高中物理 第2章 勻變速直線運(yùn)動的研究 第1節(jié) 勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律課件 魯科版必修1.ppt

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第2章勻變速直線運(yùn)動的研究 第1節(jié)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律 填一填 練一練 一 勻變速直線運(yùn)動的特點 見課本第31 32頁 1 定義 物理學(xué)中 稱物體加速度保持不變的直線運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動 2 特點 做勻變速直線運(yùn)動的物體 其加速度的大小和方向都不改變 3 分類 當(dāng)加速度與速度同向時 物體做勻加速直線運(yùn)動 當(dāng)加速度與速度反向時 物體做勻減速直線運(yùn)動 二 勻變速直線運(yùn)動的速度變化規(guī)律 見課本第32 34頁 1 速度公式 vt v0 at 2 對速度公式的理解 設(shè)v0的方向為正方向 當(dāng)a 0時 a與v0方向相同 物體的速度增加 即為勻加速直線運(yùn)動 當(dāng)a 0時 a與v0方向相反 物體的速度減小 即為勻減速直線運(yùn)動 當(dāng)v0 0時 公式可簡化為vt at 此時vt與a的方向總是相同的 填一填 練一練 3 勻變速直線運(yùn)動的v t圖象 填一填 練一練 三 勻變速直線運(yùn)動的位移規(guī)律 見課本第34 35頁 1 位移公式 s v0t at2 2 位移 時間圖象 s t圖象 以橫軸表示時間 縱軸表示位移 根據(jù)實際數(shù)據(jù)取單位 定標(biāo)度 描點 用平滑線連接各點便得s t圖象 對于勻變速直線運(yùn)動來說 位移是時間的二次函數(shù) 其圖象是一條二次函數(shù)的曲線 四 勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式 見課本第36頁 填一填 練一練 一個物體在水平直線上做勻加速直線運(yùn)動 初速度為3m s 經(jīng)過4s它的位移為24m 則這個物體運(yùn)動的加速度等于 A 1 5m s2B 2m s2C 4m s2D 0 75m s2解析 根據(jù)s v0t at2 代入數(shù)據(jù)24m 3m s 4s a 4s 2 解得a 1 5m s2 選項A正確 答案 A 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 勻變速直線運(yùn)動的速度變化規(guī)律由中航洪都集團(tuán)自主研制的 L 15獵鷹 新型高級教練機(jī) 如圖所示 在某海航展上進(jìn)行了精彩的飛行表演 設(shè) L 15獵鷹 教練機(jī)的速度達(dá)到95m s時即可升空 假定 獵鷹 教練機(jī)從靜止滑跑時以3 5m s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動 則從啟動到起飛共滑行多長時間 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 1 公式vt v0 at中各符號的含義 1 v0 vt分別表示物體的初 末速度 2 a為物體的加速度 且a為恒量 2 公式的矢量性公式中的v0 vt a為矢量 應(yīng)用公式解題時 一般取v0的方向為正方向 a vt與v0的方向相同時取正值 與v0的方向相反時取負(fù)值 3 公式的適用條件僅適用于勻變速直線運(yùn)動 4 公式vt v0 at的特殊形式 1 當(dāng)a 0時 vt v0 勻速直線運(yùn)動 2 當(dāng)v0 0時 vt at 由靜止開始的勻加速直線運(yùn)動 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 5 使用速度公式要注意的問題 1 速度公式vt v0 at的適用條件是勻變速直線運(yùn)動 所以應(yīng)用公式時首先對運(yùn)動性質(zhì)和運(yùn)動過程進(jìn)行判斷和分析 2 對勻減速直線運(yùn)動的兩種處理方法 方法一是將a直接用負(fù)值代入 速度公式vt v0 at不變 方法二是將a用其大小代入 速度公式變形為vt v0 at 3 注意物體實際運(yùn)動時間 特別對于做勻減速直線運(yùn)動的物體 應(yīng)注意物體速度減為零之后能否加速返回 若不能返回 應(yīng)注意題中所給時間與物體所能運(yùn)動的最長時間的關(guān)系 剎車類問題不能反向加速 當(dāng)速度減為零時運(yùn)動過程結(jié)束 4 如果一個物體的運(yùn)動包含幾個階段 就應(yīng)當(dāng)分段分析 明確物體在各個階段的運(yùn)動規(guī)律 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 例題1 導(dǎo)學(xué)號93960019汽車以45km h的速度勻速行駛 則 1 若汽車以0 6m s2的加速度加速 則10s后速度能達(dá)到多少 2 若汽車剎車以0 6m s2的加速度減速 則10s后速度能達(dá)到多少 3 若汽車剎車以3m s2的加速度減速 則10s后速度為多少 解析 1 初速度v0 45km h 12 5m s 加速度a 0 6m s2 時間t 10s 10s后汽車的速度為vt v0 at 12 5 0 6 10 m s 18 5m s 2 汽車勻減速運(yùn)動 a 0 6m s2 減速到停止的時間所以10s后汽車的速度為vt v0 at 12 5 0 6 10 m s 6 5m s 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 3 汽車剎車所用時間所以10s后汽車已經(jīng)剎車完畢 則10s后汽車速度為零 答案 1 18 5m s 2 6 5m s 3 0 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 變式訓(xùn)練1一質(zhì)點從靜止開始以1m s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動 經(jīng)5s后做勻速直線運(yùn)動 勻速直線運(yùn)動的時間為4s 最后2s時間內(nèi)質(zhì)點做勻減速直線運(yùn)動直到靜止 則質(zhì)點勻速直線運(yùn)動時的速度是多大 勻減速直線運(yùn)動時的加速度多大 解析 質(zhì)點的運(yùn)動過程包括加速 勻速 減速三個階段 畫出運(yùn)動過程的示意圖如圖所示 圖中AB段為加速 BC段為勻速 CD段為減速 勻速運(yùn)動的速度既為AB段的末速度 也為CD段的初速度 由運(yùn)動學(xué)公式可知vB v0 at 0 1 5m s 5m svC vB 5m s 將vt v0 at應(yīng)用于CD段vD 0 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 負(fù)號表示a 與v0方向相反 答案 5m s2 5m s2 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 勻變速直線運(yùn)動的位移變化規(guī)律美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家宣稱 采用最新科技的火箭 未來從地球到火星的旅行只需要39天 假設(shè)火箭從地球出發(fā)后的一段位移s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動 火箭的加速度是a 則火箭運(yùn)動的時間為多少 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 對位移公式s v0t at2的理解 1 因為v0 a s均為矢量 使用公式時應(yīng)先規(guī)定正方向 一般以v0的方向為正方向 若a與v0同向 則a取正值 若a與v0反向 則a取負(fù)值 若位移計算結(jié)果為正值 說明這段時間內(nèi)位移的方向為正 若位移計算結(jié)果為負(fù)值 說明這段時間內(nèi)位移的方向為負(fù) 2 因為位移公式是關(guān)于t的一元二次函數(shù) 故s t圖象是一條拋物線 一部分 但它不表明質(zhì)點運(yùn)動的軌跡為曲線 3 對于初速度為零 v0 0 的勻變速直線運(yùn)動 位移公式為s at2 即位移s與時間t的二次方成正比 4 s v0t at2是矢量式 應(yīng)用時s v0 a都要根據(jù)選定的正方向帶上 號 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 位移與平均速度的關(guān)系 如圖是勻變速直線運(yùn)動的v t圖象 由梯形的面積表示位移 3 物理意義 可以把勻變速直線運(yùn)動看成是以平均速度運(yùn)動的勻速直線運(yùn)動 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 導(dǎo)學(xué)號93960020一輛汽車剎車前速度為90km h 剎車時獲得的加速度大小為10m s2 求 1 汽車開始剎車后10s內(nèi)滑行的距離s0 2 從開始剎車到汽車位移為30m所經(jīng)歷的時間t 3 汽車靜止前1s內(nèi)滑行的距離s 解析 1 先算出汽車剎車經(jīng)歷的總時間 由題意可知 初速度v0 90km h 25m s 末速度vt 0根據(jù)vt v0 at0及a 10m s2得汽車剎車后經(jīng)過2 5s停下來 因此汽車剎車后10s內(nèi)的位移等于剎車后2 5s內(nèi)的位移 可用以下兩種解法求解 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解得t1 2s t2 3s t2表示汽車經(jīng)t1后繼續(xù)前進(jìn)到達(dá)最遠(yuǎn)點后 再反向加速運(yùn)動重新到達(dá)位移為30m處時所經(jīng)歷的時間 由于汽車剎車是單向運(yùn)動 很顯然 t2不合題意 應(yīng)舍去 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 3 把汽車減速到速度為零的過程可反過來看做初速度為零的勻加速運(yùn)動 求出汽車以10m s2的加速度從靜止開始運(yùn)動經(jīng)過1s的位移 即答案 1 31 25m 2 2s 3 5m 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2一物體做勻減速直線運(yùn)動 初速度大小為v0 5m s 加速度大小為a 0 5m s2 求 1 物體在3s內(nèi)的位移大小 2 物體在第3s內(nèi)的位移大小 解析 1 3s內(nèi)的位移 2 同理2s內(nèi)物體的位移因此 第3s內(nèi)的位移s s3 s2 12 75m 9m 3 75m 答案 1 12 75m 2 3 75m 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 v t圖象的理解如圖所示的圖象 是否是勻變速直線運(yùn)動 為什么 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 勻速直線運(yùn)動的v t圖象 1 形狀 由于勻速直線運(yùn)動的速度保持不變 所以其v t圖象是一條平行于時間軸的直線 如圖甲所示 2 運(yùn)動速度 從圖象中可以直接讀出速度的大小和方向 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 勻變速直線運(yùn)動的v t圖象如圖乙所示 勻變速直線運(yùn)動的v t圖象是一條傾斜的直線 乙 1 直線a反映了速度隨著時間是均勻增加的 為勻加速直線運(yùn)動的圖象 2 直線b反映了速度隨著時間是均勻減小的 為勻減速直線運(yùn)動的圖象 3 直線c反映了速度隨著時間先均勻減小 后均勻增加 由于加速度不變 整個運(yùn)動過程也是勻變速直線運(yùn)動 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 3 v t圖象的應(yīng)用通過v t圖象 可以明確以下信息 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題3 導(dǎo)學(xué)號93960021 多選 如圖為一質(zhì)點做直線運(yùn)動的速度 時間圖象 下列說法中正確的是 A 整個過程中 CE段的加速度最大B 在18s末 質(zhì)點的運(yùn)動方向發(fā)生了變化C 整個過程中 D點對應(yīng)的位置離出發(fā)點最遠(yuǎn)D BC段表示的運(yùn)動所通過的位移是34m 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 根據(jù)v t圖象的斜率表示加速度可知 整個過程中 CE段的加速度最大 選項A正確 在18s末 質(zhì)點的加速度方向發(fā)生了變化 但運(yùn)動方向 速度方向 不變 選項B錯誤 根據(jù)v t圖象與時間軸所圍成的面積表示位移可知 整個過程中 D點對應(yīng)的位置離出發(fā)點最遠(yuǎn) 選項C正確 BC段表示的運(yùn)動所通過的位移是 5 12 m 34m 選項D正確 答案 ACD 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練3 多選 一物體自t 0時開始做直線運(yùn)動 其速度 時間圖象如圖所示 下列選項正確的是 A 在0 6s內(nèi) 物體離出發(fā)點最遠(yuǎn)為30mB 在0 6s內(nèi) 物體經(jīng)過的路程為40mC 在0 4s內(nèi) 物體的平均速度為7 5m sD 在5 6s內(nèi) 物體做勻減速直線運(yùn)動解析 結(jié)合v t圖象知t 5s時離出發(fā)點最遠(yuǎn)為35m A錯誤 在0 6s內(nèi)路程為40m B正確 在0 4s內(nèi) 物體的位移是30m 由 7 5m s C正確 在5 6s內(nèi)速度與加速度方向同向 應(yīng)做勻加速直線運(yùn)動 D錯誤 答案 BC 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 12345 1 一物體做勻變速直線運(yùn)動 下列說法中正確的是 A 物體的末速度一定與時間成正比B 物體的位移一定與時間的二次方成正比C 物體的速度在一定時間內(nèi)發(fā)生的變化與這段時間成正比D 若為勻加速運(yùn)動 速度和位移都隨時間增加 若為勻減速運(yùn)動 速度和位移都隨時間減小解析 根據(jù)vt v0 at和s v0t at2知選項A B錯誤 由加速度公式知選項C正確 當(dāng)物體做勻減速運(yùn)動時 速度減小但位移可以增大 選項D錯誤 答案 C 12345 2 多選 下列選項圖為四個物體在同一條直線上運(yùn)動的圖象 那么由圖象可以看出 做勻變速直線運(yùn)動的是 解析 v t圖象的斜率表示物體的加速度 選項A中圖線平行于時間軸 斜率為零 加速度為零 所以做勻速直線運(yùn)動 選項B中圖線斜率不變 加速度不變 是勻變速直線運(yùn)動 且由圖象可以看出 物體的速度隨時間均勻減小 所以是勻減速直線運(yùn)動 選項C中圖線斜率不變 加速度不變 做勻加速直線運(yùn)動 選項D中圖線的切線斜率越來越大 表示物體做加速度越來越大的變加速直線運(yùn)動 答案 BC 12345 3 汽車以20m s的速度做勻速直線運(yùn)動 剎車的加速度大小為5m s2 那么剎車后4s內(nèi)與剎車后6s內(nèi)汽車通過的位移之比為 A 1 1B 2 3C 4 3D 4 9解析 汽車剎車后速度減為零所用時間 即4s后汽車停止運(yùn)動 所以剎車后6s的位移與剎車后4s的位移相同 故選項A正確 答案 A 12345 4 甲 乙兩車從同一地點沿同一方向出發(fā) 如圖所示是甲 乙兩車的v t圖象 由圖象可知 A 0 t1時間內(nèi) 甲 乙兩車的位移相等B t1時刻甲 乙兩車的速度相等C 甲 乙兩車的加速度相等D 甲車做勻加速直線運(yùn)動 乙車做勻減速直線運(yùn)動解析 在v t圖象中 兩圖線相交表示該時刻兩車運(yùn)動速度相等 故選項A錯誤 選項B正確 兩圖象傾斜程度不同 加速度不相等 選項C錯誤 甲 乙兩車的速度隨時間的延續(xù)而增大 它們均做勻加速直線運(yùn)動 選項D錯誤 答案 B 12345 5 選做題 汽車以10m s的速度在公路上勻速行駛 剎車后以2m s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動 求剎車后4s末的速度和8s內(nèi)汽車通過的位移 解析 汽車從開始剎車到停下來 所用時間所以4s末車未停下 速度為v v0 at 10 2 4 m s 2m s5s車停下 剎車8s內(nèi)汽車在剎車后的最后3s將靜止 實際運(yùn)動時間t 5s因此剎車后汽車通過的位移答案 2m s25m