高中物理 第2章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第1節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)的研究 第1節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 填一填 練一練 一 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 見(jiàn)課本第31 32頁(yè) 1 定義 物理學(xué)中 稱物體加速度保持不變的直線運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng) 2 特點(diǎn) 做勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(shí) 物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)加速度與速度反向時(shí) 物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 二 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度變化規(guī)律 見(jiàn)課本第32 34頁(yè) 1 速度公式 vt v0 at 2 對(duì)速度公式的理解 設(shè)v0的方向?yàn)檎较?當(dāng)a 0時(shí) a與v0方向相同 物體的速度增加 即為勻加速直線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)a 0時(shí) a與v0方向相反 物體的速度減小 即為勻減速直線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)v0 0時(shí) 公式可簡(jiǎn)化為vt at 此時(shí)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(dòng)的v t圖象 填一填 練一練 三 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移規(guī)律 見(jiàn)課本第34 35頁(yè) 1 位移公式 s v0t at2 2 位移 時(shí)間圖象 s t圖象 以橫軸表示時(shí)間 縱軸表示位移 根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)取單位 定標(biāo)度 描點(diǎn) 用平滑線連接各點(diǎn)便得s t圖象 對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō) 位移是時(shí)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(dòng)的速度位移公式 見(jiàn)課本第36頁(yè) 填一填 練一練 一個(gè)物體在水平直線上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 初速度為3m s 經(jīng)過(guò)4s它的位移為24m 則這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)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(xiàng)A正確 答案 A 問(wèn)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(dòng)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(jí)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(shí)即可升空 假定 獵鷹 教練機(jī)從靜止滑跑時(shí)以3 5m s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 則從啟動(dòng)到起飛共滑行多長(zhǎng)時(shí)間 問(wèn)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(hào)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(shí) 一般取v0的方向?yàn)檎较?a vt與v0的方向相同時(shí)取正值 與v0的方向相反時(shí)取負(fù)值 3 公式的適用條件僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng) 4 公式vt v0 at的特殊形式 1 當(dāng)a 0時(shí) vt v0 勻速直線運(yùn)動(dòng) 2 當(dāng)v0 0時(shí) vt at 由靜止開始的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 問(wèn)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(wèn)題 1 速度公式vt v0 at的適用條件是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 所以應(yīng)用公式時(shí)首先對(duì)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行判斷和分析 2 對(duì)勻減速直線運(yùn)動(dòng)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(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間 特別對(duì)于做勻減速直線運(yùn)動(dòng)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(shí)間與物體所能運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間的關(guān)系 剎車類問(wèn)題不能反向加速 當(dāng)速度減為零時(shí)運(yùn)動(dòng)過(guò)程結(jié)束 4 如果一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)包含幾個(gè)階段 就應(yīng)當(dāng)分段分析 明確物體在各個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 問(wèn)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(hào)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(shí)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(dòng) a 0 6m s2 減速到停止的時(shí)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(wèn)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(shí)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(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 問(wèn)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(diǎn)從靜止開始以1m s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 經(jīng)5s后做勻速直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4s 最后2s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到靜止 則質(zhì)點(diǎn)勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是多大 勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度多大 解析 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程包括加速 勻速 減速三個(gè)階段 畫出運(yùn)動(dòng)過(guò)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(dòng)的速度既為AB段的末速度 也為CD段的初速度 由運(yùn)動(dòng)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(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 負(fù)號(hào)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(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移變化規(guī)律美國(guó)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(lái)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(dòng) 火箭的加速度是a 則火箭運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 對(duì)位移公式s v0t at2的理解 1 因?yàn)関0 a s均為矢量 使用公式時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向 一般以v0的方向?yàn)檎较?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(jì)算結(jié)果為正值 說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)位移的方向?yàn)檎?若位移計(jì)算結(jié)果為負(fù)值 說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)位移的方向?yàn)樨?fù) 2 因?yàn)槲灰乒绞顷P(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(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡為曲線 3 對(duì)于初速度為零 v0 0 的勻變速直線運(yùn)動(dòng) 位移公式為s at2 即位移s與時(shí)間t的二次方成正比 4 s v0t at2是矢量式 應(yīng)用時(shí)s v0 a都要根據(jù)選定的正方向帶上 號(hào) 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 問(wèn)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(dòng)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(dòng)看成是以平均速度運(yùn)動(dòng)的勻速直線運(yùn)動(dòng) 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960020一輛汽車剎車前速度為90km h 剎車時(shí)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(shí)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(shí)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(guò)2 5s停下來(lái) 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(wèn)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(diǎn)后 再反向加速運(yùn)動(dòng)重新到達(dá)位移為30m處時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間 由于汽車剎車是單向運(yùn)動(dòng) 很顯然 t2不合題意 應(yīng)舍去 探究一 探究二 探究三 問(wèn)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(guò)程可反過(guò)來(lái)看做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng) 求出汽車以10m s2的加速度從靜止開始運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)1s的位移 即答案 1 31 25m 2 2s 3 5m 探究一 探究二 探究三 問(wèn)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(dòng) 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(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 問(wèn)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(dòng) 為什么 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 勻速直線運(yùn)動(dòng)的v t圖象 1 形狀 由于勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度保持不變 所以其v t圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線 如圖甲所示 2 運(yùn)動(dòng)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(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v t圖象如圖乙所示 勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(shí)間是均勻增加的 為勻加速直線運(yùn)動(dòng)的圖象 2 直線b反映了速度隨著時(shí)間是均勻減小的 為勻減速直線運(yùn)動(dòng)的圖象 3 直線c反映了速度隨著時(shí)間先均勻減小 后均勻增加 由于加速度不變 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程也是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 3 v t圖象的應(yīng)用通過(guò)v t圖象 可以明確以下信息 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題3 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960021 多選 如圖為一質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度 時(shí)間圖象 下列說(shuō)法中正確的是 A 整個(gè)過(guò)程中 CE段的加速度最大B 在18s末 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了變化C 整個(gè)過(guò)程中 D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)D BC段表示的運(yùn)動(dòng)所通過(guò)的位移是34m 探究一 探究二 探究三 問(wèn)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(gè)過(guò)程中 CE段的加速度最大 選項(xiàng)A正確 在18s末 質(zhì)點(diǎn)的加速度方向發(fā)生了變化 但運(yùn)動(dòng)方向 速度方向 不變 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 根據(jù)v t圖象與時(shí)間軸所圍成的面積表示位移可知 整個(gè)過(guò)程中 D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) 選項(xiàng)C正確 BC段表示的運(yùn)動(dòng)所通過(guò)的位移是 5 12 m 34m 選項(xiàng)D正確 答案 ACD 探究一 探究二 探究三 問(wèn)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(shí)開始做直線運(yùn)動(dòng) 其速度 時(shí)間圖象如圖所示 下列選項(xiàng)正確的是 A 在0 6s內(nèi) 物體離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)為30mB 在0 6s內(nèi) 物體經(jīng)過(guò)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(dòng)解析 結(jié)合v t圖象知t 5s時(shí)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)為35m A錯(cuò)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(dòng) D錯(cuò)誤 答案 BC 探究一 探究二 探究三 問(wèn)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(dòng) 下列說(shuō)法中正確的是 A 物體的末速度一定與時(shí)間成正比B 物體的位移一定與時(shí)間的二次方成正比C 物體的速度在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的變化與這段時(shí)間成正比D 若為勻加速運(yùn)動(dòng) 速度和位移都隨時(shí)間增加 若為勻減速運(yùn)動(dòng) 速度和位移都隨時(shí)間減小解析 根據(jù)vt v0 at和s v0t at2知選項(xiàng)A B錯(cuò)誤 由加速度公式知選項(xiàng)C正確 當(dāng)物體做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí) 速度減小但位移可以增大 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案 C 12345 2 多選 下列選項(xiàng)圖為四個(gè)物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng)的圖象 那么由圖象可以看出 做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是 解析 v t圖象的斜率表示物體的加速度 選項(xiàng)A中圖線平行于時(shí)間軸 斜率為零 加速度為零 所以做勻速直線運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)B中圖線斜率不變 加速度不變 是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 且由圖象可以看出 物體的速度隨時(shí)間均勻減小 所以是勻減速直線運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)C中圖線斜率不變 加速度不變 做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)D中圖線的切線斜率越來(lái)越大 表示物體做加速度越來(lái)越大的變加速直線運(yùn)動(dòng) 答案 BC 12345 3 汽車以20m s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng) 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(guò)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(shí)間 即4s后汽車停止運(yùn)動(dòng) 所以剎車后6s的位移與剎車后4s的位移相同 故選項(xiàng)A正確 答案 A 12345 4 甲 乙兩車從同一地點(diǎn)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(shí)間內(nèi) 甲 乙兩車的位移相等B t1時(shí)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(dòng) 乙車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)解析 在v t圖象中 兩圖線相交表示該時(shí)刻兩車運(yùn)動(dòng)速度相等 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 選項(xiàng)B正確 兩圖象傾斜程度不同 加速度不相等 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 甲 乙兩車的速度隨時(shí)間的延續(xù)而增大 它們均做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)D錯(cuò)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(dòng) 求剎車后4s末的速度和8s內(nèi)汽車通過(guò)的位移 解析 汽車從開始剎車到停下來(lái) 所用時(shí)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(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間t 5s因此剎車后汽車通過(guò)的位移答案 2m s25m