物理必修 第一册第1节 速度变化规律教学演示ppt课件

这是一份物理必修 第一册第1节 速度变化规律教学演示ppt课件，共33页。PPT课件主要包含了基础探究，合作探究，实践应用，知识梳理，形成概念掌握新知，加速度，v0+at，思考与自测，思考判断，思维探究等内容，欢迎下载使用。

一、匀变速直线运动的特点1.定义:物理学中,将物体 保持不变的直线运动称为匀变速直线运动。2.分类(1)匀加速直线运动:加速度与 同向。(2)匀减速直线运动:加速度与 反向。二、匀变速直线运动的速度—时间关系1.速度与时间的关系式:vt= 。2.图像:匀变速直线运动的v-t图像是一条 的直线。
(1)运动方向改变的直线运动一定不是匀变速直线运动。(　 　)
(2)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变速直线运动。(　 　)(4)加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动。(　 　)(5)匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。(　 　)(6)公式vt=v0+at适用于任何做直线运动的物体。(　 　)
(1)某物体的速度—时间图像如图所示,试说明该物体做什么运动。
答案:由于物体的v-t图像是一条倾斜直线,首先确定该物体做匀变速直线运动;又由于它的速度反向增大,所以说该物体做与规定正方向反向的匀加速直线运动。
(2)有同学根据公式vt=v0+at提出“物体的加速度越大,速度一定增加得越快”的观点,该观点正确吗?
答案:不正确,当a与v同向时,a越大,速度会增加得越快;当a与v反向时,a越大,速度则会减小得越快。
要点一　匀变速直线运动
你坐在沿直线行驶的汽车中,能看到:汽车启动时,速度计的指针顺时针方向转动;刹车时,速度计的指针逆时针方向转动。那么,如何根据此现象判断汽车的运动是不是匀变速直线运动呢?如果汽车做的是匀减速直线运动,加速度如何变化?
答案:若速度计的指针随时间均匀变化,则汽车做的是匀变速直线运动;若速度计的指针随时间变化不均匀,则汽车做的不是匀变速直线运动;若汽车做匀减速直线运动,加速度不变。
匀速直线运动与匀变速直线运动
[例1] 对匀变速直线运动的特点,下列说法正确的是(　 　)A.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、…的直线运动为匀加速直线运动B.匀减速直线运动中,由于加速度与初速度方向相反,则加速度为负值C.物体做匀变速直线运动,其加速度是均匀变化的D.在匀变速直线运动中,相同时间内速度的变化相同
解析:匀变速直线运动的加速度不变,即相同时间内速度的变化量相同,故C项错误,D项正确。而A项中只是特殊时间段内速度的变化量相同,物体可能是匀加速直线运动,也可能是非匀变速直线运动,故A项错误。B项中只有在规定了初速度方向为正方向的前提下,加速度才为负值,B项错误。
(1)物体是否做匀变速直线运动关键是看加速度是否恒定。(2)物体加速还是减速关键是看加速度和速度方向是否相同。
[针对训练1] (2022·福建福清期中)若物体做加速度恒定的变速直线运动,则以下说法中正确的是(　 　)A.初速度越大,则物体的末速度一定越大B.在相等的时间内速度变化量不一定相同C.物体的加速度方向不变,速度方向可能改变D.物体运动时,速度的变化量越大,它的加速度一定越大
解析:物体的末速度与初速度、加速度和所用时间都有关,故加速度越大,或初速度越大,或时间越长,末速度都不一定越大,故A错误;根据Δv=at可知,相等时间内速度的变化量相同,故B错误;一个物体先正向匀减速,减速至零后反向匀加速,速度方向改变,加速度方向不变,故C正确;物体的速度变化大,但所需时间更长的话,物体速度的变化率可能很小,则加速度就会很小,故D错误。
要点二　对速度与时间关系的理解及应用
(1)如图是匀变速直线运动的速度—时间图像,物体的初速度为v0,加速度为a,经过时间t的速度为vt。请根据加速度的定义式推导速度与时间的关系,并在速度—时间图像中标出v0和Δv。
(2)匀变速直线运动的速度与时间的关系式vt=v0+at,能否这样理解“做匀变速运动的物体有初速度v0,并且加速度a为定值,那么经过t时间后的速度,就应该在初速度v0的基础上加上这段时间内速度的变化量at,即vt=v0+at”?
1.公式vt=v0+at中各量的物理意义v0是开始时刻的速度,称为初速度;vt是经时间t后的瞬时速度,称为末速度;at是在时间t内速度的变化量,即Δv=at。2.公式的适用条件:做匀变速直线运动的物体。3.注意公式的矢量性公式中的v0、vt、a均为矢量,应用公式解题时,一般取v0的方向为正方向,若物体做匀加速直线运动,a取正值;若物体做匀减速直线运动,a取负值。4.特殊情况(1)当v0=0时,vt=at,即vt∝t(由静止开始的匀加速直线运动)。
(2)当a=0时,vt=v0(匀速直线运动)。
[例2] 在某汽车检测中心,检测员正在测试汽车加速、减速性能。汽车以36 km/h的速度匀速行驶。若汽车以0.6 m/s2的加速度加速,则10 s后的速度为　　　 　;若汽车以-0.6 m/s2的加速度滑行,汽车到停下来需要的时间为　　　　。
答案:16 m/s　16.7 s
[针对训练2] 一家从事创新设计的公司打造了一辆飞行汽车,既可以在公路上行驶,也可以在天空飞行。已知该飞行汽车起飞时在跑道上的加速度大小为2 m/s2,速度达到40 m/s后离开地面。离开跑道后的加速度为5 m/s2,最大速度为200 m/s。该飞行汽车从静止加速到最大速度所用的时间为(　 　)A.40 s B.52 s C.88 s D.100 s
解析:由速度与时间关系式v=v0+at得离开跑道前v1=a1t1,离开跑道后v2=v1+a2t2,代入数据得t1=20 s,t2=32 s,所以t=t1+t2=52 s,选项B正确。
要点三　匀变速直线运动的速度—时间图像
四个物体运动的v-t图像如图所示。
答案:(1)甲做匀速直线运动,乙做匀加速直线运动,丙做匀减速直线运动,丁做反向匀加速直线运动。
(1)它们分别做什么运动?
(2)匀加速直线运动的v-t图像斜率一定为正值吗?匀减速直线运动的v-t图像斜率一定为负值吗?
答案:(2)不一定;不一定。
几种直线运动的速度—时间图像(v-t图像)
[例3] A、B做匀变速直线运动,两个物体的速度图像如图所示。
(1)A、B各做什么运动并求其加速度;(2)两图像交点的意义;(3)求1 s末A、B的速度;(4)求6 s末A、B的速度。
(2)两图像交点表示在该时刻A、B速度相同。(3)1 s末A物体的速度为3 m/s,方向与初速度方向相同;B物体的速度为6 m/s,方向与初速度方向相同。
(4)6 s末A物体的速度为8 m/s,方向与初速度方向相同;B物体的速度为4 m/s,方向与初速度方向相反。
[针对训练3] (2022·福建莆田测试)(多选)某物体运动的v-t图像如图所示,下列说法中正确的是(　 　)A.在前3 s内物体做变速直线运动B.在1～2 s内与2～3 s内物体的加速度相同C.在1～2 s内与2～3 s内物体的运动方向相反D.在前2 s内物体做曲线运动
解析:由物体运动的v-t图像可知第1 s内做匀速直线运动,所以A错误;由v-t图像可知图像的斜率表示加速度,所以在1～2 s内与2～3 s内物体的加速度相同,则B正确;v-t图像速度的正负值表示速度的方向,所以在1～2 s内与2～3 s内物体的运动方向相反,则C正确;在前2 s内物体做直线运动,所以D错误。
模型·方法·结论·拓展
数形结合法在匀变速直线运动中的应用数形结合是一种重要的数学方法,其应用大致可分为两种情况:或借助于数的精确性来阐明形的某些属性,或借助于形的几何直观性来阐明数之间某种关系。在物理学中,两个物理量间的函数关系,不仅可以用公式表示,还可以用图像表示。物理图像是数与形相结合的产物,是具体与抽象相结合的体现,它能够直观、形象、简洁地展现两个物理量之间的关系,清晰地表达物理过程,正确地反映实验规律。
[示例] 如图所示的s-t图像和v-t图像中,给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况,关于它们的物理意义,下列描述正确的是(　 　)A.图线1表示物体做曲线运动B.s-t图像中t1时刻v1>v2C.v-t图像中t3时刻3、4两物体相遇D.两图像中,t2、t4时刻2、4两物体开始反向运动
解析:图线1表示的是物体做变速直线运动,选项A错误;s-t图像中t1时刻曲线1的斜率大于2的斜率,物体1的速度v1大于物体2的速度v2,选项B正确;在v-t图像中图线的交点表示两物体的速度相等,不表示两物体相遇,选项C错误;s-t 图像中t2时刻物体2开始反向运动,v-t图像中t4时刻物体4开始减速,但运动方向不变,选项D错误。
科学·技术·社会·环境
“汽车刹车”与匀变速直线运动实际交通工具刹车后,在摩擦力作用下的运动可认为是匀减速直线运动,且此运动过程不可逆,即当速度减小到零时,车辆就会停止运动,不会反向加速。解答此类问题的常规思路是:
(2)将题中所给出的已知时间t与T比较。若Tt,则在利用公式进行计算时,公式中的时间应为t。
[示例] 卡车原来以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使卡车匀减速前进,当卡车减速到2 m/s时,交通灯转为绿灯,司机立即放开刹车,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,从开始刹车到恢复原速共用了12 s。求:
(1)减速与加速过程中的加速度各为多大;
答案:(1)1 m/s2　2 m/s2