2020版新教材高中物理2.1速度变化规律课件鲁科版必修1.pdf
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1、第2章 匀变速直线运动的研究 第1节 速度变化规律 一、匀变速直线运动的特点一、匀变速直线运动的特点 1.1.匀变速直线运动:匀变速直线运动: 物体物体_保持不变保持不变的直线运动。的直线运动。 加速度加速度 2.2.特点:特点: (1)(1)轨迹是直线。轨迹是直线。 (2)(2)加速度加速度的的_和和_都不改变。都不改变。 大小大小方向方向 3.3.分类:分类: (1)(1)匀加速直线运动:加速度和速度匀加速直线运动:加速度和速度_的匀变速直的匀变速直 线运动,其运动的速度线运动,其运动的速度_增加。增加。 (2)(2)匀减速直线运动:加速度和速度匀减速直线运动:加速度和速度_的匀变速直的匀
2、变速直 线运动,其运动的速度线运动,其运动的速度_减小。减小。 同向同向 均匀均匀 反向反向 均匀均匀 二、匀变速直线运动的速度二、匀变速直线运动的速度- -时间关系时间关系 1.1.速度公式:速度公式: (1)(1)一般式:一般式:v vt t=_=_。 (2)(2)特殊式:特殊式:v v0 0=0=0时,时,v vt t=_=_ (3)(3)物理意义:描述了做匀变速直线运动的物体物理意义:描述了做匀变速直线运动的物体_ _的变化规律。的变化规律。 v v0 0+at+at atat 速度速度 随时间随时间 2.2.图像描述:图像描述: 如图所示。如图所示。 (1)v-t(1)v-t图像:图
3、像: 特点:匀变速直线运动的特点:匀变速直线运动的v-tv-t图像是一条图像是一条_。 倾斜直线倾斜直线 图像提供的信息:图像提供的信息: a.a.直观反映物体运动速度随直观反映物体运动速度随 _变化的规律。变化的规律。 b.b.可以求出某时刻物体运动可以求出某时刻物体运动_或物体达到或物体达到 某速度所需要的某速度所需要的_。 c.c.可以利用图线的斜率求出物体的可以利用图线的斜率求出物体的_。 时间时间 速度的大小速度的大小 时间时间 加速度加速度 (2)a-t(2)a-t图像:图像: 画法:以时间为横坐标,画法:以时间为横坐标,_为纵坐标可以得到为纵坐标可以得到 加速度随时间变化的图像。
4、加速度随时间变化的图像。 特点:做匀变速直线运动的物体,其特点:做匀变速直线运动的物体,其a-ta-t图像为图像为_ _的直线。的直线。 加速度加速度 平行平行 于于t t轴轴 3.3.关于匀变速直线运动关于匀变速直线运动v-tv-t图像的解释正确的有图像的解释正确的有_。 图像甲为初速度为零的匀加速直线运动,斜率为正图像甲为初速度为零的匀加速直线运动,斜率为正 。 图像乙为初速度为图像乙为初速度为v v0 0的匀加速直线运动,斜率为负的匀加速直线运动,斜率为负 。 图像丙为初速度为图像丙为初速度为v v0 0的匀减速直线运动,斜率为负的匀减速直线运动,斜率为负 。 一 对速度公式一 对速度公
5、式v vt t=v=v0 0+at+at的认识的认识 1.1.公式的矢量性:公式的矢量性: (1)(1)公式中的公式中的v v0 0、v vt t、a a均为矢量,应用公式解题时,首均为矢量,应用公式解题时,首 先要规定正方向,一般取先要规定正方向,一般取v v0 0的方向为正方向,的方向为正方向,a a、v vt t与与 v v0 0的方向相同时取正值,与的方向相同时取正值,与v v0 0的方向相反时取负值。计的方向相反时取负值。计 算时将各量的数值和正负号一并代入计算。算时将各量的数值和正负号一并代入计算。 (2)a(2)a与与v v0 0同向时物体做匀加速直线运动,同向时物体做匀加速直线
6、运动,a a与与v v0 0方向相方向相 反时,物体做匀减速直线运动。反时,物体做匀减速直线运动。 2.2.公式的特殊形式:公式的特殊形式: (1)(1)当当a=0a=0时,时,v vt t=v=v0 0( (匀速直线运动匀速直线运动) )。 (2)(2)当当v v0 0=0=0时,时,v vt t=at(=at(由静止开始的匀加速直线运动由静止开始的匀加速直线运动) )。 3.3.速度公式速度公式v vt t=v=v0 0+at+at与加速度定义式与加速度定义式a= a= 的比较:的比较: 速度公式速度公式v vt t=v=v0 0+at+at虽然是加速度定义式虽然是加速度定义式a= a=
7、的变的变 形,但两式的适用条件是不同的:形,但两式的适用条件是不同的: (1)v(1)vt t=v=v0 0+at+at仅适用于匀变速直线运动。仅适用于匀变速直线运动。 (2)a= (2)a= 可适用于任意的运动,包括直线运动和可适用于任意的运动,包括直线运动和 曲线运动。曲线运动。 t0 vv t t0 vv t t0 vv t 【思考思考讨论讨论】 情境:如图所示,一汽车在平直的公路上做匀变速直情境:如图所示,一汽车在平直的公路上做匀变速直 线运动,运动开始时刻线运动,运动开始时刻(t=0)(t=0)的速度为的速度为v v0 0( (也称初速度也称初速度) ) ,加速度为,加速度为a a。
8、 讨论:讨论:(1)(1)怎样求怎样求t t时刻物体的瞬时速度时刻物体的瞬时速度v vt t。( (模型模型 建构建构) ) 提示:提示:由加速度的定义式由加速度的定义式a= a= 整理得:整理得:v vt t=v=v0 0+at+at。 t0t0 vvvvv tt0t , (2)(2)由由v vt t=v=v0 0+at+at可知,物体的初速度越大,加速度越大可知,物体的初速度越大,加速度越大 ,末速度越大,这种说法对吗?,末速度越大,这种说法对吗?( (科学思维科学思维) ) 提示:提示:不对。物体的初速度和加速度越大,如果加速不对。物体的初速度和加速度越大,如果加速 度方向与初速度方向相
9、反,速度在减小,末速度变小度方向与初速度方向相反,速度在减小,末速度变小 。 【典例示范典例示范】 在平直公路上,一辆汽车以在平直公路上,一辆汽车以108 km/h108 km/h的速度行驶,的速度行驶,司司 机发现前方有危险立即刹车机发现前方有危险立即刹车 ,刹车时加速度大小为 ,刹车时加速度大小为 6 m/s6 m/s2 2,求:世纪金榜导学号,求:世纪金榜导学号 (1)(1)刹车后刹车后3 s3 s 末汽车的速度大小。 末汽车的速度大小。 (2)(2)刹车后刹车后6 s6 s 末汽车的速度大小。 末汽车的速度大小。 【审题关键审题关键】 序号序号信息提取信息提取 匀减速直线运动匀减速直线
10、运动 首先要判断刹车时间首先要判断刹车时间 【解析解析】v v0 0=108 km/h=30 m/s=108 km/h=30 m/s,规定,规定v v0 0的方向为正方的方向为正方 向,则向,则 a=-6 m/sa=-6 m/s2 2,汽车刹车所用的总时间,汽车刹车所用的总时间t t0 0= = =5 s=5 s。 (1)t(1)t1 1=3 s=3 s时的速度时的速度v v1 1=v=v0 0+at=30 m/s-6+at=30 m/s-63 m/s=3 m/s= 12 m/s12 m/s。 0 0v030 s a6 (2)(2)由于由于t t0 0=5 st=5 st2 2=6 s=6 s
11、,故,故6 s6 s末时汽车已停止,即末时汽车已停止,即 v v2 2=0=0。 答案:答案:(1)12 m/s(1)12 m/s (2)0(2)0 【规律方法规律方法】应用应用v vt t=v=v0 0+at+at的一般思路的一般思路 (1)(1)选取一个过程为研究过程,以初速度方向为正方向选取一个过程为研究过程,以初速度方向为正方向 。判断各量的正负,利用。判断各量的正负,利用v vt t=v=v0 0+at+at由已知量求未知量。由已知量求未知量。 (2)(2)对汽车刹车类问题,一定要注意刹车时间,不要认对汽车刹车类问题,一定要注意刹车时间,不要认 为在给定的时间内汽车一定做匀减速运动,
12、可能早已为在给定的时间内汽车一定做匀减速运动,可能早已 停止。停止。 【母题追问母题追问】 1.(1.(多选多选) )在在【典例示范典例示范】中若汽车在平直的高速公路中若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,该汽车速度方向相同,则在这段时间内,该汽车 ( ( ) ) ( (物理观念物理观念) ) A.A.一定做加速直线运动一定做加速直线运动 B.B.不一定做匀加速直线运动不一定做匀加速直线运动 C.C.可能做匀变速直线运动可能做匀变速直线运动 D.D.一定做匀变速直线运动一定做匀变速直线
13、运动 【解析解析】选选A A、B B、C C。汽车的加速度方向与速度方向相。汽车的加速度方向与速度方向相 同,所以汽车一定做加速直线运动,同,所以汽车一定做加速直线运动,A A正确;因为不能正确;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 匀变速直线运动,故匀变速直线运动,故D D错误,错误,B B、C C正确。正确。 2.2.在在【典例示范典例示范】中若汽车匀加速行驶,经过路旁两中若汽车匀加速行驶,经过路旁两 根电线杆共用根电线杆共用5 s5 s时间,汽车的加速度为时间,汽车的加速度为2 m/s2 m/s2 2,它经,它经 过第过第
14、2 2根电线杆时的速度为根电线杆时的速度为15 m/s15 m/s,则汽车经过第,则汽车经过第1 1根根 电线杆的速度为电线杆的速度为 ( ( ) ) ( (科学思维科学思维) ) A.2 m/sA.2 m/s B.10 m/sB.10 m/s C.2.5 m/s C.2.5 m/s D.5 m/sD.5 m/s 【解析解析】选选D D。由题意知。由题意知v vt t=15 m/s=15 m/s,a=2 m/sa=2 m/s2 2,t=t= 5 s5 s,根据,根据v vt t=v=v0 0+at+at得,得,v v0 0=v=vt t-at=15 m/s-2-at=15 m/s-25 m/s
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