高中物理-匀变速直线运动的速度与时间的关系学案
学习目标：1.知道什么是匀变速直线运动.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.3.理解匀变速直线运动的速度与时间的关系,会用其解决实际问题．
知识点一匀变速直线运动
1．概念：沿着一条直线,且加速度不变的运动．
2．特点
(1)任意相等时间速度变化量相等,速度均匀变化．
(2)运动轨迹是直线,加速度保持不变．
3．分类
(1)匀加速直线运动：速度均匀增加．
(2)匀减速直线运动：速度均匀减小．
4．v－t图像：v－t图线是一条倾斜的直线,如图所示．
知识点二速度与时间的关系
1．公式：v＝v0＋at.
2．对公式的理解
做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的速度v0,再加上在整个过程中速度的变化量at.
3．公式适用条件：匀变速直线运动． 4．应用
(1)求某时刻的速度：v ＝v 0＋at .
(2)求加速度：a ＝v －v 0
t .
(3)求运动时间：t ＝v －v 0
a
.
1．匀变速直线运动是加速度均匀变化的运动．( ) 2．匀加速直线运动是速度均匀变化的直线运动．( ) 3．v －t 图像表示物体运动的轨迹．( ) 4．v －t 图像只能描述直线运动．( ) [答案] 1.× 2.√ 3.× 4.√
1．如图所示,变加速直线运动的v －t 图像是一条曲线．
试分析A 和B 的加速度特点及运动特点？ [答案]
试分析A和B的加速度特点及运动特点？[答案]
要点一对匀变速直线运动的理解
1．对“加速度不变”的理解
2.往返性运动
(1)先减速到0,后反向加速运动,且加速度不变,整个运动过程是匀变速直线运动．
(2)常见实例：石块被竖直向上抛出,后又竖直下落；在光滑斜面上,物体先向上滑,后向下滑,都可以看作是匀变速直线运动．
【典例1】下列有关匀变速直线运动的认识,其中正确的是( )
A．匀变速直线运动的速度变化量是一个恒量
B．匀变速直线运动的速度变化率是一个恒量
C．在相等的时间内,匀变速直线运动的位移大小相等
D．匀变速直线运动的速度方向一定不变
E．a>0表示物体做加速运动,a<0表示做减速运动
[思路点拨] (1)物体做匀变速直线运动时,在任意相等的时间内速度的变化量都相等；(2)物体做匀速直线运动时,在任意相等的时间内位移都相等．
[解析]对于不同时间,匀变速直线运动的速度变化量不同,A错误；匀变速直线运动的加
速度即速度变化率不变,B正确；匀变速直线运动的速度时刻在变,在相等的时间内位移大小不相等,C错误；匀变速直线运动的加速度方向一定不变,速度方向可能变化,D错误；只有在选定初速度方向为正的情况下,a>0才表示物体做加速运动,a<0才表示物体做减速运动,E错误．[答案] B
加速度的正负表示加速度的方向,对匀变速直线运动,当加速度与速度方向相同时做匀加速直线运动,当加速度方向与速度方向相反时做匀减速直线运动,所以无论是匀加速运动还是匀减速运动,加速度有可能是正值,也有可能是负值；只要加速度恒定,无论速度方向如何改变,无论是直线运动还是曲线运动,都是匀变速运动.
1．下列关于匀变速直线运动的说法正确的是( )
A．做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度方向总是相同的
B．做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度变化的方向总是相同的
C．做匀变速直线运动的物体,它的速度和加速度都是均匀变化的
D．加速度大小不变的直线运动一定是匀变速直线运动
[解析]匀加速直线运动的速度方向和加速度方向相同,匀减速直线运动的速度方向和加速度方向相反,选项A错误；速度变化的方向与加速度方向总是相同的,选项B正确；匀变速直线运动的加速度是不变的,但加速度大小不变的直线运动不一定是匀变速直线运动,因为加速度是矢量,加速度大小不变时方向可能变化,故选项C、D错误．
[答案] B
2．(多选)在下列四个速度v随时间t变化的图像中,表示物体做匀加速直线运动的是( )
[解析]物体的匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线,若a和v同向,物体做匀加速直线运动；若a和v反向,物体做匀减速直线运动．故A、C正确,B、D错误．[答案]AC
要点二对匀变速直线运动速度公式的理解
对公式v＝v0＋at的理解
【典例2】磁悬浮列车由静止开始加速出站,加速度为0.6 m/s2,2 min后列车速度为多大？列车匀速运动时速度为432 km/h,如果以0.8 m/s2的加速度减速进站,求减速160 s时速度为多大？
[思路点拨]
[解析]取列车开始运动方向为正方向,列车初速度v10＝0,则列车2 min后的速度v＝v10＋a1t1＝(0＋0.6×2×60) m/s＝72 m/s
当列车减速进站时a2＝－0.8 m/s2
初速度v20＝432 km/h＝120 m/s
从开始刹车到速度为0的时间t2＝0－v20
a
2
＝150 s
所以160 s时列车已经停止运动,速度为0.
[答案]72 m/s 0
处理刹车问题时注意它们在速度减小为零后不再返回,此后它们就一直停留在某位置不动,故计算它们的速度时切不可盲目将所给时间代入速度公式.若所给时间小于刹车用时,则可将所给时间代入速度公式求解,若所给时间大于或等于刹车用时,则它们在所给时间速度为零.
3．(多选)跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地面某一高度静止于空中时,运动员离开飞机自由下落,运动一段时间后打开降落伞,打开伞后运动员以5 m/s2的加速度匀减速下降,则在运动员减速下降的任一秒内( )
A．这一秒末的速度比前一秒初的速度小5 m/s
B．这一秒末的速度是前一秒末的速度的1 5
C．这一秒末的速度比前一秒末的速度小5 m/s
D．这一秒末的速度比前一秒初的速度小10 m/s
[解析]打开伞后运动员做匀减速运动．这一秒末与前一秒初的时间间隔为2 s,则Δv1＝at1＝10 m/s,故A错误；D正确；这一秒末与前一秒末的时间间隔为1 s,则Δv2＝at2＝5 m/s,故B错误；C正确．
[答案]CD
4．一个质点以初速度v0＝10 m/s在平直的路面上运动,某时刻起,获得一个与初速度方向相反、大小为2.5 m/s2的加速度,从开始获得加速度的时刻开始计时,求第1 s末和第6 s末的速度．
[解析]质点从获得反向加速度起做匀减速直线运动,运动过程如图所示．
以初速度方向为正方向,已知初速度v0＝10 m/s,加速度a＝－2.5 m/s2.由v＝v0＋at得第1 s末的速度
v
1
＝[10＋(－2.5)×1] m/s＝7.5 m/s,方向与v0的方向相同
第6 s末的速度
v
6
＝[10＋(－2.5)×6] m/s＝－5 m/s
负号表示6 s末的速度方向与v0的方向相反．
[答案]7.5 m/s,方向与v0的方向相同－5 m/s,负号表示速度方向与v0的方向相反要点三v－t图像
1．通过v－t图像,可以明确以下信息
2.变加速直线运动的v－t图像
【典例3】(多选)甲、乙两物体在t＝0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v－t图像如
图所示．则( )
A．甲、乙在t＝0到t＝1 s之间沿同一方向运动
B．乙在t＝0到t＝7 s之间的位移为零
C．甲在t＝0到t＝4 s之间做往复运动
D．甲、乙在t＝6 s时的加速度方向相同
[思路点拨] 本题涉及甲、乙两物体的运动,并通过两个v－t图像设置考点,要求考生能深入理解v－t图像斜率面积的物理意义,并能运用相关物理公式进行计算．[解析]由v－t图像知,0～1 s甲始终沿正方向运动,乙先沿负方向运动,后沿正方向运动,选项A错误；根据乙图线在0～7 s与x轴构成的上、下图形面积相等可知选项B正确；甲在0～4 s内一直在向正方向运动,选项C错误；在t＝6 s时刻,甲、乙图线上的斜率都为负,所以加速度方向相同,选项D正确．
[答案]BD
v－t图像分析问题的注意点
(1)加速度是否变化看v－t图线有无拐点：在拐点位置,图线的斜率改变,表示此时刻物体的加速度改变．
(2)速度方向是否改变看v－t图线与时间轴有无交点：在与时间轴的交点位置,纵坐标的正负号改变,表示物体的速度方向改变．
5．(多选)质量为1500 kg的汽车在平直的公路上运动,其v－t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A．前10 s内汽车做匀加速运动,加速度为2 m/s2
B．10～15 s内汽车处于静止状态
C．15～25 s内汽车做匀加速运动,加速度为1.2 m/s2
D．汽车全段的平均加速度为1.2 m/s2
[解析]前10 s内汽车做匀加速运动,初速度为零,加速度为a1＝20－0
10
m/s2＝2 m/s2,A
正确.10～15 s内汽车的速度不变,则汽车做匀速直线运动,B错误.15～25 s内汽车的加速度
a 2＝
30－20
25－15
m/s2＝1 m/s2,C错误．汽车全段的平均加速度为a3＝
30－0
25
m/s2＝1.2 m/s2,D正确．[答案]AD
6．某物体沿一直线运动,其v－t图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
A．第2 s内和第3 s内加速度方向相同B．第2 s内和第3 s内的速度方向相反C．第4 s内速度方向与加速度方向相反
D．第5 s内加速度方向与第2 s内加速度方向相同
[解析]根据v－t图线的斜率表示加速度,第2 s内和第3 s内图线的斜率一正一负,加速度方向相反．故A错误；由图知,第2 s内和第3 s内速度均为正值,说明速度方向均沿正方向,方向相同,故B错误；第4 s内速度方向为负方向,加速度方向为负方向,两者方向相同,故C错误；根据v－t图线的斜率表示加速度,第2 s内和第5 s内图线的斜率都为正,说明加速度方向相同,故D正确．
[答案] D
课后作业(六)
[要点对点练]
要点一：对匀变速直线运动的理解
1．下列关于匀变速直线运动的说法,不正确的是( )
A．它是速度均匀变化的直线运动
B．它的加速度是一个定值
C．它的速度和加速度方向可能同向,也可能反向
D．它的速度变化量是一个定值
[解析]匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动,由加速度的物理意义可知,在匀变速直线运动中,加速度是恒定不变的,故A、B正确,不符合题意；在匀减速直线运动中速度与加速度方向相反,而在匀加速直线运动中速度与加速度方向相同,故C正确,不符合题意；速度的变化量与加速度和时间有关,D错误,符合题意．
[答案] D
2．做直线运动的物体在第1 s末、第2 s末、第3 s末…的速度分别为1 m/s、2 m/s、
3 m/s…,则此物体的运动性质是( )
A．匀变速直线运动
B．非匀变速直线运动
C．加速度不断增大的运动
D．可能是匀变速直线运动,也可能是非匀变速直线运动
[解析]虽然每秒内速度的变化量是相等的,但运动过程中某些时刻的速度不能确定,而匀变速直线运动是在任意相等时间内速度的变化都相同,所以对物体的运动性质不能确定,可能是匀变速直线运动,也可能是非匀变速直线运动．
[答案] D
3．如下图所示,是几个质点的运动图像,其中是做匀变速运动的是( )
A．甲、乙、丙B．甲、乙、丁
C．甲、丙、丁D．乙
[解析]匀变速直线运动的速度—时间图像为倾斜直线,故所给图中甲、丙、丁表示物体做匀变速直线运动,C正确．
[答案] C
要点二：对匀变速直线运动速度公式的理解
4．电动汽车不排放污染空气的有害气体,具有较好的发展前景．某辆电动汽车在一次刹车测试中,初速度为21 m/s,经过3 s汽车停止运动．若将该过程视为匀减速直线运动,则这段时间内电动汽车加速度的大小为( )
A．3 m/s2B．7 m/s2
C．14 m/s2D．21 m/s2
[解析] 根据匀减速直线运动的速度时间关系有v ＝v 0－at ,所以汽车的加速度a ＝v 0－v t
＝
21－0
3 m/s 2＝7 m/s 2,故B 正确． [答案] B
5．一辆匀加速行驶的汽车,经过路旁两根电线杆共用时5 s,汽车的加速度为2 m/s 2,它经过第2根电线杆时的速度为15 m/s,则汽车经过第1根电线杆的速度为( )
A ．2 m/s
B ．10 m/s
C ．2.5 m/s
D ．5 m/s
[解析] 由题意知v ＝15 m/s,a ＝2 m/s 2,t ＝5 s,根据v ＝v 0＋at 得,v 0＝v －at ＝15 m/s －2×5 m/s＝5 m/s,故选D.
[答案] D
6．对于匀变速直线运动的速度与时间关系式v ＝v 0＋at ,以下理解正确的是( ) A ．v 0是时间间隔t 开始的速度,v 是时间间隔t 内的平均速度 B ．v 一定大于v 0
C ．at 在时间间隔t 内,可以是速度的增加量,也可以是速度的减少量
D ．a 与匀变速直线运动的v －t 图像的倾斜程度无关
[解析] v 0、v 都是瞬时速度,at 是速度的变化量,A 错误C 正确；在匀加速直线运动中v >v 0,在匀减速直线运动中v [答案] C 7．一颗子弹以600 m/s 的初速度击中一静止在光滑水平面上的木块,经过0.05 s 穿出木块时子弹的速度变为200 m/s. (1)若子弹穿过木块的过程中加速度恒定,求子弹穿过木块时加速度的大小和方向； (2)若木块在此过程中产生了恒为200 m/s 2的加速度,则子弹穿出木块时,木块获得的速度的大小为多少？ [解析] (1)设子弹的初速度方向为正方向,对子弹有 v 0＝600 m/s,v ＝200 m/s,t ＝0.05 s 由v ＝v 0＋at 得a ＝ v －v 0t ＝200－600 0.05 m/s 2＝－8×103 m/s 2 负号表示a 的方向与子弹初速度的方向相反． (2)设木块获得的速度为v′, 则v′＝a′t＝200 m/s2×0.05 s＝10 m/s. [答案](1)8×10－3 m/s2与初速度方向相反 (2)10 m/s 要点三：v－t图像 8．如图为某质点的v－t图像,则下列说法中正确的是( ) A．在0～6 s内,质点做匀变速直线运动 B．在6～10 s内,质点处于静止状态 C．在4 s末,质点运动方向反向 D．在t＝12 s末,质点的加速度为－1 m/s2 [解析]在0～6 s内,质点运动的加速度有两个值,不是匀变速直线运动,A错误；在6～10 s内,质点速度为4 m/s,是匀速直线运动,B错误；在4 s末,质点的速度是6 m/s,运动方向不变,C错误；在10～14 s内,质点的加速度为－1 m/s2,D正确． [答案] D 9.一个沿直线运动的物体的v－t图像如图所示,则下列分析错误的是( ) A．图像OA段表示物体做非匀变速运动,AB段表示物体静止 B．图像AB段表示物体做匀速直线运动 C．在0～9 s内物体的运动方向相同 D．在9～12 s内物体的运动方向与0～9 s内的运动方向相反 [解析]v－t图像是曲线,表示物体做非匀变速直线运动,图像与t轴平行表示物体做匀速直线运动,图像是倾斜直线表示物体做匀变速直线运动,A错误,B正确；0～9 s速度始终为正值,说明速度方向不变,C正确；9～12 s速度为负值,说明速度方向与正方向相反,D正确．[答案] A 10.如图所示是某质点做直线运动的v－t图像,请回答： (1)质点在AB、BC、CD段各做什么运动？ (2)AB、CD段的加速度各是多少？ (3)质点在5 s末的速度多大？ [解析](1)AB、CD段的v－t图像是倾斜直线,说明这两段时间速度是均匀变化的,故质点在这两段做匀变速直线运动,AB段是匀加速,CD段是匀减速,BC平行于t轴,质点做匀速直线运动． (2)由加速度的定义：a＝Δv Δt 得： a AB ＝ v B －v A t ＝ 4－2 2 m/s2＝1 m/s2 同理可得CD段的加速度 a CD ＝ v D －v C t ＝－2 m/s2 (3)由图像知5 s末的速度 v 5 ＝v4＋a CD t＝4 m/s＋(－2 m/s2)×1 s＝2 m/s [答案](1)见解析(2)1 m/s2－2 m/s2(3)2 m/s [综合提升练] 11．(多选)在公式v＝v0＋at中,涉及四个物理量,除时间t是标量外,其余三个v、v0、a 都是矢量．在直线运动中这三个矢量的方向都在同一条直线上,当取其中一个量的方向为正方向时,其他两个量的方向与其相同的取正值,与其相反的取负值,若取初速度方向为正方向,则下列说法正确的是( ) A．匀加速直线运动中,加速度a取负值 B．匀加速直线运动中,加速度a取正值 C．匀减速直线运动中,加速度a取负值 D．无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动,加速度a均取正值 [解析]若取初速度方向为正方向,加速度为正值,表示初速度方向和加速度方向相同,物 体加速；若物体加速度为负值,物体减速,故B、C正确． [答案]BC 12.如图所示是甲、乙两质点的v－t图像,由图可知( ) A．t＝0时刻,甲的速度大 B．甲、乙两质点都做匀加速直线运动 C．相等时间内乙的速度改变大 D．在5 s末以前甲质点速度大 [解析]在t＝0时刻,甲的速度为零,A错误；由图可知,二者速度都均匀增大,B正确；由图可知a甲>a乙,所以相等时间内甲的速度变化大,C错误；在0～5 s内,乙速度大,D错误．[答案] B 13．(多选)给滑块一初速度v0使它沿光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为g 2 ,当滑块 速度大小为v 2 时,所用时间可能是( ) A.v 2g B. v g C. 3v0 g D. 3v0 2g [解析]规定初速度的方向为正方向,若滑块的末速度方向与初速度方向相同,则t＝v 2 －v0 －g 2 ＝ v g .若滑块的末速度方向与初速度方向相反,则t＝ － v 2 －v0 － g 2 ＝ 3v0 g ,故B、C正确,A、D错 误． [答案]BC 14．汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0～60 s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示． (1)画出汽车在0～60 s内的v－t图线； (2)求在这60 s内汽车行驶的路程． [解析](1)设t＝10 s、40 s、60 s时刻的速度分别为v1、v2、v3. 由题图知0～10 s内汽车以2 m/s2的加速度匀加速行驶,由运动学公式得v1＝2×10 m/s ＝20 m/s① 由题图知10～40 s内汽车匀速行驶,因此v2＝20 m/s② 由题图知40～60 s内汽车以－1 m/s2的加速度匀减速行驶, 由运动学公式得v3＝(20－1×20) m/s＝0③ 根据①②③式,可画出汽车在0～60 s内的v－t图线,如图所示． (2)由上图可知,在这60 s内汽车行驶的路程为 s＝0＋20 2 ×10 m＋20×30 m＋ 20＋0 2 ×20 m＝900 m. [答案](1)见解析图(2)900 m 高中物理：匀变速直线运动的规律及应用学案 一．知识点 速度公式 位移公式 速度与位移公式（无t 式） 平均速度 中时速度 中位速度 比例规律 逐差规律 二．典例解析 1．推导逐差规律：2x aT ?= 方法1：（公式法——） 方法2：（分段逆向公式法——） 方法3：（图像法） 方法4：（分解法——分解成匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动） 方法5：（公差法——比例公差为首项的两倍） 方法6：请你补充 【例1】已知O 、A 、B 、C 为同一直线上的四点，AB 间距离为L 1，BC 间距离为L 2，一物体自O 点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A 、B 、C 三点，已知物体通过AB 段与BC 段所用时间相等，求O 与A 的距离 （此题有多种解法，但没有人用过比例法，同学们可以试试。另外本题与吴樵夫老师给我们出的题目异曲同工，我班有同学—— 对吴老师给的试题有特殊简捷的解法，即只看单位就可以得解） 解析一：（利用位移公式）设物体的加速度为a ，到达A 的速度为v 0，通过AB 段和BC 段所用的时间为t ，则有 20121 at t v l +=……………………………………………① 202122at t v l l +=+………………………………………② 联立①②式得 212at l l =-…………………………………………………③ t v l l 02123=-………………………………………………④ 设O 与A 的距离为l ，则有 a v l 220 =………………………………………………………⑤ 联立③④⑤式得 ) (8)3(122 21l l l l l --= 解析二：（利用利用时间相等） 解析三：（利用速度图像） 解析四：（利用平均速度） 解析五：（利用无t 式） 解析六：（利用比例式） 2．等时圆规律 【例2】试证明下面各轨道运动的时间相等（初速度为零，不计摩擦） 专题二：直线运动考点例析 直线运动是高中物理的重要章节，是整个物理学的基础内容之一。本章涉及位移、速度、加速度等多个物理量，基本公式也较多，同时还有描述运动规律的s-t 图象、V-t 图象等知识。从历年高考试题的发展趋势看，本章内容作为一个孤立的知识点单独考查的命题并不多，更多的是体现在综合问题中，甚至与力、电场中带电粒子、磁场中的通电导体、电磁感应现象等结合起来，作为综合试题中的一个知识点加以体现。为适应综合考试的要求，提高综合运用学科知识分析、解决问题的能力。同学们复习本章时要在扎实掌握学科知识的基础上，注意与其他学科的渗透以及在实际生活、科技领域中的应用，经常用物理视角观察自然、社会中的各类问题，善于应用所学知识分析、解决问题，尤其是提高解决综合问题的能力。本章多与公路、铁路、航海、航空等交通方面知识或电磁学知识综合。 一、夯实基础知识 （一）、基本概念 1.质点——用来代替物体的有质量的点。（当物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略时，物体可作为质点。） 2.速度——描述运动快慢的物理量，是位移对时间的变化率。 3.加速度——描述速度变化快慢的物理量，是速度对时间的变化率。 4.速率——速度的大小，是标量。只有大小，没有方向。 5.注意匀加速直线运动、匀减速直线运动、匀变速直线运动的区别。 （二）、匀变速直线运动公式 1.常用公式有以下四个：at V V t +=0,202 1at t V s +=,as V V t 2202=- t V V s t 2 0+= ⑴以上四个公式中共有五个物理量：s 、t 、a 、V 0、V t ，这五个物理量中只有三个是独立的，可以任意选定。只要其中三个物理量确定之后，另外两个就唯一确定了。每个公式中只有其中的四个物理量，当已知某三个而要求另一个时，往往选定一个公式就可以了。如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等，那么另外的两个物理量也一定对应相等。 ⑵以上五个物理量中，除时间t 外，s 、V 0、V t 、a 均为矢量。一般以V 0的方向为正方向，以t =0时刻的位移为零，这时s 、V t 和a 的正负就都有了确定的物理意义。 2.匀变速直线运动中几个常用的结论 ①Δs=aT 2，即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到s m -s n =(m-n)aT 2 ②202 t t V V V +=，某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。 一、选择题 1．倾角为30°的长斜坡上有C、O、B三点，CO=OB=10m，在O点竖直的固定一长10m 的直杆AO。A端与C点、坡底B点间各连有一光滑的钢绳，且各穿有一钢球（视为质点），将两球从A点由静止开始、同时分别沿两钢绳滑到钢绳末端，如右图所示，则小球在钢绳上滑行的时间t AC和t AB分别为（取g=10m/s2） A. 2s和2s B. √2s和2s C. √2s和4s D. 4s和√2s 【答案】A 【解析】 试题分析：由几何知识确定出AC与AB的倾角和位移，由牛顿第二定律求出两球的加速度a，由位移公式x=1 2 at2求解时间． 由几何知识得，AC的倾角为α=30°，位移x AC=10m，AC的倾角为β= 60°，位移x AB=10√3m，沿AC下滑的小球，加速度为a1=gsin30°=5m/ s2，由x AC=1 2a1t AC2得t AC=√2x AC a1 =√2×10 5 s=2s，沿AB下滑的小球，加速度为a2= gsin60°=5√3m/s2，由x AB=1 2a2t AB2得t AB=√2x AB a2 =2s，故A正确． 2．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其x t ?t的图象如图所示，则下列说法正确的是（） A. 质点做匀速直线运动，速度为0．5m/s B. 质点做匀加速直线运动，加速度为0．5m/s2 C. 质点在第1s内的平均速度0．75m/s D. 质点在1s末速度为1．5m/s 【答案】D 【解析】 试题分析：由图得：x t =0．5+0．5t．根据匀变速运动的位移公式x=v0t+1 2 at2，得：x t =v0+1 2 at， 对比可得：1 2 a=0．5m/s2，则质点的加速度为a=2×0．5=1m/s2．初速度为v0=0．5m/s， 则知质点的加速度不变，质点做匀加速直线运动，故A、B错误．质点做匀加速直线运 动，在1s末速度为v=v0+at=0．5+1=1．5m/s．则质点在第1s内的平均速度为v?=v0+v 2 = .匀变速直线运动的速度与时间关系 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 1．(多选)在运用公式v ＝v 0＋at 时，关于各个物理量的符号，下列说法中正确的是( ) A ．必须规定正方向，式中的v 、v 0、a 才有确定的正、负号 B ．在任何情况下，a ＞0表示做加速运动，a ＜0表示做减速运动 C ．若规定物体开始运动的方向为正方向，那么，a ＞0表示做加速运动，a ＜0表示做减速运动 D ．v 的方向总是与v 0的方向相同 答案： AC 2．(多选)如图所示的四个图象中，表示物体做匀加速直线运动的是( ) 答案： AD 3．如图所示，纯电动汽车不排放污染空气的有害气体，具有较好的发展前景。某辆电动汽车在一次刹车测试中，初速度为18 m/s ，经过3 s 汽车停止运动。若将该过程视为匀减速直线运动，则这段时间内电动汽车加速度的大小为( ) A ．3 m/s 2 B ．6 m/s 2 C ．15 m/s 2 D ．18 m/s 2 解析： 根据匀变速直线运动的速度公式有v ＝v 0＋at ，所以电动汽车的加速度a ＝v －v 0 t ＝0－183 m/s 2＝－6 m/s 2，大小为6 m/s 2，选项B 正确。 答案： B 4. (多选)如图所示为某一物体运动的v t 图象。关于该图象下列说法中正确的有( ) A ．在0～4 s 内，物体做匀减速直线运动 B ．在4～8 s 内，物体做匀加速直线运动 C ．在t ＝4 s 时，物体的速度方向发生变化 D ．在t ＝4 s 时，物体的加速度为零 解析： 速度越来越大的匀变速运动是匀加速运动，速度越来越小的匀变速运动是匀减速运动。在0～4 s 内，物体做匀减速直线运动；在4～8 s 内，物体做匀加速直线运动；在t ＝4 s 时的前后，物体的速度由正值变为负值，因此速度的方向发生变化，所以选项A 、B 、C 都正确。物体在4 s 末的速度为零，加速度不为零，选项D 错误。 答案： ABC 5．火车沿平直铁轨匀加速前进，通过某一路标时的速度为10.8 km/h ，1 min 后变成了54 km/h ，又需经多少时间，火车的速度才能达到64.8 km/h? 解析： 三个不同时刻的速度分别为v 1＝10.8 km/h ＝3 m/s 、v 2＝54 km/h ＝15 m/s 。 v 3＝64.8 km/h ＝18 m/s 时间t 1＝1 min ＝60 s 所以加速度 a ＝v 2－v 1t 1＝15－360 m/s 2＝0.2 m/s 2， 由v 3＝v 2＋at 2 可得时间t 2＝v 3－v 2a ＝18－150.2 s ＝15 s 。 答案： 15 s [课时作业] (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(1～6题只有一个选项符合题目要求，7～9题有多个选项符合题目要求) 1. 第一章匀变速直线运动的规律及其应用 一．匀变速直线运动 1．匀速直线运动：物体沿直线且其速度不随时间变化的运动。 2.匀变速直线运动： 3.匀变速直线运动速度和时间的关系表达式：at v v t +=0 位移和时间的关系表达式：202 1 at t v s += 速度和位移的关系表达式：as v v t 22 02=- 1．在匀变速直线运动中，下列说法中正确的是（ ） A. 相同时间内位移的变化相同 B. 相同时间内速度的变化相同 C. 相同时间内加速度的变化相同 D. 相同路程内速度的变化相同 2．在匀加速直线运动中，（ ） A ．速度的增量总是跟时间成正比 B ．位移总是随时间增加而增加 C ．位移总是跟时间的平方成正比 D ．加速度，速度，位移的方向一致。 3．做匀减速直线运动的质点，它的位移随时间变化的规律是s=24t-1.5t 2(m)，当质点的速度为零，则t 为多少（ ） A ．1.5s B ．8s C ．16s D ．24s 4．某火车从车站由静止开出做匀加速直线运动，最初一分钟内行驶540m ，那么它在最初10s 行驶的距离是（ ） A. 90m B. 45m C. 30m D. 15m 5．汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，可以明显的看出滑动的痕迹，即常说的刹车线，由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。若汽车刹车后以7 m/s 2的加速度运动，刹车线长14m 。则汽车在紧急刹车前的速度的大小是 m/s 。 6.在平直公路上，一汽车的速度为15m ／s 。，从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2m/s 2的加速度运动，问刹车后10s 末车离开始刹车点多远？ 匀变速直线运动速度 与时间的关系教案Revised on November 25, 2020 二、匀变速直线运动的速度与时间的关系 一、教学目标 1．知识与技能： υ图象。 (1)知道匀速直线运动t- υ图象,概念和特点。 (2)知道匀变速直线运动的t- (3)掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并会应用它进行计算。 2．过程与方法： (1)让学生初步了解探究学习的方法. (2)培养学生的逻辑推理能力,数形结合的能力,应用数学知识的解决物理问题的能力。 3．情感态度与价值观： (1)培养学生基本的科学素养。 (2)培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。 (3)培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。 二、教学重点、难点 1．教学重点及其教学策略： υ图象,概念和特点。 重点：(1) 匀变速直线运动的t- (2) 匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并会应用它进行计算。 教学策略：通过思考讨论和实例分析来加深理解。 2．教学难点及其教学策略： υ图象推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 难点：应用t- + at。 教学策略：让学生充分思考，通过理论推导或数形结合两种途径得出速度与时间的关系式，有利于培养学生的扩散散性思维。 三、设计思路 科学的探究总是从简单到复杂，研究运动是从匀速直线运动开始，由匀速υ图象入手，先分析匀速直线运动的速度特点，再分析匀变速直直线运动的t- υ图象中斜率不变，得到加速度不变，得出匀变速直线运动的概念，线运动t- 并通过推理或数形结合两种途径得出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at。最后通过两道例题的教学巩固对速度与时间的关系式理解。 四、教学资源 1．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 2．实物投影片若干。 五、教学设计 第二章匀变速直线运动 第1节匀变速直线运动的特点 匀变速直线运动是高中物理的一个重要运动，同时也是最简单的变速直线运动。上一节初步介绍了匀变速直线运动的概念，本节课主要是通过实验探究与归纳，探究匀变速直线运动的速度特点和匀变速直线运动的位移特点。 物理观念：通过实验，认识匀变速直线运动的速度特点和位移特点，进一步认识匀变速直线运动的物体加速度不变。 科学思维：匀变速直线运动是最简单的变速运动，通过相关学习，要让学生了解物理研究过程中通常采取的是由浅入深，循序渐进的研究思路。 科学探究：围绕匀变速直线运动的特点进行实验探究，通过实验认识匀变速直线运动的速度特点，位移特点，使学生从中学会熟练仪器的操作，培养观察力和归纳能力。 科学态度与责任：通过匀变速直线运动的特点探究，体验匀变速直线运动的奇妙与和谐，领略运动的艺术美，保持对运动世界的好奇心和探究欲。 1. 匀变速直线运动的特点（重点） 2. 实验数据的处理与分析（难点） 一、情景导入 公交车从车站开出或进站的一段时间内的运动，滑板运动员在滑板上从坡顶滑下或从坡底滑上，踢出去的足球在地面上滚动这些日常运动中，它们运动过程中的速度会发生改变，属于变速运动，很多时候，它们可以近似看成是匀变速直线运动，那么，匀变速直线运动它有着怎样的特点，生活中还有哪些常见的运动可以看成是匀变速直线运动呢，这节课我们来研究这个问题。 二、新课探究 探究点一匀变速直线运动的速度特点 1.提出问题：小球沿倾斜直槽向下运动时，其速度变化有什么特点？ 2.小组合作：阅读教材第32页，交流与讨论上述问题。 3.实验探究：实验探究小球沿倾斜直槽运动的速度变化特点 4.归纳小结：做匀变速直线运动的物体，在相等时间内的速度变化相等，加速度恒定。 例题一：如图所示，套在光滑细杆上的小环，在t=0时刻从静止开始沿细杆匀加速下滑，则该物体的v-t 图像是（） A. B. C. D. 【答案】 B 【解析】根据题意可知小环沿杆方向做初速度为零匀加速直线运动，B符合题意，ACD不符合题意。 故答案为：B 探究点二匀变速直线运动位移特点 1.提出问题：小球沿倾斜直槽向下运动时，其位移变化有什么特点？ 2.观察与思考：观察教材第34页，交流与讨论上述问题。 3.实验探究：实验探究小球沿倾斜直槽运动的位移变化特点 广东省2009届高三物理一轮复习学案 匀变速直线运动的规律 【知识要点】 一、匀变速直线运动的规律 基本公式有四条： （1） 速度公式：v t =v 0+at （2）位移公式：s=v 0t+2 1at 2 （3）速度位移关系公式：v t 2-v 02=2as （4）平均速度公式：v =2 0t v v + 二．匀变速直线运动的几个重要推论 （1）做匀变速直线运动的物体，如果在各个连续相等的时间t 内的位移分别为s 1、s 2、s 3……s n ，加速度为a ，则△s=s 2-s 1 = s 3-s 2=……=s n -s n-1=at 2 （2）做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的即时速度,即v t/2=v 。 （3）做匀变速直线运动的物体,在某段位移中点的即时速度等于初速度和末速度平方和 一半的平方根,即v s/2=2 220t v v +。 三、对初速度为零的匀变速直线运动中所涉及到的比例关系： （1）把一段过程分成相等的时间间隔，则 ①从运动开始算起,在t 秒内、2t 秒内、……nt 秒内的位移之比为： d 1：d 2：d 3……：d n =12：22：32……：n 2 ②从运动开始算起,在连续相等的时间内的位移之比为： s 1：s 2：s 3……：s n =1：3：5……：(2n-1) ③从运动开始算起,在t 秒末、2t 秒末、……nt 秒末的速度之比为： v 1：v 2：v 3……：v n =1：2：3……：n （2）把一段过程分成相等的位移间隔 ①从运动开始算起,第一段位移末的速度、第二段位移末的速度……第n 段位移末的速度之比为：v 1：v 2：v 3……：v n =1：2：3……：n ②从运动开始算起,通过连续相同位移所用时间之比为： t 1：t 2：t 3……：t n =1：(2-1)：(3-2)……：(1--n n ) 四、匀变速直线运动的速度图象 ⑴匀变速直线运动的v —t 图象如图所示，其中A 描述的是初速度为零的匀加速直线运动；B 描述的是初速度为v 1的匀加速度直线运动；C 描述的初速度为v 2的匀减速直线运动。 ⑵速度—时间图象的斜率表示加速度。图中A 和B 的斜率为正，且速度也 匀变速直线运动的速度与时间的关系 【教学目标】 1．知识与技能： （1）知道匀速直线运动图像。 （2）知道匀变速直线运动的图像，概念和特点。 （3）掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v=v 0+at ，并会应用它进行计算。 2．过程与方法： （1）让学生初步了解探究学习的方法. （2）培养学生的逻辑推理能力，数形结合的能力，应用数学知识的解决物理问题的能力。 3．情感态度与价值观： （1）培养学生基本的科学素养。 （2）培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。 （3）培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。 【教学重难点】 教学重点： （1）匀变速直线运动的图像，概念和特点。 （2）匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v=v 0+a t ，并会应用它进行计算 教学难点：应用t -υ图像推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v=v 0+a t 。 【教学过程】 一、导入新课 上节课同学们通过实验研究了小车在重物牵引下运动的v-t 图像，你能画出小车运动的v －t 图像吗？ 教师出示图像，并引导学生分析。 教师总结：观察图像可以知小车在不同时刻它的速度不同，并且速度随时间的增加而增加，那么，小车速度的增加有没有规律可遵循呢？这节课我们就来探究一下。 二、讲授新课 （一）匀变速直线运动 观察下图你发现了什么？ 引导学生分析v-t 图像。 教师总结： 无论Δt选在什么区间，对应的速度的变化量Δv与时间的变化量Δt之比都是一样的，即物体运动的加速度保持不变。所以，实验中小车的运动是加速度不变的运动。 1．定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫作匀变速直线运动，匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。 匀变速直线运动 图像1和2都属于匀变速直线运动，但它们变化的趋势不同，图像1速度在均匀_____图像2速度在均匀_____。 答案：增加；减少。 2．匀变速直线运动分类 （1）匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加的直线运动。 匀加速，v0＞0，a＞0 一、选择题 1、关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（ ） A ．加速度的正负表示了物体运动的方向 B ．加速度越来越大，则速度越来越大 C ．运动的物体加速度大，表示了速度变化快 D ．加速度的方向与初速度方向相同时，物体的运动速度将增大 2. 做匀加速直线运动的物体的加速度为3 m/s 2 ，对任意1 s 来说，下列说法中正确的是 （ ） A.某1 s 末的速度比该1 s 初的速度总是大3 m/s ； B.某1 s 末的速度比该1 s 初的速度总是大3倍； C.某1 s 末的速度比前1 s 末的速度大3 m/s ； D.某1 s 末的速度比前1 s 初的速度大6 m/s 3．物体从斜面顶端由静止开始滑下做匀加速直线运动，经t 秒到达位移中点，则物体从斜 面顶端到底端共用时间为（ ）A ．2t B ．t C ．2t D ．2 t /2 4．做自由落体运动的甲、乙两物体，所受的重力之比为2 : 1，下落高度之比为l: 2，则（ ） A ．下落时间之比是1:2 B ．落地速度之比是1:1 C ．落地速度之比是1: 2 D ．下落过程中的加速度之比是2:1 5．光滑斜面的长度为L ，一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端，经历的时间为t ， 则下列说法正确的是。( ) A ．物体运动全过程中的平均速度是L/t B ．物体在t ／2时的即时速度是2L/t C ．物体运动到斜面中点时瞬时速度是2L/t D ．物体从顶点运动到斜面中点所需的时间是2t/2 6. 如图所示为一质点作直线运动的速度-时间图像，下列说法中正确的是( ) A. 整个过程中，CD 段和DE 段的加速度数值最大 B. 整个过程中，BC 段的加速度数值最大 C. 整个过程中，C 点所表示的状态，离出发点最远 D. BC 段所表示的运动通过的路程是34m 7．两辆游戏赛车a 、b 在两条平行的直车道上行驶。t =0时两车都在同一计时线处，此时比赛开始。 它们在四次比赛中的v-t 图如图所示。哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆 （ ） A ． B ． C ． D ． 8．下列所给的图像中能 t /s t /s t /s t /s 匀变速直线运动的速度与时间的关系 教学目标： 知识与技能 1．知道匀变速直线运动的v—t图象特点，理解图象的物理意义． 2．掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动v—t图象的特点．3．理解匀变速直线运动v—t图象的物理意义，会根据图象分析解决问题，4．掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式，能进行有关的计算．过程与方法 1．培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力． 2．引导学生研究图象、寻找规律得出匀变速直线运动的概念． 3．引导学生用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义． 情感态度与价值观 1．培养学生用物理语言表达物理规律的意识，激发探索与创新欲望．2．培养学生透过现象看本质、甩不同方法表达同一规律的科学意识． 教学重点 1．理解匀变速直线运动v—t图象的物理意义 2．掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用． 教学难点 1．匀变速直线运动v—t图象的理解及应用． 2．匀变速直线运动的速度一时间公式的理解及计算． 教学方法：探究、讲授、讨论、练习 课时安排：新授课(2课时) 教学过程： [新课导入] 匀变速直线运动是一种理想化的运动模型．生活中的许多运动由于受到多种因素的影响，运动规律往往比较复杂，但我们忽略某些次要因素后，有时也可以把它们看成是匀变速直线运动．例如：在乎直的高速公路上行驶的汽车，在超车的一段时间内，可以认为它做匀加速直线运动，刹车时则做匀减速直线运动，直到停止．深受同学们喜爱的滑板车运动中，运动员站在板上从坡顶笔直滑下时做匀加速直线运动，笔直滑上斜坡时做匀减速直线运动． 我们通过实验探究的方式描绘出了小车的v—t图象，它表示小车做什么样的运动呢?小车的速度随时间怎样变化?我们能否用数学方法得出速度随时间变化的关系式呢? [新课教学] 一、匀变速直线运动 [讨论与交流] 速度一时间图象的物理意义． 速度一时间图象是以坐标的形式将各个不同时刻的速度用点在坐标系中表现出来．它以图象的形式描述了质点在各个不同时刻的速度． 匀速直线运动的v—t图象，如图2—2—1所示． 上节课我们自己实测得到的小车运动的速度一时间图象，如图2—2—2所示． 《匀变速直线运动的实验探究》教学设计 一．学习任务分析 1．教材的地位和作用 匀变速直线运动是最简单、最具代表性的变速运动，匀变速直线运动的规律是高中物理运动学中的重要内容。在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有：⑴经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。⑵用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。这就要求学生会用打点计时器或频闪照相等方法研究匀变速直线运动，判断物体的运动状态并计算加速度，强调让学生经历实验探究过程。 2．学习的主要任务： 本节的学习任务类型是综合型。在知识上要会判断物体的运动状态并计算加速度；在技能上要求能设计和操作实验，会测定相关物理量；体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程，体会科学研究方法——等量替换、图象法的应用。 3．教学重点和难点： 重点：①．启发学生自主探究：提出问题，分析问题，解决问题。 ②．如何由纸带判断物体的运动状态并计算加速度。 难点：引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。 二．学习者情况分析 在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了加速度、位移、瞬时速度、平均速度、等概念、各个物理量间的关系和相应的计算公式。通过初中阶段对物理的学习，学生对物理学的研究方法已有初步的了解，已具备一定的实验操作技能，初步具备进行探究性学习的能力，即能在一定的程度上进行自主学习与合作探究。 在非智力因素方面，学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。三．教学目标分析 根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下： 1、知识与技能： ⑴简要地知道打点计时器的构造和工作原理，能正确使用打点计时器。 ⑵会分析打点计时器打出的纸带，能根据纸带正确判断物体的运动情况，并计算加速度。 2、过程与方法： ⑴经历匀变速直线运动的实验探究过程。 ⑵通过实验，培养学生的动手能力，分析和处理实验数据的能力。 3、情感态度与价值观： 高中物理匀加速直线运动知识点汇总 一、机械运动 一个物体相对于另一个物体的位置的改变，叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等运动形式．①运动是绝对的，静止是相对的。②宏观、微观物体都处于永恒的运动中。 二、参考系 在描述一个物体运动时，选作标准的物体(假定为不动的物体) ①描述一个物体是否运动，决定于它相对于所选的参考系的位置是否发生变化，由于所选的参考系并不是真正静止的，所以物体运动的描述只能是相对的。②描述同一运动时，若以不同的物体作为参考系，描述的结果可能不同③参考系的选取原则上是任意的，但是有时选运动物体作为参考系，可能会给问题的分析、求解带来简便， 三、质点 研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素，对问题的研究没有影响或影响可以忽略，为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体． 用来代替物体的有质量的点叫做质点． 质点没有形状、大小，却具有物体的全部质量。质点是一个理想化的物理模型，实际并不存在，是为了使研究问题简化的一种科学抽象。 把物体抽象成质点的条件是： （1）作平动的物体由于各点的运动情况相同，可以选物体任意一个点的运动来代表整个物体的运动，可以当作质点处理。 （2）物体各部分运动情况虽然不同，但它的大小、形状及转动等对我们研究的问题影响极小，可以忽略不计（如研究绕太阳公转的地球的运动，地球仍可看成质点）．由此可见，质点并非一定是小物体，同样，小物体也不一定都能当作质点． 【平动的物体不一定都能看成质点，｛物体的形状与运动的距离相比不能忽略｝；转动的物体可能看成质点来处理｛研究绕太阳公转的地球的运动｝，也就是研究的问题不突出转动因素时。】 【能否看成质点一看研究问题，二看物理的形状与研究物体的关系】 【一个实际物体能否看成质点，决定于物体的尺寸与物体间距相比的相对大小】 四、位置、位移与路程 1、位置：质点的位置可以用坐标系中的一个点来表示，在一维、二维、三维坐标系中表示为s(x) 、s (x，y) 、s (x，y，z) 2、位移：【矢量】 ①位移是表示质点位置的变化的物理量．用从初位置指向末位置的有向线段来表示，线段的长短表示位移的大小，箭头的方向表示位移的方向。 ②位移是矢量，既有大小，又有方向。它的方向由初位置指向末位置． 注意：位移的方向不一定是质点的运动方向。如：竖直上抛物体下落时，仍位于抛出点的上方； ③单位：m 3、路程【标量】： 路程是指质点所通过的实际轨迹的长度．路程是标量，只有大小，没有方向； 路程和位移是有区别的：一般地路程大于位移的大小，只有做直线运动的质点始终向着同一个方向运动时，位移的大小才等于路程． 五、速度 速度：表示质点的运动快慢和方向，是矢量。它的大小用位移和时间的比值定义，方向就是物体的运动方向；轨迹是曲线，则为该点的切线方向。 速率：在某一时刻物体速度的大小叫做速率，速率是标量． 瞬时速度：由速度定义求出的速度实际上是平均速度，它表示运动物体在某段时间内的平均快慢程度，它只能粗略地描述物体的运动快慢，要精确地描述运动快慢，就要知道物体在某个时刻(或经过某个位置)时运动的快慢，因此而引入瞬时速度的概念。瞬时速度的含义：运动物体在某一时刻(或经过某一位置)时的速度，叫做瞬时速度 平均速度：运动物体位移和所用时间的比值叫做平均速度。定义式： x v t == 位移 时间 平均速率：平均速率等于路程与时间的比值。 s v t == 路程 时间 （当物体做单向直线运动时，二者相等） v1，队伍全长为L．一个通讯兵从队尾以速度v2（v1小于v2）赶到队前然后立即原速返回队尾。这个全过程中通讯兵通过的位移为。 专业技术分享 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 教案 一、教学目标 1．知识与技能： (1)知道匀速直线运动t -υ图象。 (2)知道匀变速直线运动的t -υ图象,概念和特点。 (3)掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v 0 + at,并会应用它进行计算。 2．过程与方法： (1)让学生初步了解探究学习的方法. (2)培养学生的逻辑推理能力,数形结合的能力,应用数学知识的解决物理问题的能力。 3．情感态度与价值观： (1)培养学生基本的科学素养。 (2)培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。 (3)培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。 二、教学重点、难点 1．教学重点及其教学策略： 重点：(1) 匀变速直线运动的t -υ图象,概念和特点。 (2) 匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v 0 + at,并会应用它进行计算。 教学策略：通过思考讨论和实例分析来加深理解。 2．教学难点及其教学策略： 难点：应用t -υ图象推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v 0 + at 。 教学策略：让学生充分思考，通过理论推导或数形结合两种途径得出速度与时间的关系式， 有利于培养学生的扩散散性思维。 三、设计思路 科学的探究总是从简单到复杂，研究运动是从匀速直线运动开始，由匀速直线运动的t -υ图象入手，先分析匀速直线运动的速度特点，再分析匀变速直线运动t -υ图象中斜率不变，得到加速度不变，得出匀变速直线运动的概念，并通过推理或数形结合两种途径得出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v 0 + at 。最后通过两道例题的教学巩固对速度与时间的关系式理解 四、教学设计 1．引入新课 上节课,同学们通过实验研究了速度与时间的关系,小车运动的υ－t 图象。 设问：小车运动的υ－t 图象是怎样的图线？（让学生画一下） 学生画出小车运动的υ－t 图象，并能表达出小车运动的υ－t 图象是一条倾斜的直线。速度和时间的这种关系称为线性关系。 学生坐标轴画反的要更正，并强调调，纵坐标取速度，横坐标取时间。 υ／（m ·s ） t/s t 0 υ 0 人教部编版高中物理匀变速直线运动的规律及例题 一、匀变速直线运动 定义：在相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫做 匀变速直线运动。 特点：加速度大小、方向都不变。 二、匀变速直线运动的规律 说明： （1）以上公式只适用于匀变速直线运动。 （2）四个公式中只有两个是独立的，即由任意两式可 推出另外两式。四个公式中有五个物理量，而两个独立方程 只能解出两个未知量，所以解题时需要三个已知条件，才能 有解。 （3）式中v0、vt、a、x均为矢量，方程式为矢量方程，应用时要规定正方向，凡与正方向相同者取正值，相反者取 负值；所求矢量为正值者，表示与正方向相同，为负值者表 示与正方向相反。通常将v0的方向规定为正方向，以v0的位置做初始位置。 （4）以上各式给出了匀变速直线运动的普遍规律．一 切匀变速直线运动的差异就在于它们各自的v0、a不完全相同，例如a＝0时，匀速直线运动；以v0的方向为正方向；a＞0时，匀加速直线运动；a＜0时，匀减速直线运动；a ＝g、v0=0时，自由落体应动；a＝g、v0≠0时，竖直抛体运动。 （5）对匀减速直线运动，有最长的运动时间t=v0/a，对应有最大位移x=v02/2a，若t＞v0/a，一般不能直接代入公式求位移。 三、匀变速直线运动的重要推论 (1)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差是一个恒量，即X2-X1=X3-X2=...=?X=aT2或Xn+k-Xn=kaT2 (2)在一段时间t内，中间时刻的瞬时速度v等于这段时间的平均速度， (3)中间位移处的速度： 四、初速度为零的匀加速直线运动（设T为等分时间间隔）： ⑴1T末、2T末、3T末……瞬时速度的比为： ⑵1T内、2T内、3T内……位移的比为： ⑶第一个T内，第二个T内，第三个T内……位移的比为： ⑷从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比： 重点精析 一、匀变速直线运动规律的基本应用 1、基本公式中的v0、vt、a、x都是矢量，在直线运动中，若规定正方向，它们都可用带正、负号的代数值表示， 匀变速直线运动复习学案 一、基础知识点 1、速度随时间变化的关系式： 2、位移随时间变化的关系式： 3、位移——速度关系式： 4、平均速度公式： 5、某段过程中间位置的瞬时速度： 6、匀变速直线运动的判别式： 7、初速度为零的匀变速直线运动的比例式 ①1T末、2 T末、3T末……瞬时速度之比： ②1T内、2T内、3T内……位移之比： ③第1个T内、第2个T内、第3个T内……位移之比： ④通过连续相等位移所用的时间比： 8、自由落体运动的特征公式 ①②③ 二、典型例题 1、民航飞机起飞时要在2min由静止加速到44m/s ，舰载飞机起飞时在2s 内就由静止加速到83m/s的起飞速度，设飞机起飞时做匀加速直线运动，则供客机起飞的跑道长度是舰载飞机跑道长度的______倍。 2、物体从屋檐自由落下，通过1.4 m高的窗户所需时间为0.2 s，则窗户顶端距屋檐多少米？ 3、一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，1s后速度大小为10m/s，在这1s内该物体的（） A．位移的大小可能小于4m B．位移的大小可能大于10m C．加速度的大小可能小于4m/s2 D．加速度的大小可能大于10m/s2 4、从车站开出的汽车做匀加速直线运动，开了一会发现还有乘客没上来，于是立即做匀减速直线运动直到停车，汽车从开出到停止总共历时20s,行进了50m,求汽车的最大速度？ 5、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离，某高速公路最 = 120 km/h ,假设前方车辆突然停车，后车司机从发现这一情况，经高限速v 操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t=0.5s，刹车产生的加速度大小为a=4m/s2。求汽车之间的安全距离至少为多少米？ 6、如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2 s将熄灭，此时汽车距离停车线18m 。该车加速时最大时速度大小为2 m/s2，减速时的最大加速度大小为5 m/s2。此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s，下列说法中正确的有（） A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线 B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 D．如果距停车线 5 m处减速，汽车能停在停车线处 专题三 匀变速直线运动规律及应用 2016.1.29 一、知识点梳理 平均速度：运动物体位移和所用时间的比值叫做平均速度。定义式：t s v ??==时间位移一 平均速率：平均速率等于路程与时间的比值。 t S v == 时间路程一 （平均速度的大小不一定等于平均速率。） 分析：速度，加速度，合外力之间的关系 物理意义：描述速度变化快慢的物理量(包括大小和方向的变化)，速度矢端曲线的切线方向。 加速度是矢量：现象上与速度变化方向相同，本质上与质点所受合外力方向一致。 速度增加加速度可能减小 基本公式 两个基本公式(规律)： V t = V 0 + at S = v o t + at 2 及几个重要推论： 1、 推论：V t 2 －V 02 = 2as （匀加速直线运动：a 为正值 匀减速直线运动：a 为正值） 2、 A B 段中间时刻的即时速度: V t/ 2 == （若为匀变速运动）等于这段的平均速度 3、 AB 段位移中点的即时速度: V s/2 = V t/ 2 =V == ≤ V s/2 = 匀速：V t/2 =V s/2 ; 匀加速或匀减速直线运动：V t/2 《匀变速直线运动速度与时间的关系》教学设计 一、教材分析 在上一节实验的基础上，分析v-t 图像时一条倾斜直线的意义——加速度不变，由此定义了匀变速直线运动。而后利用描述匀变速直线运动的v-t 图像的是倾斜直线，进一步分析匀变速直线运动的速度与时间的关系：无论时间间隔?t 大小， t v ??的值都不变，由此导出v = v 0 + at ，最后通过例题以加深理解，并用“说一说”使学生进一步加深对物体做变速运动的理解。 二、学情分析 学生已经学习了加速度及速度与时间的图像，对加速度与速度与时间的图像有一定的了解，知道在v-t 图里面斜率表示加速度，通过本节课的学习学生能更透彻的理解匀加速直线运动，并能通过v-t 图判断物体的运动情况。 三、教学目标 知识与技能 1.掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动v-t 图象的特点，会根据图象分析解决问题； 2.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. 过程与方法 1.通过探究速度公式，经历由特殊到一般的推理过程，体会科学研究方法； 2.通过寻找规律得出匀变速直线运动的概念，并用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义. 情感态度与价值观 1.通过速度公式的推导过程培养用物理语言表达物理规律的意识，激发探索与创新的欲望. 2.通过v-t 图象的理解及应用，培养学生透过现象看本质，用不同方法表达同一规律的科学意识 四、教学重点与难点 学习重点：1. 推导和理解匀变速直线运动的速度公式。 2. 匀变速直线运动速度公式的运用。 学习难点: 对匀变速直线运动速度公式物理意义的理解。 五、教学方法 讲授法 六、教学特色 教学中分别通过图像和理论推导两种方法得出匀变速直线运动速度与时间的关系，让学生理解的更加透彻，从而达到熟练的运用。 七、教学过程 （一）、新课的引入 直接引入：同学们，我们上节课通过实验得出了一个关于速度与时间的图像，这节课我们将继续学习速度与时间的关系，只不过我们学习的是一种特 殊的运动——匀变速直线运动。 （二）、新课的讲解 1：匀速直线运动图像及其特点 匀变速直线运动的速度与时间的关系（速度公式）。 §2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 学习目标 1、知道匀速直线运动的位移与时间的关系。 2、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用。 3、理解v-t 图象中图线与t 轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移。 学习重点、难点 重点：理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用。 难点：v-t 图象中图线与t 轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移。 学习过程： 一、匀速直线运动的位移 思考： 1、匀速直线运动的位移如何计算？x =vt 2、观察匀速直线运动的速度—时间图象，结合匀速直线运动的位移公式你能得出什么结论？ 在匀速直线运动的速度—时间图象中，物体的位移等图象与坐标轴所围成的图形的面积。 二、匀变速直线运动的位移 下图甲为匀变速直线运动的速度—时间图象，物体的初速度为v 0，经过时间t 时，物体的速度为v t 。 1、思考：①将匀变速直线运动分成多个小段（如9 t 为一小段），每小段起始时刻物体的速度由相应 的纵坐标表示，如上图乙所示，则每小段起始时刻的速度与9 t 的乘积表示什么？此乘积与对应小梯 形面积有何关系？ 乘积表示物体以各段初始时刻的速度做匀速运动的位移；此乘积与对应小梯形面积近似相等。 ②如果将物体的运动过程按时间划分为更多的小段，如上图丙所示，此乘积与对应小梯形的面积又有何关系？ 此乘积与对应小梯形的面积更加接近相等。 ③由以上思考问题你能得出什么结论？ 匀变速直线运动的位移等于物体速度—时间图象与坐标轴所图形的面积。 2、匀变速直线运动的位移公式 推导：x =1 2 （v 0+v t ）t 又∵v t = v 0+at 得：x = v 0t +1 2 at 2 v v 甲 v v 丙 v 乙 匀变速直线运动的推论 1．匀变速直线运动中三个重要推论 (1)做匀变速直线运动的物体等于在一段时间内的等于这段时间， 表达式： 例1.一个做匀加速直线运动的物体先后经过A、B两点时的速度分别为v1和v2，则下列结论中正确的有() A．物体经过AB位移中点的速度大小为v1＋v2 2 B．物体经过AB位移中点的速度大小为v21＋v22 2 C．物体通过AB这段位移的平均速度为v1＋v2 2 ? D．物体通过AB这段位移所用时间的中间时刻的速度为v1＋v2 2 练习1.长100 m的列车匀加速通过长1000 m的隧道，列车刚进隧道时速度是10 m/s，完全出隧道时速度是12 m/s，求： (1)列车过隧道时的加速度是多大？ (2)通过隧道所用的时间是多少？ ~ (2)连续相等的相邻时间间隔T内的位移差相等： 例2.一质点做匀加速直线运动，第三秒内的位移2m，第四秒内的位移是2.5m，那么以下说法中不正确的是( ) A．这两秒内平均速度是2.25m/s B．第三秒末即时速度是2.25m/s C．质点的加速度是0.125m/s2 D．质点的加速度是0.5m/s2 练习2. 一列火车作匀变速直线运动驶来，一人在轨道旁观察火车的运动，发现在相邻的两个10s内，火车从他面前分别驶过8节车厢和6节车厢，每节车厢长8m（连接处长度不计）。求：⑴火车的加速度a；⑵人开始观察时火车速度的大小。 ￥ (3)位移中点速度：. 例3.一物体从斜面顶端由静止开始匀加速下滑，经过斜面中点时速度为2 m/s，则物体到达斜面底端时的速度为( ) A．3 m/s B．4 m/s C．6 m/s D．2 2 m/s 2．初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论 (1)1T末，2T末，3T末，…，nT末的瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶v n＝1∶2∶3∶…∶n. (2)1T内，2T内，3T内，…，nT内的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶x n＝12∶22∶32∶…∶n2. (3)第1个T内，第2个T内，第3个T内，…，第n个T内的位移之比为xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶x N ＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)． (4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为t1∶t2∶t3∶…∶t n＝1∶(2－1)∶(3－2)∶(2－3)∶…∶(n－n－1)． : 巩固练习 1.（多选）物体先做初速度为零的匀加速运动，加速度大小为a1，当速度达到v时，改为以大小为a2的加速度做匀减速运动，直至速度为零．在加速和减速过程中物体的位移和所用时间分别为x1、t1和x2、t2，下列各式成立的是( ) A.x 1 x 2 ＝ t 1 t 2 B. a 1 a 2 ＝ t 1 t 2 C. x 1 x 2 ＝ a 2 a 1 D. x 1 x 2 ＝ a 1 a 2 2. 一物体做匀加速直线运动，通过一段位移Δx所用的时间为t1，紧接着通过下一段位移Δx 所用时间为t2.则物体运动的加速度为( ) A.2Δx t1－t2 t 1 t 2 t 1 ＋t2 B. Δx t1－t2 t 1 t 2 t 1 ＋t2 C. 2Δx t1＋t2 t 1 t 2 t 1 －t2 D. Δx t1＋t2 t 1 t 2 t 1 －t2 3．（多选）物体由静止做匀加速直线运动，第3 s内通过的位移是3 m，则( ) A．第3 s内平均速度是1 m/s B．物体的加速度是1.2 m/s2 C．前3 s内的位移是6 m D．3 s末的速度是3.6 m/s ^ 4.（多选）一列火车做匀加速直线运动驶来，一人在轨道旁边观察火车运动，发现在相邻的两个8s内，火车从他跟前分别驶过6节车厢和8节车厢，每节车厢长8 m(连接处长度不计)，则：（） A．火车加速度为0.25 m/s2 B. 开始观察时火车速度为6 m/s C．观察结束时火车速度为10 m/s D. 观察结束时火车速度为9m/s 5.滑块以某一初速度冲上斜面做匀减速直线运动,到达斜面顶端时的速度恰为零.已知滑块通过斜面中点时的速度为v，则滑块在前一半路程中的平均速度大小为（）高中物理：匀变速直线运动的规律及应用学案
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