人教版必修1 第2章 2 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系 學(xué)案.doc

學(xué)案2勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系目標(biāo)定位1.知道勻變速直線運動的特點及分類.2.理解勻變速直線運動的vt圖象特點.3.掌握勻變速直線運動的速度公式，并會用公式解決簡單的勻變速直線運動問題一、勻變速直線運動問題設(shè)計請描述如圖1所示的vt圖象表示的物體的運動情況，取相等的時間間隔，看它們的速度變化量有什么特點？這樣的特點說明什么？圖1答案物體做勻加速直線運動；無論t選在什么區(qū)間，對應(yīng)的速度v的變化量v都相等(如圖所示)；這說明在任意一段t上都一樣，即物體運動的加速度保持不變要點提煉1勻變速直線運動(1)特點加速度a恒定不變vt圖象是一條傾斜的直線(2)分類勻加速直線運動：物體的速度隨時間均勻增大勻減速直線運動：物體的速度隨時間均勻減小2對vt圖象的理解(1)其上每一個點表示某一時刻的速度，正負(fù)表示速度的方向(即物體運動的方向)(2)直線的斜率表示加速度，斜率的正負(fù)表示加速度的方向注意不能從斜率正負(fù)說明質(zhì)點做加速運動或減速運動3幾種常見的勻變速直線運動的vt圖象(如圖2所示)圖2(1)直線a：速度隨時間均勻增加，為勻加速直線運動(2)直線b：速度隨時間均勻減小，為勻減速直線運動(3)直線c：速度隨著時間先均勻減小，后均勻增加，由于加速度不變，整個運動過程也是勻變速直線運動延伸思考如圖3是一個物體運動的vt圖象，物體在做勻變速運動嗎？圖3答案在相等的時間間隔內(nèi)，即tt，速度的變化量vv，所以，故物體的加速度變化，物體在做非勻變速直線運動二、速度與時間的關(guān)系式問題設(shè)計設(shè)一個物體做勻變速直線運動，運動開始時刻(t0)的速度為v0(叫做初速度)，加速度為a，求t時刻物體的瞬時速度v.答案由加速度的定義式a，整理得：vv0at.要點提煉1公式vv0at中各量的物理意義v0是開始時刻的瞬時速度，稱為初速度；v是經(jīng)時間t后的瞬時速度，稱為末速度；at是在時間t內(nèi)的速度變化量，即vat.2公式的矢量性公式中的v0、v、a均為矢量，應(yīng)用公式解題時，一般取v0的方向為正方向若物體做勻加速直線運動，a取正值；若物體做勻減速直線運動，a取負(fù)值3當(dāng)v00時，vat，物體的瞬時速度與時間成正比延伸思考物體的初速度越大，加速度越大，運動的時間越長，則由公式vv0at知物體的末速度一定越大嗎？答案不一定由公式vv0at知，當(dāng)物體做勻加速運動時，物體的初速度越大，加速度越大，運動的時間越長，則物體的末速度一定越大而當(dāng)物體做勻減速運動時，末速度可能反而越小一、速度與時間的關(guān)系式vv0at的應(yīng)用例1一物體從靜止開始以2 m/s2的加速度做勻加速直線運動，經(jīng)5 s后做勻速直線運動，最后2 s的時間內(nèi)物體做勻減速直線運動直至靜止求：(1)物體做勻速直線運動的速度的大??；(2)物體做勻減速直線運動時的加速度解析解題關(guān)鍵是畫出如下的示意圖：設(shè)圖中ab做勻加速直線運動，bc做勻速直線運動，cd做勻減速直線運動，勻速運動的速度為ab段的末速度，也為cd段的初速度(1)由速度、時間的關(guān)系式得vba1t125 m/s10 m/svcvb10 m/s即做勻速直線運動的速度為10 m/s(2)由vdvca2t2得a2 m/s25 m/s2.負(fù)號表示加速度方向與vc方向相反答案(1)10 m/s(2)5 m/s2，加速度方向與vc方向相反例2一汽車在平直的公路上以20 m/s的速度勻速行駛，前面有情況需緊急剎車，剎車后可視為勻減速直線運動，加速度大小為8 m/s2.求剎車3 s后汽車的速度解析設(shè)汽車從開始剎車到速度為零所用的時間為t，取汽車運動的方向為正方向由vv0at，得t s2.5 s，汽車在2.5 s末速度減為零而停下，汽車不再運動，所以3 s后汽車的速度為0.答案0二、vt圖象的理解和應(yīng)用例3a、b是做勻變速直線運動的兩個物體，其速度圖象如圖4所示圖4(1)a、b各做什么運動并求其加速度；(2)兩圖象交點的意義；(3)求1 s末a、b的速度；(4)求6 s末a、b的速度解析(1)a物體沿規(guī)定的正方向做勻加速直線運動，加速度大小為a1 m/s21 m/s2，方向與初速度方向相同；b物體前4 s沿規(guī)定的正方向做勻減速直線運動，4 s后沿反方向做勻加速直線運動，加速度為a2 m/s22 m/s2，負(fù)號表示加速度方向與初速度方向相反(2)兩圖象交點表示在該時刻a、b速度相同(3)1 s末a物體的速度為3 m/s，和初速度方向相同；b物體的速度為6 m/s，和初速度方向相同(4)6 s末a物體的速度為8 m/s，和初速度方向相同；b物體的速度為4 m/s，和初速度方向相反答案見解析針對訓(xùn)練如圖5所示是某物體做直線運動的vt圖象，由圖象可知()圖5a物體在02 s內(nèi)做勻速直線運動b物體在28 s內(nèi)靜止ct1 s時物體的加速度為6 m/s2dt5 s時物體的加速度為12 m/s2答案c解析物體在02 s內(nèi)速度隨時間均勻增大，做勻加速直線運動，故a錯誤；物體在28 s內(nèi)速度隨時間不變，做勻速直線運動，故b錯誤；圖象的斜率表示a，由題圖信息知，t1 s時a6 m/s2，t5 s時a0，故c正確，d錯誤勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系1(對勻變速直線運動的理解)如圖所示的四個圖象中，表示物體做勻加速直線運動的是()答案ad2(vv0at的應(yīng)用)一輛以12 m/s的速度沿平直公路行駛的汽車，因發(fā)現(xiàn)前方有險情而緊急剎車，剎車后獲得大小為4 m/s2的加速度，汽車剎車后5 s末的速度為()a8 m/s b8 m/sc0 d32 m/s答案c解析汽車減速到零的時間為t3 s,5 s3 s，汽車在5 s時已經(jīng)停止，速度為零，故選c.3.(對vt圖象的理解)如圖6所示是某物體運動的vt圖象，下列說法正確的是()圖6a該物體的加速度一直不變b3 s末物體的加速度開始改變c08 s物體一直做勻減速運動dt0時和t6 s時物體的速率相等答案ad解析圖線斜率不變，加速度就不變，a項正確，b項錯誤物體先做勻減速運動，再做勻加速運動，c項錯誤t0時和t6 s時物體的速率都為30 m/s，d項正確4(vv0at的應(yīng)用)火車沿平直鐵軌勻加速前進(jìn)，通過某一路標(biāo)時的速度為10.8 km/h,1 min后變成了54 km/h，又需經(jīng)多少時間，火車的速度才能達(dá)到64.8 km/h?答案15 s解析三個不同時刻的速度分別為：v110.8 km/h3 m/s、v254 km/h15 m/s、v364.8 km/h18 m/s時間t11 min60 s所以加速度a m/s20.2 m/s2則時間t2 s15 s題組一對勻變速直線運動的理解1下列有關(guān)對勻變速直線運動的認(rèn)識，其中正確的是()a物體在一條直線上運動，若在相等的時間內(nèi)通過的位移相等，則物體的運動就是勻變速直線運動b加速度大小不變的運動就是勻變速直線運動c勻變速直線運動的vt圖象是一條傾斜直線d勻變速直線運動的加速度是一個恒量答案cd解析勻變速直線運動的速度大小時刻在發(fā)生變化，在相等的時間里通過的位移一定不會相等，a錯誤；勻變速直線運動的加速度大小和方向都不能變化，b錯誤，d正確；勻變速直線運動的vt圖象是一條傾斜直線，c正確2下列圖象中表示勻變速運動的是()答案ac解析vt圖象斜率保持不變，說明加速度恒定不變，物體做勻變速直線運動，故a對；at圖象傾斜，斜率不變，說明加速度均勻增加，物體做變加速直線運動，故b錯；at圖象縱坐標(biāo)保持不變，說明物體的加速度不變，物體做勻變速直線運動，故c對；vt圖象中斜率不斷變化，所以物體做變速直線運動，故d錯3關(guān)于勻變速直線運動中加速度的正負(fù)，下列說法中正確的是()a勻加速直線運動中，加速度一定是正值b勻減速直線運動中，加速度一定是負(fù)值c在勻加速直線運動中，加速度也有可能取負(fù)值d只有在規(guī)定了初速度方向為正方向的前提下，勻加速直線運動的加速度才取正值答案cd解析加速度的正負(fù)取決于正方向的選取，加速度方向與規(guī)定的正方向相同時加速度為正值，反之為負(fù)值，所以無論是勻加速運動還是勻減速運動，加速度都有可能是正值，也有可能是負(fù)值，選項a、b錯誤，c正確；當(dāng)規(guī)定初速度方向為正方向時，勻加速直線運動中的加速度與速度方向相同，故取正值，所以，選項d正確4物體某時刻的速度v10 m/s，加速度a2 m/s2，這表示()a物體的加速度方向與速度方向相同，而且速度在減小b物體的加速度方向與速度方向相同，而且速度在增大c物體的加速度方向與速度方向相反，而且速度在減小d物體的加速度方向與速度方向相反，而且速度在增大答案c解析速度為正值，加速度為負(fù)值，這表示速度與加速度方向相反，物體做勻減速運動，c正確題組二勻變速直線運動的vt圖象5如圖1所示，為某物體做直線運動的vt圖象，由圖象可知，下列說法中正確的是()圖1a物體在010 s內(nèi)做勻速直線運動b物體在010 s內(nèi)做勻加速直線運動c物體運動的初速度為10 m/sd物體在010 s內(nèi)的加速度為2.5 m/s2答案bc解析由題圖知，物體的速度均勻增大，圖象的斜率一定，說明該物體做勻加速直線運動，a錯誤，b正確物體運動的初速度即t0時刻的速度，由題圖知初速度為10 m/s，c正確物體在010 s內(nèi)的加速度為a m/s21.5 m/s2，d錯誤6物體沿水平直線運動，從a點開始計時，取向右的方向為運動的正方向，其vt圖象如圖2 所示，則物體在最初的4 s內(nèi)()圖2a前2 s內(nèi)物體做勻減速直線運動b前2 s內(nèi)物體向左運動，后2 s內(nèi)物體向右運動ct2 s時刻，物體與a點距離最遠(yuǎn)dt4 s時刻，物體與a點距離最遠(yuǎn)答案abc解析由題圖可知，物體前2 s內(nèi)向左做勻減速直線運動，后2 s內(nèi)向右做勻加速直線運動，2 s末物體與a點距離最遠(yuǎn)，故a、b、c正確，d錯誤7如圖3所示為某質(zhì)點運動的速度時間圖象，下列有關(guān)質(zhì)點運動情況的判斷正確的是()圖3a0t1時間內(nèi)加速度為正，質(zhì)點做勻加速直線運動bt1t2時間內(nèi)加速度為正，質(zhì)點做勻減速直線運動ct2t3時間內(nèi)速度為負(fù)，質(zhì)點做勻加速直線運動dt3t4時間內(nèi)速度為負(fù)，質(zhì)點做勻減速直線運動答案acd解析0t1時間內(nèi)加速度為正，速度為正，兩者方向相同，質(zhì)點做勻加速直線運動，a對t1t2時間內(nèi)加速度為負(fù)，速度為正，b錯t2t3時間內(nèi)速度為負(fù)，加速度為負(fù)，質(zhì)點做勻加速直線運動，c對t3t4時間內(nèi)速度為負(fù)，加速度為正，質(zhì)點做勻減速直線運動，d對8一質(zhì)點沿直線運動，其vt圖象如圖4所示由圖象可知()圖4a在02 s內(nèi)質(zhì)點做勻速直線運動b在24 s內(nèi)質(zhì)點做勻加速直線運動c質(zhì)點2 s末的速度大于4 s末的速度d質(zhì)點5 s末的速度大小為15 m/s答案d解析在02 s內(nèi)，速度隨時間均勻增大，做勻加速直線運動，故a錯誤在24 s內(nèi)質(zhì)點速度隨時間不變，做勻速直線運動，故b錯誤質(zhì)點2 s末和4 s末的速度相同，故c錯誤質(zhì)點5 s末的速度為 15 m/s，故d正確題組三速度與時間的關(guān)系式的理解和應(yīng)用9物體做勻加速直線運動，已知第1 s末的速度是6 m/s，第2 s末的速度是8 m/s，則下面結(jié)論正確的是()a物體零時刻的速度是3 m/sb物體的加速度是2 m/s2c任何1 s內(nèi)的速度變化都是2 m/sd第1 s內(nèi)的平均速度是6 m/s答案bc解析物體做勻加速直線運動，由已知可求出a2 m/s2，則初速度為4 m/s；第1 s內(nèi)的平均速度應(yīng)小于6 m/s.10一輛勻加速行駛的汽車，經(jīng)過路旁兩根電線桿用了5 s的時間，汽車的加速度為2 m/s2，它經(jīng)過第2根電線桿時的速度為15 m/s，則汽車經(jīng)過第1根電線桿時的速度為()a2 m/s b10 m/sc2.5 m/s d5 m/s答案d解析根據(jù)vv0at，得v0vat15 m/s25 m/s5 m/s，d正確11一個做勻變速直線運動的質(zhì)點的vt 圖象如圖5所示，由圖象可知，其速度與時間的關(guān)系為()圖5av(42t) m/sbv(42t) m/scv(42t) m/sdv(42t) m/s答案b解析由vt圖象可知v04 m/s，a2 m/s2，