《2017－2018学年高中物理 第3章 匀变速直线运动的研究 第1节 匀变速直线运动的规律教学案 鲁科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017－2018学年高中物理 第3章 匀变速直线运动的研究 第1节 匀变速直线运动的规律教学案 鲁科版必修1（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1节匀变速直线运动的规律1.匀变速直线运动的加速度大小和方向都不改变，分为匀加速直线运动和匀减速直线运动。2匀变速直线运动的速度随时间不断变化，其基本规律是vtv0at。3匀变速直线运动的vt图像是一条倾斜的直线，斜率绝对值的大小表示加速度的数值，图线与时间轴围成的面积表示位移的大小。4匀变速直线运动的位移随时间的变化规律是sv0tat2，st图像是曲线。一、匀变速直线运动的特点1匀变速直线运动物体加速度保持不变的直线运动。2特点轨迹是直线，加速度的大小和方向都不改变。3分类(1)匀加速直线运动：加速度和速度同向的匀变速直线运动，其运动的速度均匀增加。(2)匀减速直线运动：加速度和速度反向的
2、匀变速直线运动，其运动的速度均匀减小。二、匀变速直线运动的速度变化规律1速度公式vtv0at。2推导过程根据加速度定义式a，可得vtv0at。3图像描述线，直线的斜率就是匀变速直线运动的加速度，直线与时间轴围成的梯形的面积在数值上等于匀变速直线运动的位移，如图311所示。 (1)v t图像：匀变速直线运动的v t图像是一条倾斜直图311 (2)at图像：如果以时间为横坐标，加速度为纵坐标可以得到加速度随时间变化的图像，通常称为at图像，如图312所示。做匀变速直线运动的物体，其at图像为平行于t轴的直线。图312三、匀变速直线运动的位移变化规律1位移公式的推导过程2位移时间图像(st图像)以横
3、轴表示时间、纵轴表示位移，根据实际数据选单位、定标度、描点，用平滑曲线连接各点便得到st图像。如图313所示是初速度为0的匀加速直线运动的位移时间图像。图3133速度位移关系式的推导1自主思考判一判(1)加速度保持不变的运动就是匀变速直线运动。()(2)匀速直线运动的vt图像是一条倾斜直线。()(3)公式sv0tat2既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动。()(4)由公式vt2v022as可知在一定时间t内，运动物体的末速度越大，位移就越大。()(5)匀变速直线运动的加速度越大，相同时间内位移越大。()(6)匀变速直线运动的平均速度越大，相同时间内位移越大。()2合作探究议一议(1)
4、做匀变速直线运动的物体，若加速度a0，它一定做减速运动吗？提示：不一定，a0只说明与规定的正方向相反，a与v有可能同向。(2)匀变速直线运动的vt图像是描述的物体的运动轨迹吗？提示：vt图像描述的是物体的速度随时间的变化规律，不是物体的运动轨迹。 (3)如图314所示，在匀变速直线运动的vt图像中，若部分图线在时间轴的下方，那么，物体的运动具有什么特征？Ot1时间内a、b的速度如何变化？图314提示：在时间轴下方的图线速度为负值，说明物体沿负方向运动。Ot1时间内，a的速度在减小，b的速度在增大。 匀变速直线运动的特点典例下列关于匀变速直线运动的说法中，正确的是()A匀变速直线运动是运动快慢相
5、同的运动B匀变速直线运动是速度变化量相同的运动C匀变速直线运动的速度一直在增加D匀变速直线运动就是速度变化快慢相同的运动解析匀变速直线运动是速度变化快慢相同的运动，即在相同时间内速度变化量相等的运动，若时间不相同，则速度的变化量不同，因此A、B错误，D正确。匀变速直线运动分为匀加速直线运动和匀减速直线运动，只有加速度方向与速度方向相同时，才做加速运动，故C错误。答案D匀变速直线运动的加速度大小、方向都不变，但匀变速直线运动的速度方向可能改变。如：木块以一定初速度沿光滑斜面减速上滑，速度减为零后，沿斜面向下加速下滑，整个过程中，木块的加速度大小、方向不变，但木块的速度方向发生了改变。1(多选)下
6、列关于直线运动的说法中正确的是()A匀速直线运动的速度是恒定的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速度随时间均匀减小的直线运动，是匀减速直线运动解析：选ABD匀速直线运动的速度是恒定的，大小和方向都不随时间变化，所以选项A正确。匀变速直线运动是加速度保持不变的直线运动，它的速度随时间均匀变化，所以选项B正确。如果速度随时间均匀增加，那么是匀加速直线运动；如果速度随时间不均匀增加，那么这种运动就不是匀加速直线运动，所以选项C错误。速度随时间均匀减小的直线运动，是匀减速直线运动，所以选项D正确。2做直线运动的某物体在第1 s末、第2 s末、第3 s末
7、的速度分别为1 m/s、2 m/s、3 m/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解析：选D虽然此物体单位时间内速度的变化量是相等的，但运动过程中任意时刻的速度不能确定，而匀变速直线运动是指在任意相等的时间内速度的变化量都相等，所以不能确定此物体的运动性质，只有D正确。3关于匀变速直线运动中加速度的方向和正负值，下列说法中错误的是()A匀加速直线运动中，加速度方向一定和初速度方向相同B匀减速直线运动中，加速度一定是负值C在匀加速直线运动中，加速度也有可能取负值D在规定了初速度方向为正方向的前提下，匀加速
8、直线运动的加速度取正值解析：选B选项A，匀加速直线运动中，加速度和速度方向相同；选项B、C加速度的正、负取决于正方向的选取，加速度的方向与规定的正方向相同时，加速度为正值，反之为负值，所以无论是匀加速运动还是匀减速运动，加速度都有可能是正值，也有可能是负值；选项D，当规定初速度方向为正方向时，匀加速直线运动中的加速度与速度方向相同，故取正值。所以，说法错误的选项是B。匀变速直线运动的速度公式及图像1匀变速直线运动的速度公式(vtv0at)(1)意义：反映了匀变速直线运动中速度随时间变化的规律。(2)适用条件：匀变速直线运动。(3)对速度公式的三点说明公式中的v0、vt、a都是矢量，在直线运动中
9、，规定正方向后(通常以v0的方向为正方向)，都可以用带正、负号的代数量表示。代入数据时，要先统一单位，一般速度取m/s，加速度取m/s2，时间取s作单位。匀变速直线运动的速度公式中有四个物理量，只要知道其中的三个物理量，就能解出第四个。2匀变速直线运动的vt图像(1)vt图像提供的信息图像上的点表示该时刻对应的速度。纵轴截距表示初速度。横轴截距表示速度为零时对应的时刻。图线的倾斜程度反映了加速度的大小，倾斜程度越大，加速度越大。借助图像，利用图像的斜率，用公式a可求得加速度。图像与时间轴围成图形的面积表示位移。(2)vt图像应用口诀速度要看纵坐标，位移对应面大小；还有物体加速度，关联图线倾斜角
10、。 典例一物体做匀变速直线运动的vt图像如图315所示。图315(1)分析物体的运动情况，求出加速度；(2)求从计时开始，速度大小变为10 m/s，所需时间t。审题指导(1)由图像求得加速度a，再由速度公式vtv0at求时间t。(2)隐含条件：速度大小为10 m/s，其方向可沿正方向也可沿负方向。解析(1)由vt图像知，09 s内，速度由v018 m/s变为v0，故加速度a2 m/s2；vt图线是一条倾斜的直线，表明物体在运动过程中加速度不变。故物体做初速度为18 m/s，加速度为2 m/s2的匀变速直线运动。(2)末速度大小为10 m/s，其方向可能与v0相同，也可能相反。当v10 m/s时
11、，由vv0at得t s4 s；当v10 m/s时，t s14 s。答案(1)见解析(2)4 s或14 s匀变速直线运动中求速度的方法(1)公式法：利用速度公式vtv0at直接求解。(2)图像法：vt图像上某点的纵坐标表示该点所对应时刻速度的大小和方向。1(多选)甲、乙两车在同一地点同时做直线运动，其vt图像如图316所示，则()图316A它们的初速度均为零B甲的加速度大于乙的加速度Ct1时刻，甲的速度大于乙的速度Dt1时刻，甲的速度等于乙的速度解析：选BDvt图像中纵轴截距表示初速度，可知v甲0，v乙0，选项A错误；vt图像中图线斜率表示加速度，由a可知a甲a乙，选项B正确；t1时刻甲、乙纵坐
12、标相同，即vt图像的交点表示二者此时具有相同的速度，故选项C错误，选项D正确。2一物体从静止开始做匀加速直线运动，4 s末的速度为2 m/s，则10 s末物体的速度为多大？(试用公式法和图像法分别求解)解析：公式法由匀变速直线运动的速度公式得v1at1，物体的加速度为a m/s20.5 m/s2，所以物体在10 s末的速度为v2at20.510 m/s5 m/s。图像法画出物体运动的vt图像如图所示，由图像可知物体在10 s末的速度为5 m/s。答案：5 m/s匀变速直线运动位移公式的应用1与位移有关的两个公式(1)sv0tat2；(2)vt2v022as。2公式的选用原则公式sv0tat2和
13、vt2v022as共包含v0、a、t、vt、s五个物理量，已知其中的任意三个，可求另外两个，公式的选用原则：(1)若问题不涉及末速度，一般选公式sv0tat2。(2)若问题不涉及时间，一般选公式vt2v022as。 典例如图317所示，一滑雪运动员从85 m长的山坡上匀加速滑下，初速度是1.8 m/s，末速度是5.0 m/s，滑雪运动员通过这段斜坡需要多长时间？图317解析方法一利用速度公式和位移公式求解由vtv0at和sv0tat2，代入数据解得a0.128 m/s2，t25 s。方法二利用位移与速度的关系式和速度公式求解由vt2v022as得a0.128 m/s2由vtv0at得t25 s
14、。方法三利用平均速度公式求解由st得t25 s。答案25 s(1)位移公式sv0tat2和vt2v022as仅适用于匀变速直线运动。(2)在应用位移公式时，应注意式中各矢量的方向，根据所选正方向确定各量的正、负号。(3)位移公式中的速度与位移是相对同一参考系的。1做直线运动的某质点的位移随时间变化的关系式为s4t2t2，s与t的单位分别是m和s，则质点的初速度和加速度分别是()A4 m/s和2 m/s2B0和4 m/s2C4 m/s和4 m/s2 D4 m/s和0解析：选C物体做匀变速直线运动的位移随时间变化的关系式为sv0tat2，与关系式s4t2t2相比较，v04 m/s，a4 m/s2，所以C正确。2一辆汽车刹车前速度为90 km/h，刹车时获得的加速度大小为10 m/s2，求：(1)汽车开始刹车后10 s内滑行的距离s0；(2)从开始刹车到汽车位移为30 m所经历的时间t；(3)汽车静止前1 s内滑行的距离s。解析：(1)
