1、第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究 2匀变速直线运动的速度与时间的关系匀变速直线运动的速度与时间的关系 目标体系构建目标体系构建 课前预习反馈课前预习反馈 课内互动探究课内互动探究 核心素养提升核心素养提升 素养脉络构建素养脉络构建 课堂达标检测课堂达标检测 夯基提能作业夯基提能作业 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 目标体系构建目标体系构建 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 【学习目标学习目标】 1知道匀变速直线运动的特点及分类知道匀变速直线运动的特点及分类。 2理解匀变速直线运动的理解匀变速直线运动的vt图像特
2、点图像特点。 3理解匀变速直线运动的速度公式理解匀变速直线运动的速度公式，并会用公式解决匀变速直线运并会用公式解决匀变速直线运 动问题动问题。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 【思维脉络思维脉络】 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 课前预习反馈课前预习反馈 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 1定义：定义：沿着一条直线且沿着一条直线且_的运动的运动，叫匀变速直线运叫匀变速直线运 动动。 2分类分类 (1)匀加速直线运动：物体的速度随时间匀加速直线运动：物体的速度随时间_的变速直线运的变速直线运 动动。 (
3、2)匀减速直线运动：物体的速度随时间匀减速直线运动：物体的速度随时间_的变速直线运的变速直线运 动动。 知识点知识点 1 匀变速直线运动匀变速直线运动 加速度不变加速度不变 均匀增加均匀增加 均匀减小均匀减小 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 1匀速直线运动的速度匀速直线运动的速度时间图像时间图像 是一条平行于时间坐标轴的直线是一条平行于时间坐标轴的直线(如图所示如图所示) 知识点知识点 2 直线运动的直线运动的vt图像图像 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 2匀变速直线运动的速度匀变速直线运动的速度时间图像时间图像 如下图所示如下图
4、所示，匀变速直线运动的匀变速直线运动的vt图像是一条倾斜的直线图像是一条倾斜的直线，直线直线a 反映了速度随时间是反映了速度随时间是_的的，即是匀加速直线运动的图像；直线即是匀加速直线运动的图像；直线 b反映了速度随时间是反映了速度随时间是_的的，即是匀减速直线运动的图像即是匀减速直线运动的图像。 均匀增加均匀增加 均匀减小均匀减小 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 1速度公式：速度公式：v_。 2对公式的理解：对公式的理解：做匀变速直线运动的物体，在做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度时刻的速度v等于等于 物体在开始时刻的物体在开始时刻的_加上在整个过程中速度
5、的加上在整个过程中速度的_。 知识点知识点 3 速度与时间的关系式速度与时间的关系式 v0at 速度速度v0 变化量变化量at 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 判一判判一判 (1)加速度不变的运动就是匀变速直线运动加速度不变的运动就是匀变速直线运动。( ) (2)匀变速直线运动的加速度不变匀变速直线运动的加速度不变。( ) (3)速度逐渐增加的直线运动是匀加速直线运动速度逐渐增加的直线运动是匀加速直线运动。( ) (4)匀变速直线运动的匀变速直线运动的vt图像是一条倾斜直线图像是一条倾斜直线。( ) (5)公式公式vv0at适用于任何做直线运动的物体适用于任何做
6、直线运动的物体。( ) (6)公式公式vv0at既适用于匀加速直线运动既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运也适用于匀减速直线运 动动。( ) 预习自测预习自测 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 选一选选一选 2019年年12月月17日日，中国首艘国产航母中国首艘国产航母“山东舰山东舰”正式入列正式入列，标志着标志着 中国海军正式进入双航母时代中国海军正式进入双航母时代。在在“山东舰山东舰”上装有帮助飞机起飞的弹上装有帮助飞机起飞的弹 射系统射系统，已知已知“歼歼15”型战斗机在跑道上加速时产生的最大加速度为型战斗机在跑道上加速时产生的最大加速度为 6.0
7、m/s/s2 2，起飞的最小速度是起飞的最小速度是 7070 m/m/s，弹射系统能够使飞机所具有的最弹射系统能够使飞机所具有的最 大速度为大速度为40 m/s，则飞机起飞需要加速的时间是则飞机起飞需要加速的时间是( ) A3 s B4 s C5 s D6 s C 解析：解析：由由vtv0at得得tv t v0 a 70 40 6 s5 s。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 想一想想一想 在节假日期间在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩蹦床你可能到公园或游乐场玩蹦床，如下如下 图所示是一同学某次蹦床跳起后的图所示是一同学某次蹦床跳起后的vt图像图像，已知已知t2
8、2t1，结合你的体会结合你的体会 和经历和经历，分析下列问题分析下列问题。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ (1)他所做的运动是匀变速运动吗他所做的运动是匀变速运动吗？ (2)他跳起时速度多大他跳起时速度多大？ (3)哪段时间是上升的哪段时间是上升的，哪段时间是下降的哪段时间是下降的？ (4)从图像中可以看出从图像中可以看出，是选上升过程的速度为正方向还是选下降过是选上升过程的速度为正方向还是选下降过 程速度方向为正方向程速度方向为正方向？ (5)他在他在t2末回到蹦床上了吗末回到蹦床上了吗？ 答案：答案：此同学做的是初速度为此同学做的是初速度为v0的匀减速直线
9、运动的匀减速直线运动，起跳时速度为起跳时速度为 v0。在在0t1时间内速度为正时间内速度为正，上升；上升；t1t2时间内速度为负时间内速度为负，下降下降。而且而且 上升位移与下降位移大小相等上升位移与下降位移大小相等，故故t2末回到蹦床上末回到蹦床上，图像中选择上升过程图像中选择上升过程 的速度为正方向的速度为正方向。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 课内互动探究课内互动探究 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 通过上节课的实验通过上节课的实验，我们知道匀变速直线运动的我们知道匀变速直线运动的vt图像是一条倾图像是一条倾 斜的直线斜的
10、直线，请思考：请思考： 一一 匀变速直线运动的匀变速直线运动的vt图像图像 情境导入情境导入 vt图像能表示物体做曲线运动的情况吗图像能表示物体做曲线运动的情况吗？下下 图中物体的运动性质如何图中物体的运动性质如何？ 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 提示：提示：不能不能。因为正方向一旦选定因为正方向一旦选定，vt图像只能表示物体做直线图像只能表示物体做直线 运动的情况运动的情况，上图中虽然图像为曲线上图中虽然图像为曲线，但描述的还是直线运动但描述的还是直线运动，上图上图 中中，切线的斜率逐渐增大切线的斜率逐渐增大，即加速度逐渐增大即加速度逐渐增大，物体做加速度逐
11、渐增大物体做加速度逐渐增大 的加速直线运动的加速直线运动。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 匀变速直线运动匀变速直线运动vt图像特点图像特点 1两种类型两种类型 (1)匀加速直线运动的图像逐渐远离匀加速直线运动的图像逐渐远离t轴轴，如图甲所示如图甲所示。 (2)匀减速直线运动的图像逐渐靠近匀减速直线运动的图像逐渐靠近t轴轴，如图乙所示如图乙所示。 要点提炼要点提炼 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 2vt图像的应用图像的应用 通过通过vt图像图像，可以明确以下信息：可以明确以下信息： 图线上某图线上某 点的纵坐标点的纵坐标 正负号正
12、负号 表示瞬时速度的方向表示瞬时速度的方向 绝对值绝对值 表示瞬时速度的大小表示瞬时速度的大小 图线的斜率图线的斜率 正负号正负号 表示加速度的方向表示加速度的方向 绝对值绝对值 表示加速度的大小表示加速度的大小 图线与坐标图线与坐标 轴的交点轴的交点 纵截距纵截距 表示初速度表示初速度 横截距横截距 表示开始运动或速度为零的时刻表示开始运动或速度为零的时刻 图线的拐点图线的拐点 表示运动性质、加速度改变的时刻表示运动性质、加速度改变的时刻 两图线的交点两图线的交点 表示速度相等的时刻表示速度相等的时刻 图线与横轴所围图线与横轴所围 图形的面积图形的面积 表示位移，面积在横轴上方位移为正值，在
13、横轴下表示位移，面积在横轴上方位移为正值，在横轴下 方位移为负值方位移为负值 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 应用应用vt图像时的三点注意图像时的三点注意 (1)加速度是否变化看有无拐点：在拐点位置加速度是否变化看有无拐点：在拐点位置，图线的斜率改变图线的斜率改变，表表 示此时物体的加速度改变示此时物体的加速度改变。vt图像为曲线图像为曲线，可认为曲线上处处是拐可认为曲线上处处是拐 点点，加速度时刻在改变加速度时刻在改变。 (2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点：在与时间轴的交点位速度方向是否改变看与时间轴有无交点：在与时间轴的交点位 置置，纵坐标的符号改变纵
14、坐标的符号改变，表示物体的速度方向改变表示物体的速度方向改变。 (3)由于由于vt图像中只能表示正图像中只能表示正、负两个方向负两个方向，所以它只能描述直线所以它只能描述直线 运动运动，无法描述曲线运动无法描述曲线运动。 特别提醒特别提醒 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ A、B是做匀变速直线运动的两个物体是做匀变速直线运动的两个物体 的的vt图像图像，如图所示如图所示。 (1)A、B各做什么运动？求其加速度；各做什么运动？求其加速度； (2)两图线的交点的意义是什么两图线的交点的意义是什么？ (3)求求1 s末末A、B的速度；的速度； (4)求求6 s末末A、B
15、的速度的速度。 思路引导：思路引导：由由vt图像可以直接求出各时刻的速度图像可以直接求出各时刻的速度，图线的斜率表图线的斜率表 示加速度示加速度，斜率的正负表示加速度的方向斜率的正负表示加速度的方向，图线的交点表示速度相同图线的交点表示速度相同。 典例剖析典例剖析 典题典题 1 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 解析：解析：(1)A物体沿规定的正方向做匀加速直线运动，加速度的大小物体沿规定的正方向做匀加速直线运动，加速度的大小 a1v v0 t 8 2 6 m/s 2 1 m/s2，加速度的方向沿规定的正方向；，加速度的方向沿规定的正方向； B物体前物体前4 s沿
16、规定的正方向做匀减速直线运动，沿规定的正方向做匀减速直线运动，4 s后沿反方向做匀后沿反方向做匀 加速直线运动，加速度的大小加速直线运动，加速度的大小a28 4 m/s 2 2 m/s2，加速度的方向与初速，加速度的方向与初速 度的方向相反。度的方向相反。 (2)两图线的交点表示此时刻两个物体的速度相同。两图线的交点表示此时刻两个物体的速度相同。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ (3)1 s末末A物体的速度大小为物体的速度大小为3 m/s/s，和初速度方向相同；和初速度方向相同；B B物体的速物体的速 度大小为度大小为6 6 m/m/s，和初速度方向相同和初速度
17、方向相同。 (4)6 s末末A物体的速度大小为物体的速度大小为8 m/s/s，和初速度方向相同；和初速度方向相同；B B物体的速物体的速 度大小为度大小为4 4 m/m/s，和初速度方向相反和初速度方向相反。 思维升华：思维升华：运用图像法分析求解物理问题时运用图像法分析求解物理问题时，关键是理解图像所表关键是理解图像所表 示的物理意义示的物理意义，并能从轴并能从轴、点点、线线、面积面积、斜率等几个方面入手斜率等几个方面入手，将图将图 像与物体实际运动情况以及由相关的运动规律所列出的函数表达式联合像与物体实际运动情况以及由相关的运动规律所列出的函数表达式联合 起来分析起来分析。 返回导航 第二
18、章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 1某汽车在启用某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时，其其 车速与时间的变化关系分别如图中的车速与时间的变化关系分别如图中的、图线所示图线所示。由图可知由图可知，启用启用 ABS后后( ) At1时刻车速更小时刻车速更小 B0t1的时间内加速度更大的时间内加速度更大 C加速度总比不启用加速度总比不启用ABS时大时大 D刹车时间比不启用刹车时间比不启用ABS更短更短 对点训练对点训练 D 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 解析：解析：由图看出由图看出，启用启用ABS
19、后后t1时刻车速更大时刻车速更大，故故A错误；由斜率等错误；由斜率等 于加速度的大小得到于加速度的大小得到，启用启用ABS后后0t1的时间加速度小的时间加速度小，t1t2的时间内的时间内 加速度大加速度大，故故B、C错误；启用错误；启用ABS后经后经t2停止停止，不启用不启用ABS时时，t3停止停止， 刹车时间比不启用刹车时间比不启用ABS更短更短，故故D正确正确，故选故选D。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 观察图甲和图乙观察图甲和图乙，可知匀变速直线运动的可知匀变速直线运动的vt图像与我们在数学里图像与我们在数学里 学的一次函数图像类似学的一次函数图像类似，
20、类比一次函数的表达式类比一次函数的表达式，写出速度与时间的关写出速度与时间的关 系式系式，由此可看出速度由此可看出速度v与时间与时间t存在什么关系存在什么关系？ 二二 匀变速直线运动速度公式的理解及应用匀变速直线运动速度公式的理解及应用 情境导入情境导入 提示：提示：根据一次函数的一般表达根据一次函数的一般表达 式式ykxb，可知匀变速直线运动的可知匀变速直线运动的 速度与时间的关系式为速度与时间的关系式为vv0at。速速 度度v与时间与时间t存在一次函数关系存在一次函数关系。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 1速度公式速度公式 2公式的适用条件：公式的适用条件
21、：公式公式vv0at只适用于匀变速直线运动只适用于匀变速直线运动。 要点提炼要点提炼 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 3公式的矢量性：公式的矢量性： (1)公式公式vv0at中的中的v0、v、a均为矢量均为矢量，应用公式解题时应用公式解题时，首先应首先应 先选取正方向先选取正方向。 (2)一般以一般以v0为正方向为正方向，此时匀加速直线运动此时匀加速直线运动a0，匀减速直线运动匀减速直线运动 a0，说明说明v与与v0方向相同；方向相同；v0，说明说明v与与v0方向相反方向相反。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 4两种特殊情况：两种
22、特殊情况： (1)当当v00时时，vat。 由于匀变速直线运动的加速度恒定不变由于匀变速直线运动的加速度恒定不变，表明由静止开始的匀加速表明由静止开始的匀加速 直线运动的速度大小与其运动时间成正比直线运动的速度大小与其运动时间成正比。 (2)当当a0时时，vv0。 加速度为零的运动是匀速直线运动加速度为零的运动是匀速直线运动，也表明匀速直线运动是匀变速也表明匀速直线运动是匀变速 直线运动的特例直线运动的特例。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 卡车原来用卡车原来用10 m/s/s的速度匀速在平直的速度匀速在平直 公路上行驶公路上行驶，因为道口出现红灯因为道口出现红
23、灯，司机从较远的地方即开始刹车司机从较远的地方即开始刹车，使卡使卡 车匀减速前进车匀减速前进，当车减速到当车减速到2 2 m/m/s时时，交通灯转为绿灯交通灯转为绿灯，司机当即放开刹司机当即放开刹 车车，并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度，从刹车从刹车 开始到恢复原速过程用了开始到恢复原速过程用了12 s。求：求： (1)减速与加速过程中的加速度；减速与加速过程中的加速度； (2)开始刹车后开始刹车后2 s末及末及10 s末的瞬时速度末的瞬时速度。 典例剖析典例剖析 典题典题 2 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修
24、 第一册 RJ 思路引导：思路引导：卡车主要经历了两个过程：匀减速直线运动和匀加速直卡车主要经历了两个过程：匀减速直线运动和匀加速直 线运动线运动。找出两个过程的联系点求出加速度是关键找出两个过程的联系点求出加速度是关键。 解析：解析：(1)卡车先做匀减速运动，再做匀加速运动，其运动简图如图卡车先做匀减速运动，再做匀加速运动，其运动简图如图 所示，设卡车从所示，设卡车从A点开始减速，则点开始减速，则vA10 m/s，用，用t1时间到达时间到达B点，从点，从B 点又开始加速，用时间点又开始加速，用时间t2到达到达C点，则点，则 vB2 m/s，vC10 m/s，且，且t21 2t1， ，t1t2
25、12 s，可得，可得t18 s，t2 4 s。 由由vv0at得，在得，在AB段，段，vBvAa1t1 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 在在BC段段，vCvBa2t2 联立联立两式两式，代入数据解得代入数据解得 a11 m/s2，a22 m/s2 (2)开始刹车后开始刹车后，2 s末的速度为末的速度为 v1vAa1t10 m/s/s1 12 2 m/m/s8 m/s 10 s末的速度为末的速度为v2vBa2t2 m/s/s2 2( (10108 8) ) m/m/s6 m/s 答案：答案：(1)1 m/s/s2 2 2 2 m/m/s2 (2)8 m/s/s 6
26、 6 m/m/s 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 思维升华：思维升华：应用速度公式应用速度公式vv0at解决问题的步骤解决问题的步骤 (1)选取选取、确定研究对象确定研究对象。 (2)画出运动过程的草图画出运动过程的草图，标上已知量标上已知量。 (3)选取一个过程为研究过程选取一个过程为研究过程，以初速度方向为正方向以初速度方向为正方向，判断各量的判断各量的 正负正负，利用利用vv0at由已知量求解未知量由已知量求解未知量。 (4)讨论求出的矢量的大小及方向讨论求出的矢量的大小及方向。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 2一跳伞员从
27、高空离开直升机落下一跳伞员从高空离开直升机落下，开始未打开伞开始未打开伞(如图所示如图所示)，先先 做匀加速直线运动做匀加速直线运动，落下一段距离后才打开伞落下一段距离后才打开伞，打开伞后做匀减速直线打开伞后做匀减速直线 运动运动，加速度大小为加速度大小为2 m/s/s2 2，经经2020 s s到达地面时的速度为到达地面时的速度为4 4 m/m/s，试求跳试求跳 伞员在空中下落的最大速度伞员在空中下落的最大速度。 答案答案：44 m/s 对点训练对点训练 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 解析：解析：跳伞员在空中下落的最大速度就是跳伞员做匀减速直线运动跳伞员在空
28、中下落的最大速度就是跳伞员做匀减速直线运动 的初速度的初速度，跳伞员在做匀减速直线运动过程中跳伞员在做匀减速直线运动过程中，加速度加速度a2 m/s/s2 2，据据 公式公式v vv v0 0atat有有v v0 0v vatat4 4 m/m/s(2)20 m/s/s4444 m/m/s。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 核心素养提升核心素养提升 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 货车以货车以v20 m/s/s的速度匀速行驶的速度匀速行驶，突突 然前面有紧急情况然前面有紧急情况( (如下图所示如下图所示) )，司机紧急刹车司机紧急
29、刹车，加速度大小为加速度大小为4 4 m/m/s2， 求货车求货车6 s末的速度末的速度。 易错点：对匀减速刹车问题易错点：对匀减速刹车问题，盲目套用公式计算错误盲目套用公式计算错误 案案 例例 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 错因分析：错因分析：在解答本题时易犯错误具体分析如下：在解答本题时易犯错误具体分析如下： 常见错误常见错误 错误原因错误原因 误认为货车在给定的时间内一直误认为货车在给定的时间内一直 做匀减速直线运动，简单套用速做匀减速直线运动，简单套用速 度公式度公式vv0at，得出速度为得出速度为 4 m/s 不会具体问题具体分析，没有分不会具体问题
30、具体分析，没有分 析货车的实际运动时间与题中所析货车的实际运动时间与题中所 给时间的关系，盲目乱套公式给时间的关系，盲目乱套公式v v0at，造成结果与实际情况造成结果与实际情况 不符。不符。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 正确答案：正确答案：0 解析：解析：因为货车做匀减速直线运动，应该先判断货车停下来的时间因为货车做匀减速直线运动，应该先判断货车停下来的时间 是否小于题目给的时间。取初速度方向为正方向，是否小于题目给的时间。取初速度方向为正方向，t秒停下，末速度为秒停下，末速度为 零，由速度公式零，由速度公式vtv0at得得 t止 止v a 5 s。 可见
31、货车在可见货车在6 s前就停下了，所以末速度为零，即前就停下了，所以末速度为零，即vt0。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 素养警示素养警示 匀减速运动有两种情况：一种是刹车类的匀减速运动匀减速运动有两种情况：一种是刹车类的匀减速运动，当车速度减当车速度减 为零时停下来不再运动为零时停下来不再运动，故解决刹车类的匀减速运动问题需要判断车停故解决刹车类的匀减速运动问题需要判断车停 下来的时间；另一种是刚开始质点做减速运动下来的时间；另一种是刚开始质点做减速运动，速度减为零后又反向做速度减为零后又反向做 匀加速运动匀加速运动。在处理实际问题时在处理实际问题时，要注意联系实际进行问题分析要注意联系实际进行问题分析。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 素养脉络构建素养脉络构建 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 课堂达标检测课堂达标检测 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 夯基提能作业夯基提能作业
