1、2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系学习目标1、掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动图像的特点。2、知道匀变速直线运动的v-t图像特点,理解图像的物理意义,会根据图像分析解决问题。3、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式,能进行有关的计算。重点难点1、理解匀变速直线运动速度随时间的变化规律(重点)2、用公式v=v0+at解决有关问题(难点)自主探究1、 沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做_在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做_;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做_。2、对于匀变速直线运动,其加速度是恒定的,由加速度的定义式a=v/t可得:
2、 vt=v0+at(1)此式叫匀变速直线运动的速度公式,它反映了匀变速直线运动的速度随时间变化的规律,式中v0是_,vt是_。(2)速度公式中的v0、vt、a都是矢量。在直线运动中,若规定正方向后,它们都可用带正、负号的代数值表示,把矢量运算转化为代数运算。通常情况下取_方向为正方向,对于匀加速直线运动,a取正值;对于匀减速直线运动,a取负值。计算结果vt0,说明vt的方向与v0的方向_;vt0,说明vt的方向与v0的方向_。(3)速度公式中,末速度vt是时间t的一次函数,其函数图象是一条倾斜的直线,斜率为_,纵轴上的截距为_。若以v0方向为正方向,匀加速直线运动的图象如图2-2-1所示;匀减
3、速直线运动的图象如图2-2-2所示。图象“越陡”表示速度变化越快,_越大。(4)从静止开始的匀加速直线运动,即v0=0,则vt=at,速度与时间成正比,其图象经过原点。探究思考一、 匀变速直线运动的v-t图像(1)图像特征: 匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。(2)图像的作用能直观地发硬做匀变速直线运动的物体的速度v随时间t均匀变化的规律。可以直接得出任何时刻的速度,包括初速度v0(v0为图线在速度轴上的截距)可求出速度的变化率,即加速度图线与时间轴所围成面积表示物体在时间t内的位移。【典例一】1、质点做直线运动的图象如图所示,则( )A.时质点的运动方向发生变化B.在1 3 s内质
4、点做匀变速直线运动C.在第2 s内和第3 s内,质点运动的加速度大小相等、方向相反D.在时刻,质点回到出发点解题思路:图线在t轴上方表示速度为正,所以 时质点速度仍为正,运动方向没有发生变化,故A错误;根据图线的斜率表示加速度可知,在1 3s内质点的加速度,即在1 3 s内质点做加速度为的匀变速直线 运动,故B正确,C错误;根据图象中的面积表示位移,可知在时刻质点没有回到出发点,故D错误。答案:B 【典例二】2、如图所示为一个运动质点的图像,则下列图中与之对应的图( ) A. B. C. D. 解题思路:由图像得到,质点在01s时间内的速度;质点在12s时间内的速度;质点在25s内的速度为,故
5、B正确.答案:B 二、速度公式应用方法与技巧(1)刹车类问题:求刹车时间确定所给时间和刹车时间的关系代入时间求解(2)速度公式应用时的方法、技巧: 特点;应用方法;应用技巧【典例三】3、 一汽车从静止开始以1m/s 2 的加速度匀加速运动,经10s后改做匀速运动;从某时刻起开始刹车,刹车时的加速度大小为5m/s 2 且不变,问经过3s后汽车的速度为多大 ?解题思路:汽车运动的形式分为三个阶段,加速运动匀速运动减速运动.由于各段运动的性质不同应分别求解,并注意各段间联系,即加速运动的末速度匀速运动的速度减速运动的初速度.答案:汽车做匀加速直线运动阶段,由于车的加速度a1+1 m/s2,由公式vt
6、v0+a1t得汽车的加速运动末速度即是车减速运动的初速度,由于车做减速运动的加速度a2-5 m/s2,由公式vtv1+a2t得:v10+101m/s10m/s210+(-5)3m/s-5 m/s由于汽车刹车时,速度不能反向,因而3 s末以前,车已经停止运动,故应为v2=0.所求v2-5 m/s 是不合理的.原因是车从刹车到停止只需2 s,后1 s车不动.答案:0随堂训练1、下列对匀变速直线运动的认识,正确的是( )A.物体在一条直线上运动,若在相等的时间内通过的位移相等,则物体的运动就是匀变速直线运动B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动C.加速度不变的运动就是匀变速直线运动D.匀变速直线
7、运动的加速度是一个恒量2、关于匀变速直线运动的速度与时间关系式v=v0+at,以下的理解正确的是( )v0是时间间隔t开始时的速度,v是时间间隔t结束时的速度,它们均是瞬时速度v一定大于v0at是在时间间隔t内速度的变化量a与匀变速直线运动的v-t图象的倾斜程度无关A. B. C. D. 3、一物体做匀变速直线运动,初速度大小为15m/s, 方向向东,第5s末的速度大小为10 m/s,方向向西,则物体开始向西运动的时刻为( )A.第2s初B.第3s初 C.第4s初 D.第4s末4、如图为某质点的v-t图像,则下列说法正确的是( )A.在0时刻,质点的加速度为0B.质点前2s的位移大小为3mC.
8、质点运动的前4s和后10s,质点速度变化相同D.在06s内,质点做匀变速直线运动5、一物体做匀加速直线运动,通过一段位移所用的时间为,紧接着通过下一段位移所用的时间为.则物体运动的加速度为( )A. B. C. D. 6、一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化规律如图所示,取开始运动方向为正方向,则下图中物体运动的图象,正确的是()A. B. C. D. 7、物体以5m/s的初速度沿光滑斜面向上做直线运动,经过4s滑回原处时速度大小仍是5m/s,物体在斜面上的运动为匀变速直线运动,求:1.在整个往返过程中物体速度变化量的大小和方向;2.物体在整个往返过程中加速度的大小和方向.8、某汽车做直线运动,8s内速度由6m/s增加到22m/s,然后汽车以此速度做匀速直线运动一段时间后,汽车遇到紧急情况刹车,在4s内速度减小到零。求:(1)汽车在前8s内的加速度a1,(2)汽车在最后4s内的加速度a2 ,(3)试比较a1和a2的大小。