人教版（2019）高中物理必修第一册2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系课件.ppt

2.3 匀变速直线运动的速度与时间的关系 如果如果C919飞机沿直线做匀速运动，它的飞机沿直线做匀速运动，它的v-t图像是一条平行于时间轴的直线。图像是一条平行于时间轴的直线。v(m/s)t/s0 1 2 3 4 0.20.40.60.81.0导入新课v(m/s)t/s0 1 2 3 4 0.20.40.60.8 在上节课的实验中，在上节课的实验中，小车在重物牵引下运动的小车在重物牵引下运动的v v-t t图像是一条倾斜的直线，图像是一条倾斜的直线，它表示小车在做什么样的运它表示小车在做什么样的运动？动？1、这个、这个v-t图象有什么特点？图象有什么特点？一条倾斜的直线一条倾斜的直线2、这个图象反映了小车的速、这个图象反映了小车的速度有什么特点？度有什么特点？速度方向不变，大小在均匀速度方向不变，大小在均匀的增加。的增加。t t1 1t t2 2v v1 1v v2 2v v3 3v v4 4t t4 4t t3 3v vv vt tt t v va=t t v v a =t t v v0 00 0t tv v=结论：结论：小车做加速度不变的运动。小车做加速度不变的运动。一、匀变速直线运动一、匀变速直线运动1.1.定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动。定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动。3.3.分类：分类：匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加。匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加。匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小。匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小。2.2.特点：特点：加速度加速度a恒定不变恒定不变v-t图像是一条倾斜的直线图像是一条倾斜的直线一、匀变速直线运动一、匀变速直线运动v v0 0 0 0，a a 0 0 v v0 0 0 0，a a 0 0 匀加速匀加速（a a、v v同向）同向）匀减速匀减速（a a、v v反向）反向）v v0 0 0 0，a a 0 0v v0 0 0 0，a a 0 0匀加速匀加速匀加速匀加速匀加速匀加速匀加速匀加速匀减速匀减速匀减速匀减速匀减速匀减速匀减速匀减速判判定定匀匀加加、匀匀减减的的方方法法v0v0tvo（1）tvo（2）tvo（3）tvv0o（4）tvv0o（5）初速度为初速度为v v0 0的的匀加速直线匀加速直线运动，速度运动，速度方向与加速方向与加速度方向均为度方向均为正方向正方向初速度为初速度为v0的匀减速直的匀减速直线运动，加线运动，加速度方向与速度方向与初速度方向初速度方向相反相反初速度为初速度为0的的匀加速直线匀加速直线运动，速度运动，速度方向与加速方向与加速度方向均与度方向均与被规定的正被规定的正方向相反方向相反初速度为初速度为v0的的匀减速直线匀减速直线运动，速度运动，速度为为0后又做反后又做反方向的匀加方向的匀加速运动速运动初速度为初速度为v0的的负向匀减速负向匀减速直线运动，直线运动，速度为速度为0后又后又做反方向的做反方向的匀加速运动匀加速运动探究：各种不同的探究：各种不同的v v-t t图象图象v v-t-t图像的理解图像的理解其上每一个点表示某一时刻的速度，正负表示速度的方其上每一个点表示某一时刻的速度，正负表示速度的方向（即物体运动的方向）。向（即物体运动的方向）。直线的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向。直线的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向。注意：不能从斜率正负说明质点做加速运动或减速运动。图象经过时间轴说明速度方向改变。图象经过时间轴说明速度方向改变。图象出现折点说明加速度改变。图象出现折点说明加速度改变。如图是一个物体运动的如图是一个物体运动的v-t图象。它的速度怎样变化？在相图象。它的速度怎样变化？在相等的时间间隔内，即等的时间间隔内，即t=t时，速度的变化量时，速度的变化量v和和v总是相等吗总是相等吗？物体在做匀变速运动吗？物体在做匀变速运动吗？t1t2t3t4v1v2v3v40vtvtvt解：解：速度越来越大，做加速度运动。速度越来越大，做加速度运动。在相等的时间里，速度的变化量在相等的时间里，速度的变化量vv。物体的加速度逐渐减小，做非匀物体的加速度逐渐减小，做非匀变速直线运动。变速直线运动。二、速度与时间的关系二、速度与时间的关系 除除v-t图像外，我们还可以用公式描述物体运动的速度与时图像外，我们还可以用公式描述物体运动的速度与时间的关系。间的关系。对于匀变速直线运动来说，我们可以把运动开始时刻取作对于匀变速直线运动来说，我们可以把运动开始时刻取作0时刻，则由时刻，则由0时刻到时刻到t时刻的时间间隔时刻的时间间隔t为为t，而，而t时刻的速度时刻的速度v与开始时刻的速度与开始时刻的速度v0 （叫作初速度）之差就是速度的变化量，（叫作初速度）之差就是速度的变化量，即即v=v-v0带入带入 变形得到变形得到v=v0+at这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式。v=v0+atv0tvtvt0v=atv0 由于加速度由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量，所以在数值上等于单位时间内速度的变化量，所以at就是就是t时间内速度的变化量，再加上运动开始时物体的速度，就得时间内速度的变化量，再加上运动开始时物体的速度，就得到到t时刻物体的速度。时刻物体的速度。当当v0=0 时，时，物体做初速度为零的匀加速直线运动。物体做初速度为零的匀加速直线运动。当当a=0 时，时，物体做匀速直线运动。物体做匀速直线运动。v=atv=v0特殊例子：特殊例子：末速度末速度=初速度初速度+增加的速度增加的速度v=v0+at v、v0、a都都是是矢矢量量，方方向向不不一一定定相相同同,在在直直线线运运动动中中，如如果果选选定定了了该该直直线线的的一一个个方方向向为为正正方方向向，则则凡凡与与规规定定正正方方向向相相同同的的矢矢量量在在公公式式中中取取正正值值，凡凡与与规规定定正正方方向向相相反反的的矢矢量量在在公公式式中中取取负负值值,因因此此,应应先先规规定定正正方方向向。（一一般般以以v0的的方方向向为为正正方方向向，则则对对于于匀匀加加速速直直线线运运动动，加加速速度度取取正正值值；对对于于匀匀减减速直线运动，加速度取负值。）速直线运动，加速度取负值。）适用于匀变速直线运动。适用于匀变速直线运动。统一同一单位制。统一同一单位制。例例1 1：汽车以：汽车以40km/h40km/h的速度匀速行驶，现以的速度匀速行驶，现以0.6m/s0.6m/s2 2的的加速度加速，加速度加速，10s10s后速度能达到多少？后速度能达到多少？运动示意图运动示意图解：以初速度的方向为正方向解：以初速度的方向为正方向解：以初速度的方向为正方向解：以初速度的方向为正方向则则10s10s后的速度后的速度:v v v v=v v v v0 0 0 0+atatatat=11m/s+0.6m/s=11m/s+0.6m/s=11m/s+0.6m/s=11m/s+0.6m/s2 2 2 210s=17m/s=62km/h10s=17m/s=62km/h10s=17m/s=62km/h10s=17m/s=62km/h速度方向与初速度方向相同。速度方向与初速度方向相同。v v v v0 0 0 0=40km/h=11m/s,a=0.6m/s=40km/h=11m/s,a=0.6m/s=40km/h=11m/s,a=0.6m/s=40km/h=11m/s,a=0.6m/s2 2 2 2例例2 2：如果高速路上某汽车行驶的速度是：如果高速路上某汽车行驶的速度是72km/h,72km/h,雨天路面上紧雨天路面上紧急刹车时的最大加速度的是急刹车时的最大加速度的是4m/s4m/s2 2，则该汽车要停下来，至少，则该汽车要停下来，至少需要多长时间？需要多长时间？解：以汽车初速度方向为正方向解：以汽车初速度方向为正方向解：以汽车初速度方向为正方向解：以汽车初速度方向为正方向,V0=72km/h=20m/saV0=72km/h=20m/sa=-4m/s=-4m/s=-4m/s=-4m/s2 2 2 2由由由由v v=v v0 0+atat得得得得汽车要停下来至少需要汽车要停下来至少需要汽车要停下来至少需要汽车要停下来至少需要5s5s5s5s的时间的时间的时间的时间运动示意图运动示意图一定要写原始公式！一定要写原始公式！例例3 3：某汽车正以：某汽车正以12m/s12m/s的速度在路面上匀速行驶，前方出现紧的速度在路面上匀速行驶，前方出现紧急情况需刹车，加速度大小是急情况需刹车，加速度大小是6m/s6m/s2 2，求汽车，求汽车5s5s末的速度。末的速度。解：解：以初速度方向为正方向以初速度方向为正方向当车速减为零时，当车速减为零时，v v=0=0 即即即即2s2s2s2s末汽车已刹车完毕，所以末汽车已刹车完毕，所以末汽车已刹车完毕，所以末汽车已刹车完毕，所以5 5 5 5末时汽车处于静末时汽车处于静末时汽车处于静末时汽车处于静止状态，即速度为零。止状态，即速度为零。止状态，即速度为零。止状态，即速度为零。刹车问题刹车问题注意：注意：（先求刹车时间）（先求刹车时间）由由v=vv=v0 0+at+at得得刹车陷阱刹车陷阱2 2、规定正方向。明确初速度、规定正方向。明确初速度v0v0、末速度、末速度v v、加速度、加速度a a和时间和时间t t及各量的正负号。及各量的正负号。3 3、将已知量带入公式求未知量，若所求量是矢量，、将已知量带入公式求未知量，若所求量是矢量，要说明方向。要说明方向。1 1、做出运动过程示意图，标出已知量和待求量。、做出运动过程示意图，标出已知量和待求量。规范解答是得高分的前提解题步骤巩固练习巩固练习：火车以火车以108km/h108km/h的速度行驶，刹车后获得大小为的速度行驶，刹车后获得大小为5m/s5m/s2 2的加速度，则刹车的加速度，则刹车4s4s、8s8s后速度分别是多少？后速度分别是多少？解：规定火车运动的方向为正方向，则解：规定火车运动的方向为正方向，则当车速减为零时，当车速减为零时，v v=0=0解得解得t t=6s=6s，即汽车在，即汽车在6s6s末刹车完毕。末刹车完毕。由由v=vv=v0 0+at+at得得 0=30m/s+(-5)m/s0=30m/s+(-5)m/s2 2t t汽车刹车汽车刹车4s4s，速度为，速度为汽车在汽车在8s8s时已经处于静止，速度为时已经处于静止，速度为0 0注意：1 1、公式、公式v=vv=v0 0+at+at是矢量式（应用时要是矢量式（应用时要先规定正方向）；先规定正方向）；2 2、刹车问题要先判断停止时间。、刹车问题要先判断停止时间。一、匀变速直线运动一、匀变速直线运动定义：定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动。特点：特点：加速度a恒定不变 v-t图像是一条倾斜的直线分类：分类：匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加。匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小。v-t图像的理解：其上每一个点表示某一时刻的速度，正负表示速度的方向（即物体运动的方向）。直线的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向注意：不能从斜率正负说明质点做加速运动或减速运动。课堂小结图象经过时间轴说明速度方向改变。图象出现折点说明加速度改变。二、速度与时间的关系二、速度与时间的关系1、匀变速直线运动速度与时间的关系式：v=v0+at 2、推导过程：根据加速度的定义式 ，变形得出 v=v0+at 。3、适用条件：（1）v=v0+at 仅适用于匀变速直线运动；（2）适用于任何情形的运动。