高中物理 同步教学第1章 5.匀变速直线运动速度与时间的关系课件 教科版必修1

欢迎进入物理课堂 5 匀变速直线运动速度与时间的关系 1 加速度的定义式是a 在国际单位制中 加速度的单位是 符号是 答案 米每二次方秒m s2或m s 22 在变速直线运动中 如果是加速运动 则加速度的方向与速度的方向是 的 如果是 则加速度的方向与速度的方向是相反的 答案 相同减速运动 一 速度与时间的关系1 匀变速直线运动 1 定义 在物理学中 速度随时间变化即恒定的运动称为匀变速直线运动 2 分类 匀加速直线运动是物体的速度随着时间的直线运动 匀减速直线运动是物体的速度随着时间的直线运动 2 速度与时间的关系式 1 速度公式vt 2 对公式的理解 做匀变速直线运动的物体 在t时刻的速度v 就等于物体在开始时刻的 再加上在整个过程中速度的 均匀 加速度 均匀增加 均匀减小 v0 at 速度v0 变化量 二 直线运动的v t图象1 匀速直线运动的v t图象是一条平行于的直线 如图甲所示 2 匀变速直线运动的v t图象是一条的直线 如图乙所示a表示匀加速直线运动 b表示匀减速直线运动 甲乙3 v t图线的倾斜程度 即图线斜率等于物体的 时间轴 倾斜 加速度 一个做直线运动的物体的v t图象如右图所示 在t1时刻物体的加速度为零吗 提示 由图象可以看出 物体做匀变速直线运动 其加速度在任意时刻都是不变的 在t1时刻的速度为零 但此时的速度是变化的 所以t1时刻的加速度不为零 一 对速度与时间关系式的理解1 公式vt v0 at中各符号的含义 1 v0 vt分别表示物体的初 末速度 2 a为物体的加速度 且a为恒量 2 公式的矢量性 1 公式中的v0 vt a为矢量 应用公式解题时 一般取v0的方向为正方向 a vt与v0的方向相同时取正值 与v0的方向相反时取负值 2 a与v0同向时物体做匀加速运动 a与v0方向相反时 物体做匀减速直线运动 3 公式的适用条件公式vt v0 at只适用于匀变速直线运动 4 公式vt v0 at的特殊形式 1 当a 0时 vt v0 匀速直线运动 2 当v0 0时 vt at 由静止开始的匀加速直线运动 1 v v0 at是匀变速直线运动速度公式的一般表示形式 只要知道初速度v0和加速度a 就可以计算出各个时刻的瞬时速度 2 对于做匀减速直线运动的物体 应注意物体速度减为零之后能否加速返回 若不能返回 应注意题中所给时间与物体所能运动的最长时间t 的关系 1 有两个做匀变速直线运动的质点 下列说法正确的是 A 经过相同的时间 速度大的质点加速度必定大B 若初速度相同 速度变化大的质点加速度必定大C 若加速度相同 初速度大的质点的末速度一定大D 相同时间里 加速度大的质点速度变化必定大 答案 D 二 匀速直线运动的v t图象和匀变速直线运动的v t图象1 匀速直线运动的速度 时间图象做匀速直线运动物体的速度 时间图象是一条平行于时间轴的直线 如右图所示 它反映出速度的值不随时间改变的特点 根据图象不仅可以直观地看出速度的大小及方向不变的特点 而且可以根据某段时间内图线与时间轴所围成的矩形 面积 求出位移 由于两坐标轴分别表示速度和时间 因此它们乘积的物理意义是位移 而在图象中是以 面积 的形式表现出来的 2 匀变速直线运动的速度 时间图象 1 如果速度均匀增加或减小 说明加速度不变 v t图象是一条倾斜的直线 如下图中甲图象的加速度a1 2m s2 方向与初速度方向相同 物体做匀加速直线运动 乙图象的加速度a2 2m s2 负号表示其方向与初速度方向相反 物体做匀减速直线运动 2 从v t图象中可以获取 某时刻的瞬时速度 某段时间内的速度变化量 加速度的大小 位移的大小 3 非匀变速直线运动的v t图象如果速度不是均匀变化的 则物体的加速度在变化 v t图象是一条曲线 曲线上某点的切线的斜率表示该时刻的瞬时加速度 如右图所示物体在做加速运动 但加速度在逐渐减小 2 如下图是四个物体分别做直线运动的v t图象 其中做匀变速直线运动的是 解析 答案 BC 一质点从静止开始以1m s2的加速度做匀加速直线运动 经5s后做匀速直线运动 匀速直线运动的时间为4s 最后2s时间内质点做匀减速直线运动直到静止 则质点匀速直线运动时的速度是多大 匀减速直线运动时的加速度多大 解析 质点的运动过程包括加速 匀速 减速三个阶段 画出运动过程的示意图如图所示 图中AB段为加速 BC段为匀速 CD段为减速 匀速运动的速度既为AB段的末速度 也为CD段的初速度 1 因为v v0 a都是矢量 在直线运动中这些矢量只可能有两个方向 所以如果选定该直线的一个方向为正方向 则凡与规定正方向相同的矢量在公式中取正值 与规定正方向相反的矢量取负值 2 应用 该公式中有四个物理量 知道任意三个便能确定第四个 是常用的匀变速直线运动的基本公式 3 特别指出 当v0 0 即从静止开始加速 时 公式变成为v at 瞬时速度和时间成正比 1 1 物体做匀加速直线运动 到达A点时的速度为5m s 经3s到达B点时的速度为14m s 再经过4s到达C点 则它到达C点时的速度为多大 答案 26m s 如右图所示 请回答 1 图线 分别表示物体做什么运动 2 物体3s内速度的改变量是多少 方向与速度方向有什么关系 3 物体5s内速度的改变量是多少 方向与其速度方向有何关系 4 物体的运动加速度分别为多少 方向如何 5 两图象的交点A的意义 物体各时刻的速度可以由图象直接读出 其加速度可以由图象中图线的斜率求得 注意图线与图线及图线与坐标轴的交点的含义 2 1 甲 乙 丙三个物体的v t图象如右图所示 则下列说法正确的是 A 零时刻甲的位移最大B 甲的加速度最大C 开始计时后 甲 乙 丙皆做匀变速运动D 开始计时后 乙先静止一段时间 然后做匀加速运动 并且乙做匀加速运动的加速度最大 解析 v t图象中不能判断甲的起始位置 故A错 v t图象的斜率表示加速度 故a乙 a丙 a甲 选项B错 开始计时后 甲 丙做匀变速运动 乙先静止一段时间 再做匀变速运动 故C错 D对 答案 D 汽车在平直公路上以10m s的速度做匀速直线运动 发现前面有情况而刹车 若获得的加速度大小为2m s2 则经过10s时汽车的速度有多大 错因分析 没有考虑汽车的实际运动情况 而盲目乱套公式 解答本题应先计算汽车还能运动多长时间 才能求10s末的速度 1 已知一运动物体的初速度v0 5m s 加速度a 3m s2它表示 A 物体的加速度方向与速度方向相同 而物体的速度在减小B 物体的加速度方向与速度方向相同 而物体的速度在增大C 物体的加速度方向与速度方向相反 而物体的速度在减小D 物体的加速度方向与速度方向相反 而物体的速度在增大 解析 物体的初速度方向为正方向 其加速度为负表示加速度的方向与速度方向相反 物体做匀减速直线运动 其速度在均匀减小 答案 C 2 一辆汽车在平直的高速公路上行驶 已知在某段时间内这辆汽车的加速度方向与速度方向相同 则在这段时间内 该汽车 A 一定做加速直线运动B 不一定做匀加速直线运动C 可能做匀变速直线运动D 一定做匀变速直线运动 解析 汽车的加速度方向与速度方向相同 所以一定是加速运动 因为不能判断加速度大小是否恒定 所以不能确定汽车是否做匀变速运动 答案 ABC 3 一辆车由静止开始做匀加速直线运动 在第8s末开始刹车 经4s停下来 汽车刹车过程也在做匀变速运动 那么前后两段加速度的大小之比是 A 1 4B 1 2C 2 1D 4 1 答案 B 4 2010年豫南七校联考 物体运动的v t图象如右图所示 设向右为正 下列关于前4s内物体运动情况的判断 下列说法正确的是 A 物体始终向右运动B 物体先向右运动 第2s末开始向左运动C 第3s末物体在出发点的左侧D 第2s末物体距出发点最远 解析 速度的正 负表示物体运动方向 故前2s物体向右运动 后2s向左运动 A错 B对 由于前2s物体一直向右运动 离出发点越来越远 第2s末开始又向左运动 逐渐靠近出发点 故第2s末物体离出发点最远 D对 物体在4s末回到出发点 故3s末物体在出发点右侧 C错 答案 BD 5 质点从静止开始做匀加速直线运动 经4s后速度达到20m s 然后匀速运动了10s 接着经4s匀减速运动后静止 求 1 质点在加速运动阶段的加速度为多大 2 质点在16s末的速度为多大 答案 1 5m s2 2 10m s 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全