人教版 (新课标)必修12 匀变速直线运动的速度与时间的关系教课课件ppt

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知识与技能1．掌握匀变速直线运动的规律特点，会推导公式v＝v0＋at.2．知道v－t图象的意义，会用公式和图象分析解决问题．过程与方法通过研究v－t图象，理解各公式和图象．
情感、态度与价值观1．通过自己做实验并发现规律，培养探索规律的兴趣．2．体验同一物理规律的不同描述方法，培养科学价值观．
如图所示，现代战斗机和攻击机的起飞速度，大都在250km/h～350km/h，如果自行加速滑跑，至少需要2000～3500m长的跑道．但目前世界上最大的航空母舰飞行甲板也不过330多米．如果让飞机自行滑跑起飞，没等它加速到起飞速度，就已经掉到海里去了．在这种情况下，舰上的飞机怎样做到安全起飞呢？航空母舰专门安装了一种叫“飞机弹射器”的特殊装置，它能像拉弓射箭一样，把飞机像箭一样弹射出去．
舰载飞机从弹射器那里获得了巨大的推力，迅速达到了起飞速度，便可以安全离舰起飞了．已知“F－A15”型战斗机在跑道上加速时可能产生的最大加速度为4.0m/s2，起飞速度为50m/s，若要该飞机滑行6s后起飞，则弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？
1．定义：物体沿着直线运动，而且保持加速度不变，这种运动叫做匀变速直线运动．2．匀变速直线运动的分类：
3.匀变速直线运动的v－t图象实验小车的v－t图象是一条倾斜直线．由此可知，无论Δt取何值，无论在什么时间阶段，Δt对应的速度变化Δv都相同，即Δv/Δt不变，则物体的加速度不变．所以匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜直线．在数学函数图象中，Δv/Δt叫做图象的斜率，故v－t图象的斜率表示物体做匀变速直线运动的加速度的大小．
知识拓展：如图所示为沿直线运动的甲、乙、丙三个物体的速度—时间图象，它们的速度各怎样变化，在相等的时间内速度的变化相同吗？三个物体都是做匀变速直线运动吗？
由图象知，三者的速度均在增加，即都做加速直线运动．其速度的变化分析如下：分别在甲、乙、丙三个图象上连续取相同的时间间隔Δt，由图知，甲物体在相同时间内速度的变化量Δv相同，乙物体速度的变化量Δv增加，丙物体速度的变化量Δv减小．由加速度的定义a＝Δv/Δt知，甲的加速度大小不变，乙的加速度大小增加，丙的加速度大小减小．只有甲物体做匀变速直线运动．
4．对v－t图象的理解(1)用图象法处理问题的优点形象直观，清晰便捷，能非常直观地反映运动物体的速度随时间变化的情况，便于从整体上认识运动的特点．
(2)v－t图象的类型1)匀速直线运动的v－t图象如图甲所示，由于匀速直线运动的速度不随时间改变，因而v－t图象是一条平行于时间轴的直线．从图象中可以直接看出速度的大小为v0.
2)匀变速直线运动的v－t图象①如图乙所示，匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜的直线，直线a反映了速度随时间是均匀增加的，即是匀加速直线运动的图象；直线b反映了速度随时间是均匀减小的，即是匀减速直线运动的图象．②v－t图象的几方面理解
3)变加速直线运动的v－t图象．物体做加速度变化的直线运动，其v－t图象为一条曲线．
(1)v－t图象反映速度随时间变化的规律，并不表示物体运动的轨迹．(2)由于v－t图象中只能表示正、负两个方向，所以它只能描述直线运动，无法描述曲线运动．
1．速度公式v＝v0＋at的适用条件是匀变速直线运动，所以应用公式时必须首先对运动性质和运动过程进行判断和分析．2．对物体的运动进行分析时，要养成画运动草图的习惯，一般有两种草图：一是v－t图象；二是物体的运动轨迹图．这样可以帮助我们对物体运动过程的理解，有助于发现已知量和未知量之间的关系．
3．如果一个物体的运动包含几个阶段，就应当分段分析，明确物体在各个阶段的运动规律．如果全过程不是匀变速直线运动，但只要每一小段是匀变速直线运动，也可以在每小段上应用速度公式求解．4．对匀减速直线运动的两种处理方法：方法一是将a直接用负值代入，速度公式v＝v0＋at不变(教材例2的求解就采用了此种方法)；方法二是将a用其大小代入，速度公式须变形为v＝v0－at.
例1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，展开伞后运动员以5m/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5m/sB．这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍C．这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/sD．这一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/s答案：CD
规律总结：匀变速直线运动的加速度不变，速度是均匀变化的，即单位时间内速度的变化量相等．
变式训练1　做直线运动的物体在第1s末、第2s末、第3s末……的速度分别为1m/s,2m/s、3m/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答案：D
分析：确切理解匀变速直线运动的速度均匀变化的意义，即在任意相等的时间内速度的变化都相等．
解析：虽然单位时间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等，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．
例2列车进站前刹车，己知刹车前列车速度为60km/h，刹车加速度大小为0.8m/s2，求刹车后15s和30s列车的速度．答案：4.7m/s　0
规律总结：应用v＝v0＋at处理问题的步骤是：(1)选取一个物体为研究对象．(2)画出运动过程的草图，标上已知量以便于灵活选用公式．(3)选取一个过程为研究过程，以初速度方向为正方向，判断各量的正负，利用v＝v0＋at由已知条件求解未知量．(4)讨论所得矢量的大小及方向
变式训练2　一质点从静止开始以1m/s2的加速度匀加速运动，经5s后做匀速运动，最后2s的时间质点做匀减速运动直至静止，则质点匀速运动时的速度是多大？减速运动时的加速度是多大？答案：5m/s　2.5m/s2
分析：质点的运动过程包括加速—匀速—减速三个阶段，如图．
在解决直线运动的题目时要善于把运动过程用图描绘出来，图示有助于我们思考，使整个运动一目了然，可以起到事半功倍的作用．同学们要养成这个习惯．图示中AB为加速，BC为匀速，CD为减速，匀速运动的速度既为AB段的末速度，也为CD段的初速度，这样一来，就可以利用公式方便地求解了．
例3A、B是做匀变速直线运动的两个物体的速度图象，如图所示．
(1)A、B各做什么运动？求其加速度．(2)两图象交点的意义．(3)求1s末A、B的速度．(4)求6s末A、B的速度．答案：见解析
分析：要学会根据图象描述物体的运动．在图象中，v＞0，表示物体沿规定的正方向运动；v＜0，表示物体沿规定的正方向的反方向运动；可以根据图象的斜率求出物体运动的加速度．
规律总结：从v－t图象可获得物体运动的信息有：(1)物体运动快慢——对应纵轴数值；(2)物体运动的方向——t轴上方为正方向，t轴下方为负方向；(3)运动快慢的变化——从图线对应的v数值变化看出运动快慢的变化；(4)加速度大小及变化——图线斜率的大小表示加速度大小．
变式训练3　如下图所示，是汽车做直线运动的v－t图象，试回答图象中各段分别代表什么运动？
(1)AB段：______________；(2)BC段：______________；(3)CD段：______________；(4)DE段：______________.答案：(1)匀减速直线运动　(2)静止　(3)匀加速直线运动　(4)匀速直线运动
例4飞机着陆后以6m/s2的加速度做匀减速直线运动，若其着陆时的速度为60m/s，求它着陆后12s末的速度．
分析：该题易错之处在于直接将t＝12s代入公式v＝v0＋at进行计算，得出v＝－12m/s的错误结论．因为飞机做减速运动，速度为零时，飞机便停止了，故12s内飞机是否一直都在运动需要判断．
规律总结：运动学中的公式多，但有序，准确地记住公式和规范地使用公式是时时都要注意的．对于减速运动问题，应首先计算减速时间．
变式训练4　汽车以36km/h的速度匀速行驶，遇到情况后以0.6m/s2的加速度刹车，则10s和20s末的速度分别为多大？答案：4m/s　0
解析：求20s时的速度时，最常见的错误是v＝v0＋at＝10＋(－0.6)×20m/s＝－2m/s，即20s末的速度大小为2m/s，方向与初速度的方向相反，但是汽车在刹车运动中速度减小为零后就停止运动了，不会反向行驶，故这个结果与事实不符，究其原因是20s的时间内汽车并非一直做减速运动，因此处理这类问题时要注意题目所给时间与汽车的实际刹车时间之间的关系．
一、沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做______________．二、在匀变速直线运动中，如果物体的速度随着时间均匀增加，这个运动叫做______________；如果物体的速度随着时间均匀减小，这个运动叫做______________．
三、匀变速直线运动的速度公式为______________，利用这个速度公式所绘制的速度图象是______________．
自主校对：一、匀变速直线运动二、匀加速直线运动　匀减速直线运动三、v＝v0＋at　直线
1．下列说法正确的是(　　)A．匀速直线运动的速度图象是与时间轴平行的直线B．匀速直线运动的速度图象是倾斜直线C．匀变速直线运动的速度图象是与时间轴平行的直线D．匀变速直线运动的速度图象是曲线答案：A
解析：匀速直线运动的速度不随时间变化，所以其速度图象是与时间轴平行的直线，选项A正确，B错误．匀变速直线运动的速度随时间均匀变化(均匀增加或均匀减小)，所以其速度图象是倾斜直线，选项C、D错误．
2．如图所示为A、B两个物体运动的速度—时间图象，根据图象判断下列说法正确的是 (　　)A．A的速度大于B的速度B．A的位移大于B的位移C．A的加速度大于B的加速度D．A的平均速度大于B的平均速度答案：C
解析：在开始阶段A的速度小于B的速度，后来A的速度大于B的速度，选项A错误．A、B的位移随时间而改变，没有指出在哪段时间内的位移，无法比较A、B位移的大小，选项B错误．图线A的斜率大于图线B的斜率，而速度—时间图线的斜率表示加速度的大小，故选项C正确．平均速度随时间段的不同而不同，因没有指出比较在哪段时间内的平均速度，故选项D不正确．
3．一辆汽车正以43.2km/h的速度行驶，突然前方出现紧急情况，必须在2s内停下来，则汽车的加速度不得小于多少？答案：6m/s
解析：假设汽车用时2s恰好停下来，以初速度方向为正方向．初速度v0＝43.2km/h＝12m/s末速v＝0v＝v0＋ata＝－6m/s2大小：6m/s2方向：与运动方向相反
儒勒·凡尔纳的炮弹向月球飞去的时候，有一件事使炮弹里的乘客感到莫名其妙，就是他们没听到这门大炮把他们从炮口里射出时的声音．不过这是必然的，不论这炮声有多么大，炮声传播的速度(同一切声音在空气里的传播速度一样)只是340m/s.可是炮弹却以11000m/s的速度前进．炮弹既然赶在声音的前面，放炮时的声音达不到旅客们的耳朵，就是可以理解的了．
现在我们不谈那幻想的炮弹，而谈真正的枪炮的子弹：是子弹运动得比声音快呢，还是声音比子弹更快，可以警告被射击的人快些躲开？