高中物理人教版必修1課件：第二章2勻變速直線運(yùn)動(dòng)講解

1、句變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)習(xí) 目標(biāo)1 .知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念和特點(diǎn)。2 .知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象特點(diǎn)，知道直線的傾斜程 度反映勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。3 .理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系式會(huì) 用解簡(jiǎn)單的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn):勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式及其應(yīng)用。 難點(diǎn):速度公式的理解及應(yīng)用。激趣誘思建造航空母艦是中國(guó)海軍幾代人的夢(mèng)想，是大國(guó)的象征。航空 母艦是海洋中移動(dòng)的小島，主要為遠(yuǎn)途作戰(zhàn)的飛機(jī)提供降落平臺(tái)，為 飛機(jī)加油、補(bǔ)給彈藥等。在飛機(jī)從航空母艦上起飛時(shí)，為了迅速達(dá) 到起飛速度,航空母艦沿飛機(jī)起飛的方向以速度必做勻速直線運(yùn)動(dòng), 飛機(jī)相對(duì)航空母艦以

2、加速度為。，從靜止開始加速運(yùn)動(dòng)。以海面為 參考系，飛機(jī)做什么運(yùn)動(dòng)？簡(jiǎn)答:以海面為參考系，飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)是初速度不為零的勻加速直 線運(yùn)動(dòng)。預(yù)習(xí)導(dǎo)引1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)定義:沿著一條直線，且 不變的運(yùn)動(dòng)。(2)分類:(勻加速直線運(yùn)動(dòng):速度勻變速直線運(yùn)動(dòng)4(勻減速直線運(yùn)動(dòng):速度(3)直線運(yùn)動(dòng)的u-f圖象：勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條平行于 的直線，如圖所示。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的V-t圖象是一條的直線，如圖所示M 表示 運(yùn)動(dòng)力表示 運(yùn)動(dòng)。01圖線的傾斜程度，即圖線斜率的數(shù)值等于物體的 的大小，斜率的正負(fù)表示 的方向。分”圖線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo),即縱截距等于物體的 O預(yù)習(xí)交流1勻變速直線運(yùn)動(dòng)有何特點(diǎn)？對(duì)應(yīng)的 修圖

3、象與勻速直線運(yùn)動(dòng)的 v-t圖象有何區(qū)別？答案:勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，相同時(shí)間內(nèi)的速度變化是相同的;勻 變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象為一條傾斜的直線，勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖 象為一條平行于,軸的直線。2 .速度與時(shí)間的關(guān)系式(1)速度公式v=o(2)對(duì)公式的理解:做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在/時(shí)刻的速度v, 就等于物體在開始時(shí)刻的再加上在整個(gè)過程中速度的預(yù)習(xí)交流2某汽車在某路面上緊急剎車時(shí)，加速度的大小是6 m/sn,如圖所示，如果遇緊急情況必須在2s內(nèi)停下來(lái)，汽車的行駛速度最高不能超過多少？不能超過 多少？答案:12 m/s二、勻變速直線運(yùn)動(dòng).鈍知識(shí)精要1.對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解運(yùn)動(dòng)名稱勻變速直線運(yùn)動(dòng)分

4、類勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻減速直線運(yùn)動(dòng)特征軌跡一直線軌跡一直線加速度不變加速度不變速度均勻增加速度均勻減小如果一個(gè)物體做加速運(yùn)動(dòng)(即加速度與速度方向相同),加速度 由大變小說(shuō)明在單位時(shí)間內(nèi)速度增加量比前一時(shí)間少了，但速度仍 在增加，故加速度減小時(shí)速度不一定減小。同理,若物體做減速運(yùn)動(dòng), 不論加速度增大還是減小,速度一定是減小的。2. v-t圖象勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線。如圖甲和乙所 示為不同類型的勻變速運(yùn)動(dòng)的速度圖象。初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的V-t圖象是過原點(diǎn)的傾斜直線， 如圖丙所示。圖象的作用：。直觀地反映速度I，隨時(shí)間，均勻變化的規(guī)律。圖甲為勻加速 直線運(yùn)動(dòng)，圖乙為勻減速直線運(yùn)

5、動(dòng)。可以直接得出任意時(shí)刻的速度，包括初速度VOo可求出速度的變化率，即加速度。圖甲表示速度每秒增加0.5 m/s,加速度為0.5 m/s2。圖乙表示速度每秒減小1 m/s,加速度為 m/s2o-思考探考1 .什么樣的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)?勻變速直線運(yùn)動(dòng)有什么特 點(diǎn)?勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻減速直線運(yùn)動(dòng)的“與u有什么關(guān)系？答案:沿著一條直線且加速度不變的運(yùn)動(dòng)，叫勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其 特點(diǎn)為任意相等時(shí)間內(nèi)Av相等,速度均勻變化，即非=常量。勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，與v同向;勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)。與u反 向。2 .如圖所示的v-t圖象有什么特點(diǎn)?它表示的物體的運(yùn)動(dòng)有什么 特點(diǎn)?物體運(yùn)動(dòng)的加速度又有什么特點(diǎn)？答案:該v

6、-t圖象是一條傾斜的直線，表示物體運(yùn)動(dòng)的速度大小 是隨時(shí)間均勻增加的，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且物體運(yùn)動(dòng)的加速度 是恒定不變的。-典題例解【例1】 物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知加速度為2 m/s2,那么 ( )A.在任意時(shí)間內(nèi)，物體的末速度一定等于初速度的2倍B.在任意時(shí)間內(nèi)，物體的末速度一定比初速度大2m/sC.在任意一秒內(nèi)，物體的末速度一定比初速度大2m/sD.第n s的初速度一定比第?！?) s的末速度大2 nVs思路分析:由加速度的物理意義，并結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度 與時(shí)間的關(guān)系式即可判斷出正確選項(xiàng)。解析:由速度公式可知，在任意時(shí)間，內(nèi),u為任意值，選 項(xiàng)A錯(cuò)誤;在一時(shí)間t內(nèi)的速度增量它

7、的大小既與a 有關(guān)，又與，有關(guān)，當(dāng)，為任意值時(shí),口也為任意值，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng) /= 1 s,a=2 m/s2時(shí),Au=2 m/s,即末速度比初速度大2 m/s,選項(xiàng)C正 確;由于第n s初和第(-1) s末是同一時(shí)刻，同一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度是 汨同的，因此，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:C11納總結(jié)I加速度是矢量，既有大小又有方向。勻加速直 線運(yùn)動(dòng)是加速度方向和速度方向共線同向，而勻減 速直線運(yùn)動(dòng)是加速度方向和速度方向共線反向。.N遷移應(yīng)用1.（多選）跳傘運(yùn)動(dòng)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(shí)，運(yùn)動(dòng)員離開飛機(jī)自由下落，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后打開降落傘, 打開降落傘后運(yùn)動(dòng)員以5 m/s2的加速度勻減速

8、下降，則在運(yùn)動(dòng)員減 速下降的任意一秒末的速度（）A.比前一秒初的速度小5 m/sB.是前一秒末的速度的！5C.比前一秒末的速度小5 nVsD.比前一秒初的速度小10 m/s解析:根據(jù)加速度的定義式。=乎=上現(xiàn)任意一秒末的速度比前 t t一秒初的速度變化了 二a仁5。,且任意一秒末與前一秒初的時(shí)間 間隔為2 s,所以1，=10 m/s,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,D正確。又任意一秒 末與前一秒末的時(shí)間間隔為1s,因此選項(xiàng)C正確。答案:CD2.（多選）下列圖象表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是（）解析:由句變速直線運(yùn)動(dòng)的定義:加速度恒定不變，速度均勻變 化，可知B、D正確。答案:BD.Zx 速度與時(shí)間的關(guān)系式超知

9、識(shí)精要1 .適用條件公式v=vat只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng),對(duì)于非勻變速直線運(yùn) 動(dòng)不適用。2 .主要應(yīng)用公式1，=%+畫反映了初速度U0、加速度4、時(shí)間八 末速度V 之間的關(guān)系，當(dāng)其中三個(gè)物理量已知時(shí)，可求另一個(gè)未知量。3 .公式的矢量性公式v=vo+at中的vo> a均為矢量，應(yīng)用公式解題時(shí),首先應(yīng) 選取正方向。一般以vo的方向?yàn)檎较?此時(shí)勻加速直線運(yùn)動(dòng)。>0,勻減速直 線運(yùn)動(dòng)”0。對(duì)計(jì)算結(jié)果y>0,說(shuō)明口與內(nèi)方向相同;"0,說(shuō)明U與 no方向相反。4 .兩種特殊情況(1)當(dāng) v()=0 時(shí)=a，o由于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度恒定不變,表明由靜止開始的勻 加速直線運(yùn)

10、動(dòng)的速度大小與其運(yùn)動(dòng)時(shí)間成正比。(2)當(dāng) 4=0 時(shí),y=w)。就是說(shuō)加速度為零的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，也表明勻速直線運(yùn) 動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例。5 .速度公式v=vo+«r與加速度定義式方詈的比較速度公式v=vat雖然是加速度定義式“等的變形,但兩式 的適用條件是不同的：(l)u=uo+S僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(2)a=中還可適用于勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。思考探究6 .試根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，分別通過四圖象和加速度的 定義式推導(dǎo)出速度V和時(shí)間/關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。答案:圖象推導(dǎo)：由圖可知末速度大小由初速度U0和，時(shí)間內(nèi)增加的部分S組 成，故 v=vo+«ro加速度定義式推導(dǎo)：

11、由。=華=得 v=vo+at07 .應(yīng)用公式y(tǒng)=uo+af時(shí)首先需要選取正方向。正方向一般如何 選取?選取正方向后式中各量的正負(fù)如何確定?什么情況下物體做 加速運(yùn)動(dòng)?什么情況下物體做減速運(yùn)動(dòng)？答案：(1)一般取血的方向?yàn)檎较颍?2)選取uo的方向?yàn)檎较蚝?。、I，與uo的方向相同時(shí)取正值， 與口。的方向相反時(shí)取負(fù)值。(3)a與uo同向時(shí)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(4)。與uo方向相反時(shí)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。.N典題例解【例2火車沿平直軌道勻加速前進(jìn)，通過某一路標(biāo)時(shí)的速度 為10.8 km/h, 1 min后變成54 km/h,再經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間火車的速度才 能達(dá)到64.8 knVh?思路分析:根據(jù)

12、題意，畫出如圖所示的運(yùn)動(dòng)示意圖，再將V2>V3 的速度換算如下：力=10.8 kni/li=3 ni/s,U2=54 kiii/li=15 iii/s,V3=64.8km/h= 18 m/s解析:方法一172 Pl 15-3a-h故時(shí)間60U3.p2t2=路標(biāo)由速度公式得 m/s2=0.2 m/s218-15- s= 15 so 0.2方法二以3-以2.廣t2=-t= 15 SoV2-V1運(yùn)動(dòng)過程中加速度a不變，由-"="1 =空出得£ 七1t2方法三 畫出火車運(yùn)動(dòng)的v-r圖象，如圖所示，由圖中的三角形 祖似可得2 = &解得/2=15 soV2-l

13、 tl答案：15 sI技巧點(diǎn)撥I應(yīng)用速度公式解題時(shí)往往有多種解法，但結(jié)合 圖象進(jìn)行分析，可以使問題變得更直觀、形象。理 清運(yùn)動(dòng)過程，畫出運(yùn)動(dòng)示意圖，可以使復(fù)雜的問題 變得清晰，進(jìn)而從中找到解題的方法。移應(yīng)用8 .一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為2 m/s,加速度大小為1m/s2,則經(jīng)1 s后，其末速度（）A.一定為 3 m/sB.一定為 1 m/sC.可能為1 m/sD.不可能為1 m/s解析:由得v=2 m/szl x 1 m/s,末速度可能為3 m/s,也 可能為1 m/s。利用u=uo+G進(jìn)行計(jì)算時(shí)要注意區(qū)別a是正還是負(fù), 即物體是做勻加速直線運(yùn)動(dòng)還是做句減速直線運(yùn)動(dòng)。答案:C9 .一質(zhì)

14、點(diǎn)從靜止開始以1 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)5 s后 做勻速運(yùn)動(dòng)，最后2 s的時(shí)間使質(zhì)點(diǎn)勻減速到靜止，則質(zhì)點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng) 時(shí)速度多大?減速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度多大？% =0 vB vc%=0A B C D解析:質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程包括加速勻速減速三個(gè)階段，如圖所 示力8段為加速階段,段為勻速階段,CO段為減速階段。則勻速運(yùn)動(dòng)的速度即為加速階段的末速度V«o以初速度方向?yàn)檎较?，則 vfi=vo+6?f=O+1 x5 m/s=5 m/s而質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)的初速度即為勻速運(yùn)動(dòng)的速度，即vc=vb=5 m/s而末速度17)=0,由得Vn-Vr 0-5m/s2=-2.5 m/s2負(fù)號(hào)表示a與初速度uo的

15、方向相反。答案:5 m/s -2.5 m/s2速度公式在剎車問題中的應(yīng)用識(shí)鏈接剎車問題:車輛剎車時(shí)可看作勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至速度變?yōu)榱? 所以剎車時(shí)車輛只在“剎車時(shí)間”內(nèi)做勻變速運(yùn)動(dòng)。剎車時(shí)間取決 于初速度和加速度的大小。常見錯(cuò)誤:誤認(rèn)為汽車在給定的時(shí)間內(nèi)一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng), 簡(jiǎn)單套用速度公式 rno+”,得出的速度出現(xiàn)負(fù)值。案例探究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,剎車的加速度大小是8 m/sz,剎車后可視為勻減速直線運(yùn) 動(dòng),求剎車3 s后汽車的速度。解析:對(duì)于“剎車問題''，應(yīng)特別注意剎車所用的時(shí)間，因?yàn)槠囋?剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，初速度和加速度均為定值，減速到零的時(shí) 間也為定值，減速到零即為最終目標(biāo)，不可能減速到零后再以相同的 力口速度沿反方向做勻