向都_，这种运动叫做匀，这种运动叫做匀变速直线运动。变速直线运动。可分为可分为_直线运动和直线运动和_直线运动两类。直线运动两类。2.特点：特点：直线直线不变不变匀加速匀加速匀减速匀减速加速度的大小和方向都不随时间变化。加速度的大小和方向都不随时间变化。基础回顾基础回顾匀变速直线运动的基本规律匀变速直线运动的基本规律253.匀变速直线运动的规律匀变速直线运动的规律速度公式速度公式vt=v0+at平均速度公式平均速度公式2+=0tvvvs=vt消消vt代入代入消消t代入代入2021+=attvsvt2-v02=2as速度位移关系式速度位移关系式位移公式位移公式要点深化要点深化2.矢量性矢量性：速度公式和位移公式都是矢量式速度公式和位移公式都是矢量式，公式中涉及到的公式中涉及到的v0、vt、s、a、t五个物理量中五个物理量中，除时间除时间t外均为矢量外均为矢量，所以要所以要特别注意其方向性。特别注意其方向性。在应用时，赋予各量正、负号，然后再连同正负号代入公式进行计算。在应用时，赋予各量正、负号，然后再连同正负号代入公式进行计算。通常选取初速度方向为正方向。通常选取初速度方向为正方向。1.适用条件适用条件：速度公式和位移公式的适用条件必须是物体做匀变速直线运动速度公式和位移公式的适用条件必须是物体做匀变速直线运动。 3.画图：画图：分析物体的运动过程，要养成画物体运动草图的习惯，并在图中标注分析物体的运动过程，要养成画物体运动草图的习惯，并在图中标注相关物理量。相关物理量。这样有助于加深对运动过程的理解，有助于发现已知量和未知量之间的相互这样有助于加深对运动过程的理解，有助于发现已知量和未知量之间的相互关系，迅速找到解题的突破口。关系，迅速找到解题的突破口。4.抓交接点：抓交接点：如果一个物体的运动包含几个阶段，要分段分析，弄清每段上的如果一个物体的运动包含几个阶段，要分段分析，弄清每段上的运动情况及遵循的规律。应该特别注意的是各段交接点处的速度往往是解题运动情况及遵循的规律。应该特别注意的是各段交接点处的速度往往是解题的关键，应给予重视。的关键，应给予重视。1.在匀变速直线运动中，下列说法中正确的是在匀变速直线运动中，下列说法中正确的是( ).(A)相同时间内位移的变化相同相同时间内位移的变化相同(B)相同时间内速度的变化相同相同时间内速度的变化相同(C)相同时间内加速度的变化相同相同时间内加速度的变化相同(D)相同路程内速度的变化相同相同路程内速度的变化相同. 答案答案:B即学即用即学即用B 2.火车从车站由静止开出作匀加速直线运动，最初火车从车站由静止开出作匀加速直线运动，最初1min内行驶内行驶540m，则它在最初，则它在最初10s内行驶的距内行驶的距离是离是()(A)90m(B)45m(C)30m(D)15mD 3.由静止开始作匀加速直线运动的火车，在第由静止开始作匀加速直线运动的火车，在第10s末的速度为末的速度为2ms，下列叙述中正确的是，下列叙述中正确的是().(A)头头10s内通过的路程为内通过的路程为10m(B)每秒速度变化每秒速度变化0.2ms(C)10s内平均速度为内平均速度为1ms(D)第第10s内通过内通过2mABC 1.任意两个连续相等的时间间隔任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差是一个恒量，内的位移之差是一个恒量，即即s2-s1=s3-s2=s=aT2或或sn+k-sn=kaT22.在一段时间在一段时间t内，中间时刻的瞬时速度内，中间时刻的瞬时速度v等于这段时间的平均速度，即等于这段时间的平均速度，即3.中间位移处的速度中间位移处的速度:匀变速运动的重要推论匀变速运动的重要推论tsvvvvtt=2+=022+=2202tsvvvs1 s2 s3 sn=12 22 32 n2 (2)t内、内、2t内、内、3t内、内、nt内位移之比为内位移之比为4.初速为零的匀加速直线运动的特殊规律初速为零的匀加速直线运动的特殊规律(1)t末、末、2t末、末、3t末、末、nt末瞬时速度之比为末瞬时速度之比为 v1 v2 v3 vn=1 2 3 n(3)在连续相等的时间间隔内的位移之比为在连续相等的时间间隔内的位移之比为s:s:s:sn=1:3:5:(2n-1)(4)经过连续相同位移所用时间之比为经过连续相同位移所用时间之比为t：t：t：:tn= )1-(:)2-3(:)1-2(:1nn1.如图所示，光滑斜面如图所示，光滑斜面AE被分成四个相等的部分，一物被分成四个相等的部分，一物体由体由A点从静止释放，下列结论中不正确的是点从静止释放，下列结论中不正确的是().(A)物体到达各点的速率物体到达各点的速率(B)物体到达各点所经历的时间物体到达各点所经历的时间:(C)物体从物体从A到到E的平均速度的平均速度(D)物体通过每一部分时，其速度增量物体通过每一部分时，其速度增量即学即用即学即用2:3:2:1v:v:v:vEDcB2:3:2:1v:v:v:vEDcBDCBEt32t22ttBvv DECDBCABvvvvvvvvD 1.在匀变速直线运动中，下列说法中正确的是在匀变速直线运动中，下列说法中正确的是( ).(A)相同时间内位移的变化相同相同时间内位移的变化相同(B)相同时间内速度的变化相同相同时间内速度的变化相同(C)相同时间内加速度的变化相同相同时间内加速度的变化相同(D)相同路程内速度的变化相同相同路程内速度的变化相同.小试牛刀小试牛刀B 2.下图是作直线运动物体的速度下图是作直线运动物体的速度-时间图像，其中时间图像，其中表示物体作匀变速直线运动的是图表示物体作匀变速直线运动的是图( ).BCD 3.质点作匀加速直线运动，初速度是质点作匀加速直线运动，初速度是5ms，加，加速度是速度是1ms2，那么在第，那么在第4秒末的瞬时速度是秒末的瞬时速度是_ms，第，第4秒内的位移是秒内的位移是_m.9 8.5 4.一物体作匀变速直线运动，速度图像如图所示，则在一物体作匀变速直线运动，速度图像如图所示，则在前前4s内内(设向右为正方向设向右为正方向)().(A)物体始终向右运动物体始终向右运动(B)物体先向左运动，物体先向左运动，2s后开始向右运动后开始向右运动(C)前前2s物体位于出发点的左方，后物体位于出发点的左方，后2s位于出发点的右位于出发点的右方方(D)在在t=2s时，物体距出发点最远时，物体距出发点最远BD 5.物体沿一直线运动，在物体沿一直线运动，在t时间通过的路程为时间通过的路程为s，在中间位置处的速度为在中间位置处的速度为v1，在中间时刻时的速，在中间时刻时的速度为度为v2，则，则v1和和v2的关系为的关系为( )(A)当物体作匀加速直线运动时，当物体作匀加速直线运动时，v1v2(B)当物体作匀减速直线运动时，当物体作匀减速直线运动时，v1v2(C)当物体作匀加速直线运动时，当物体作匀加速直线运动时，v1v2(D)当物体作匀减速直线运动时，当物体作匀减速直线运动时，v1v2AB 6.一质点作初速度为零的匀加速直线运动，它在一质点作初速度为零的匀加速直线运动，它在第第1秒内的位移为秒内的位移为2m，那么质点在第，那么质点在第10秒内的秒内的位移为位移为_m，质点通过第三个，质点通过第三个5m所用的时所用的时间为间为_s.38 0.5 7.A、B、C三点在同一直线上，一个物体自三点在同一直线上，一个物体自A点点从静止开始作匀加速直线运动，经过从静止开始作匀加速直线运动，经过B点时的速点时的速度为度为v，到，到C点时的速度为点时的速度为2v，则，则AB与与BC两段两段距离大小之比是距离大小之比是().(A)1:4(B)1:3(C)1:2(D)1:1B