匀变速直线运动速度与时间的图像
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匀变速直线运动图象一、s-t图象s-t图象表示运动的位移随时间的变化规律。
匀速直线运动的s-t图象是一条。
速度的大小在数值上等于,即v=,如右图所示。
二、直线运动的v t-图象1.匀速直线运动的v t-图象⑴匀速直线运动的v t-图象是与。
⑵从图象不仅可以看出速度的大小,而且可以求出一段时间内的位移,其位移为2.匀变速直线运动的v t-图象⑴匀变速直线运动的v t-图象是⑵从图象上可以看出某一时刻瞬时速度的大小。
⑶可以根据图象求一段时间内的位移,其位移为⑷还可以根据图象求加速度,其加速度的大小等于即a=,越大,加速度也越大,反之则越小三、区分s-t图象、v t-图象⑴如右图为v t-图象,A描述的是运动;B描述的是运动;C描述的是运动。
图中A、B的斜率为(“正”或“负”),表示物体作运动;C的斜率为(“正”或“负”),表示C作运动。
A的加速度(“大于”、“等于”或“小于”)B的加速度。
图线与横轴t所围的面积表示物体运动的。
⑵如右图为s-t图象,A描述的是运动;B描述的是运动;C描述的是运动。
图中A、B的斜率为(“正”或“负”),表示物体向运动;C的斜率为(“正”或“负”),表示C向运动。
A的速度(“大于”、“等于”或“小于”)B的速度。
⑶如图所示,是A、B两运动物体的s—t图象,由图象分析A图象与S轴交点表示:,A、B两图象与t轴交点表示:,A、B两图象交点P表示:,A、B两物体分别作什么运动。
1、s——t图象和v——t图象的应用第3课1vvS1S2【例1】甲、乙、两三物体同时同地开始做直线运动,其位移一时间图象如图所示,则在t0时间内,甲、乙、丙运动的平均速度的大小关系分别是:V甲V乙V丙(填“>”、“=”或“<”),它们在t0时间内平均速率大小关系为V/甲_V/乙_V/丙·解析:由图可知,在t0时间内它们的位移相同,由平均速度的定义,故可知甲、乙、两三者在t0时间内的平均速度的大小相同,即V甲=V=V丙,而平均速率是指质点运动的路程(质点运动轨迹的长度)与时间的比值,由图中可乙知,质点在to时间内,甲的路程最长,(由图象中可知甲有回复运动)故甲的平均速率最大,而乙和丙路程相同,故乙和丙的平均速率相同,即V/甲>V/乙=V/丙.注意:平均速率不是平均速度的大小.对于图象问题,要求把运动物体的实际运动规律与图象表示的物理含义结合起来考虑.【例2】物体沿一直线运动,在t时间内通过的路程为S。
图像法分析1.在上图1中,a 曲线表示速度方向为正,只有大小转变。
b 曲线表示速度方向为负,只有大小转变。
2.在上图2中,a 、b 的交点表示它们的速度大小相等,而且方向相同。
t 1、t 2时刻表示它们的速度方向发生了改变。
3.在上图3中,t 1、t 3、t 5表示速度的方向发生了改变。
t 2、t 4表示加速度方向发生了改变。
v 为正值:t 1~t 3,a 为正值:0~t 1、t 4~t 5。
当速度曲线为直线时,加速度a 大小维持不变,a=k=tan α(斜率)。
一、一质点沿直线运动时的速度——时刻图线如下图,那么以下说法中正确的选项是A .第1s 末质点的位移和速度都改变方向B .第2s 末质点的位移改变方向C .第4s 末质点的位移为零D .第3s 末和第5s 末质点的位置相同二、某物体运动的图象如下图,那么物体做A .往复运动B .匀变速直线运动v-t 图 动(斜率表示速度v )①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度a ) ②表示物体物体做匀速直线运动 ③表示物体静止 速直线运动,初位移为s 0 ④表示物体做匀减速直线运动,初速度为v 0 运动质点相遇时的位移 ⑤交点的纵坐标表示三个运动质点相遇时的共同速度 ⑥t 1时刻物体速度为v 1(阴影面积表示质点在0~t 1时间内的位移) t/s V/ms-1 0 1 -1 1 2 3 4 5t vv 0 t O v C .朝某一方向的直线运动D .不能确信3、一枚火箭由地面竖直向上发射,其v-t 图象如下图,由图象可知A .0-t1时刻内火箭的加速度小于t1-t2时刻内火箭的加速度B .在0-t2时刻内火箭上升,t2-t3时刻内火箭下落C .t2时刻火箭离地面最远D .t3时刻火箭回到地面4、a 和b 两个物体在同一直线上运动, 它们的v -t 图像别离如图中的a 和b 所示。
在t1时刻A . 它们的运动方向相反B. 它们的加速度方向相反C. a 的速度比b 的速度大D. b 的速度比a 的速度大五、小球在斜面上从静止开始匀加速下滑,进入水平面后又做匀减速直线运动直至停止.以下图象中能够反映小球的这一运动进程的是六、如图1所示为初速度v0沿直线运动的物体的速度图象,其末速度为v ,在时刻t 内,以下关于物体的平均速度和加速度a 说法正确的选项是 A.a 随时刻减小 B.a 随时刻增大 C.a 随时刻减小D.a 随时刻减小20v v v +>20v v v +>20v v v +<20v v v +=在上图中:位移的大小等于图像与坐标轴围起来的面积,假设围起来的区域在x轴之上那么表示位移是正值,速度方向为正方向。
匀变速直线运动专题二一一运动图像一、运动图像基本知识点:二、考试考点:1、斜率k:A:速度的大小。
B:加速度大小。
C:正负值含义2、面积S:A:是否相遇。
B:某时刻的速度大小3、交点:A:位移的极大值极小值B:是否相遇4、截距含义:A:初始值B:正负值含义5、平均值计算:三、考试类型1、普通型:【例1】质点做直线运动的速度一时间图彖如图所示,该质点()A、在第1秒末速度方向发生了改变B、在第2秒末加速度方向发生了改变C、在前2秒内发生的位移为零D、第3秒末和第5秒末的位置相同【例2】一遥控玩具汽车在平直路上运动的位移一fl寸间图象如图1所示,贝“A、15s内汽车的位移为300mB、前10s内汽车的加速度为3m/s2C、20s末汽车的速度为一lm/sD、前25s内汽车做单方向直线运动【练习1]将一物体竖直上抛,一段时间后物体又落回抛出点。
不计空气阻力,则在这段时间内,物体速度的人小随时间变化的图像为()【练习2]某一质点运动的位移x随时间t变化的图象如图所示,则()A、在10s末时,质点的速度最大B、在0〜10s内,质点加速度的方向与速度方向相反C、在8s和12s时,质点的加速度方向相反D、在20s内,质点的位移为9m【练习3】质点做直线运动时的加速度随时间变化的关系如图所示,该图线的斜率为k,图中斜线部分面枳S,下列说法正确的是()A、斜率k表示速度变化的快慢B、斜率k表示速度变化的人小C、面积S表示tl-t2的过程中质点速度的变化量D、面积S表示tl-t2的过程中质点的位移【练习4】某汽车在沿直线刹车的过程中,其加速度逐渐增人,下列各图中能反映其速度v随时间t变化关系的是°C A2、双线型:【例1】物体A、B的s・t图彖如图所示,由图可知()A、从第3s起,两物体运动方向相同,且V A>V BB、两物体由同一位置开始运动,但物体A比B迟3s才开始运动C、在5s内物体的位移相同,5s末A、B相遇Ds5s内A、B的平均速度相等【例11如图所示人、B、C是三个物体同时同地开始运动的位移时间图像,在时间10内下列说法正确的是()A、A.C做曲线运动匕做直线运动B、A、B、C都是直线运动,平均速度相等C、A的路程最长,B的路程比C的路程短D、A做减速运动,B做匀速运动,C做加速运动【例1】如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移一时间(x・t)图象,由图象可以看出在0〜4s这段时间内A、甲、乙两物体始终同向运动B、4s时甲、乙两物体之间的距离最人C、甲的平均速度人于乙的平均速度D、甲、乙两物体之间的最人距离为3m【例2】A、B两个物体在水平面上沿同一直线运动,它们的v-t图象如图所示.在t二0时刻,B 在A的前面,两物体相距9m,B物体在滑动摩擦力作用下做减速运动的加速度人小为2m/s2,则A 物体追上B物体所用时间是A、3sB、5sC、7.5sDx8.5s【例1】甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,t二0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v・t图中,直线a、b分别描述了甲、乙两车在0・20s的运动情况.关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是()A、在0-10s内两车逐渐靠近B、在10-20s内两车逐渐远离C、在5-15s内两车的位移相等D、在t=10s时两车在公路上相遇甲、乙两个物体在t二0时的位置【例1】如图(a)所示,它们沿x轴正方向运动的速度图象分别如图(b)中的图线甲、乙所示,则()A、t二2s时甲追上乙B、甲追上乙前t二Is时二者相距最远C、甲追上乙前t二3s时二者相距最远D、t二3s时甲追上乙3、曲线型:【例1】甲、乙两物体同时开始运动,他们的s-t图象如图所示,下面所法正确的是(A、乙物体做曲线运动B、甲、乙两物体从同一地点出发C、当加以两物体速度相等时,二者之间的距离最人D、当甲乙两物体两次相遇时,二者的速度人小不相等【例11某一质点运动的位移x随时间亡变化的图象如图所示,贝叭)A、第10s末,质点的速度最人B、(T10s内,质点所受合外力的方向与速度方向相反C、第5s末和第15s末,质点的加速度方向相反D、在20s内,质点的位移为9m【例1]如图所示,a、b两条曲线分别为汽车A、B行驶在同一公路上的v-t图彖,a、b曲线交点的连线与时间轴平行,且a、b曲线关于它们两交点的连线对称.已知在匕时刻两车相遇,卞列说法正确的是()A、在h〜匕这段时间内,两车位移相等B、匕时刻A车在前,B车在后C、在匕〜匕这段时间内的同一时刻,A、B两车的加速度相等D、在匕〜匕这段时间内的同一时间段,A、B两车的速度改变量的人小均相等【例1】如图所示为某一质点运动的位移(x)—时间(t)图像,图线为一段半圆弧,则下列说法正确的是:()A、质点做圆周运动B、t。
匀变速运动的速度-时间图象应用一、匀变速直线运动的v -t 图象分析1、v -t 图象的特征从匀变速直线运动的速度时间关系at v v +=0可得,匀变速直线运动的v -t 图象是一条倾斜的直线,直线与y 轴的截距表示物体的初速度v 0,截距在y 正半轴表示初速与规定的正方向相同;直线的斜率表示物体的加速度a ,直线与时间轴的夹角小于900时,加速度与规定的正方向相同,直线与时间轴的夹角大于900时,加速度与规定的正方向相反。
2、几种常见的v -t 图象〔1〕质点做初速为0的匀加速直线运动,如图1。
(2) 质点做初速为v 0的匀加速直线运动,如图2。
(3) 质点做初速为v 0的匀减速直线运动,如图3。
〔4〕质点做初速为0的,运动方向与规定的正方向相反的匀加速直线运动,如图4。
〔5〕t 1时刻前,质点向正方向做初速为v 0的匀减速直线运动,t 1时刻速度为0;t 1时刻后,质点做初速为0的,运动方向与规定的正方向相反的匀加速直线运动,如图5,减速和加速阶段的加速度相同。
〔6〕t 1时刻前,质点向负方向做初速为v 0的匀减速直线运动,t 1时刻速度为0;t 1时刻后,质点做初速为0的,运动方向与规定的正方向相同的匀加速直线运动,如图6,减速和加速阶段的加速度相同。
3、v -t 图象、s-t 图象和质点运动轨迹的区别〔1〕在v -t 图象、s-t 图象中,由于v 、s 是矢量,其正负符号表示方向,所以不管图线是直线还是曲线,都表示物体做直线运动。
〔2〕v -t 图象表示速度随时间的变化规律,纵、横坐标分别表示速度和时间,s -t 图象表示位移随时间的变化规律,纵、横坐标分别表示位移和时间,轨迹是质点的运动的路径,在二维坐标系中通常用x ,y 表示质点的位置。
二、对匀变速直线v -t 图象的理解综上所述,要从以下几个方面理解v -t 图象:vv 图1 图2 图3vv〔1〕v -t 图象能准确全面反映速度v 随时间的变化规律,图线为直线,表示物体做匀变速直线运动〔或匀速直线运动〕,图线为曲线表示物体做加速度变化的直线运动。
匀变速直线运动的V-T图像加速度不变的运动,叫做匀变速运动。
其v-t图像是一次函数直线或二次函数曲线。
如果物体的速度随时间均匀增加,为匀加速运动,如果物体速度随时间均匀减小,为匀减速运动。
1.对-t图象的理解条倾斜的直线,描述速度随时间变化的规律如图所示:(1)直线a:速度随着时间是均匀增加的,为初速度不为零的匀加速直线运动的图象。
(2)直线b:速度随着时间是均匀减小的,为初速度不为零的匀减速直线运动的图象。
(3)直线c:速度先随着时间均匀减小,后反方向均匀增加,由于加速度不变,整个运动过程也是匀变速直线运动。
2.v-t图象的深入分析(1)从v-t图象中直接获得的信息:物体的瞬时速度,两图线的交点表示在这一时刻速度相同,但不表示相遇.图线与横轴的交点表示该时刻速度为零,这一时刻前后的速度方向相反。
(2)斜率①v-t图象的切线斜率代表物体的加速度.若图线倾斜向上,k >0,表示物体的加速度a>0,如图甲中过A点的切线①;若图线倾斜向下,k<0,表示物体的加速度a<0;若图线与t轴平行,k =0,表示物体的加速度始终为0,即物体做匀速直线运动或静止②v-t图象的割线斜率代表该过程中物体运动的平均加速度,如图甲中割线②③v-t图象的割线斜率越大,说明相同时间内速度变化越大,即速度变化快;割线斜率越小,说明相同时间内速度变化越小,即速度变化慢。
(3)拐点:D-t图象的拐点代表加速度发生突变,如图乙所示,拐点C代表物体运动加速度大小发生改变;拐点D代表物体运动的加速度大小和方向都发生改变。
3.v-t图象的注意事项(1)因为速度是矢量,既有大小又有方向,物体做直线运动时,只可能有两个运动方向,规定了一个为正方向时,另一个便为负方向,所以可用正、负号描述整个过程的运动方向.当物体做曲线运动时,速度方向各不相同,不可能仅用正、负号表示所有的方向,不能画出v-t图象.所以,只有物体做直线运动时才能用v-t图象描述,任何v-t图象反映的也一定是物体做直线运动的规律。
《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
(1)、这个v-t 图像有什么特点?
是一条平行于时间轴的直线 (2)、表示的速度有什么特点?
表示速度不随时间变化,描述的是匀速直线运动 (3)、表示的加速度又有什么特点?
a = 0
2:探究:物体的速度随时间怎样变化?物体做什么样的运动?
2/21/2s m s s
m t v ==∆∆
2
/22/4s m s s m t v ==∆∆
恒量=∆∆t v
3:匀变速直线运动
(1).定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动。
(匀变速直线运动的v-t 图象是一条倾斜的直线) (2).分类:
匀加速直线运动:物体的速度随时间均匀增加。
匀减速直线运动:物体的速度随时间均匀减小。
4:判定匀加、匀减的方法
说一说:下列图像表示什么样的运动
注意:v-t图象中一条倾斜直线表示匀变速直线运动,若是一条曲线则表示非匀变速直线运动。
练习题:
1、关于直线运动的下述说法中正确的是( ABD )
A.匀速直线运动的速度的恒定的,不随时间而改变
B.匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变
C.速度随时间不断增加的运动,叫匀加速直线运动
D.速度随着时间均匀减小的运动,叫做匀减速直线运动
2、若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则( BD )
A.汽车的速度也减小
B.汽车的速度仍增大
C.当加速度减小零时,汽车静止
D.当加速度减小零时,汽车的速度达到最大
3、如图所示,两条直线表示两个物体的运动特点,试分析两物体各做什么运动,两条直线的交点有什么含义.
答案:物体A做匀加速直线运动,物体B做匀减速直线运动,两条直线的交点表示两物体速度大小相等。
课堂探讨:
匀变速直线运动中的速度与时间的关系用公式怎么描述?
已知v0 =2m/s ,a=1m/s2,试分析任意时刻的速度与时间的关系
理论推导:
解:设t =0时速度为v 0
t 时刻的速度为v
则 △t =t -0=t △v =v -v 0
由于是匀变速直线运动,所以a 不变t
t a 0
V V V -=∆∆=,得:v=v 0+at 二、速度与时间的关系式
v = v 0 + at
(1)从图象上看V 与t 的关系
公式说明:
1、速度公式是匀变速直线运动速度的一般表示形式.它所表明瞬时速度与时刻 t 的对应关系.
2、通常取初速度v 0方向为正方向,加速度a 可正可负(正、负表示方向),在匀变速直线运动中a 恒定.
(1)当a 与v 0同方向时,a >0表明物体的速度随时间均匀增加,如下图1 (2)当a 与v 0反方向时,a <0表明物体的速度随时间均匀减少,如下图2.
3、速度公式是矢量式:
例题:
1、汽车以36km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少?
解:以初速度v0=36km/h=10m/s的方向为正方向
则10s后的速度:
v=v
+at
=10m/s+0.6m/s2×10s
=16m/s
=57.6km/h
2、某汽车正以12m/s的速度在路面上匀速行驶,前方出现紧急情况需刹车,加速度大小是
3m/s2,求汽车5s末的速度。
解:以初速度方向为正方向
则v=v0+at=12+(-3) ×5m/s=-3m/s
当车速减为零时,v=v0+at0=12-3t0=0
解得t0=4s
即4s末汽车已刹车完毕,所以5末时汽车处于静止状态,即速度为零。
(三)、课堂小结
1、匀变速直线运动的定义及其特点。
2、匀变速直线运动的分类,怎样根据图像判断是匀加速还是匀减速。
3、匀变速直线运动速度与时间的关系,各量分别代表的物理量。
(四)、布置作业
固学案2.2节内容
八、板书设计
§2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
一、匀变速直线运动
1. 1:定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动。
2. 2:分类:匀加速直线运动、匀减速直线运动
3. 通过v-t图判断物体的运动情况
二、速度与时间的运动关系
v = v0 + at。