2[1].2匀变速直线运动的速度与时间的关系 课件(人教版必修1).ppt
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1、一、速度一、速度时间图象(时间图象(v-tv-t图象)图象)1.1.匀速直线运动的匀速直线运动的v-tv-t图象图象如图甲所示,由于匀速直线运动如图甲所示,由于匀速直线运动的速度不随时间改变,因而的速度不随时间改变,因而v-tv-t图象是一条平行于时间轴的直线图象是一条平行于时间轴的直线.从图象中可以直接读出速度的大从图象中可以直接读出速度的大小和方向小和方向.2.2.匀变速直线运动的匀变速直线运动的v-tv-t图象图象(1 1)如图乙所示,匀变速直线运动的)如图乙所示,匀变速直线运动的v-tv-t图象是一条倾斜的图象是一条倾斜的直线,直线直线,直线a a反映了速度随时间是均匀增加的,为匀加速
2、反映了速度随时间是均匀增加的,为匀加速直线运动的图象;直线直线运动的图象;直线b b反映了速度随时间是均匀减小的,反映了速度随时间是均匀减小的,为匀减速直线运动的图象为匀减速直线运动的图象.(2 2)若物体做匀减速直线运动,加速度为)若物体做匀减速直线运动,加速度为a a,当速度减为,当速度减为零之后,又反向做匀加速直线运动,如果加速度不变,则零之后,又反向做匀加速直线运动,如果加速度不变,则整个运动过程也是匀变速直线运动,如图乙中的整个运动过程也是匀变速直线运动,如图乙中的c c所示所示.3.3.对对v-tv-t图象的几点说明图象的几点说明(1 1)纵截距:表示物体的初速度)纵截距:表示物体
3、的初速度.(2 2)横截距:表示物体在开始计)横截距:表示物体在开始计时后过一段时间才开始运动,或物时后过一段时间才开始运动,或物体经过一定时间后速度变为零体经过一定时间后速度变为零.(3 3)图线折点:表示加速度方向改变的时刻,如图丙中的)图线折点:表示加速度方向改变的时刻,如图丙中的t t1 1时刻时刻.(4 4)两图线的交点:表示两物体具有相同的速度)两图线的交点:表示两物体具有相同的速度.(5 5)直线的斜率等于加速度,斜率的正负表示加速度的方)直线的斜率等于加速度,斜率的正负表示加速度的方向向 (1 1)v-tv-t图象只能描述直线运动,无法描述曲图象只能描述直线运动,无法描述曲线运
4、动线运动.(2 2)v-tv-t图象描述的是物体的速度随时间的运动规律,并图象描述的是物体的速度随时间的运动规律,并不表示物体的运动轨迹不表示物体的运动轨迹.【典例典例1 1】A A、B B是做匀变速直线运动的两个物体的速度图象,是做匀变速直线运动的两个物体的速度图象,如图所示如图所示.(1 1)A A、B B各做什么运动?求其加速度各做什么运动?求其加速度.(2 2)两图象交点的意义)两图象交点的意义.(3 3)求)求1 s1 s末末A A、B B的速度的速度.(4 4)求)求6 s6 s末末A A、B B的速度的速度.【解题指导解题指导】该题可按如下思路分析:该题可按如下思路分析:【标准解
5、答标准解答】(1 1)A A物体沿规定的正方向做匀加速直线运物体沿规定的正方向做匀加速直线运动,加速度大小为动,加速度大小为 沿规定的沿规定的正方向;正方向;B B物体前物体前4 s4 s沿规定的正方向做匀减速直线运动,沿规定的正方向做匀减速直线运动,4 s4 s后沿反方向做匀加速直线运动,加速度大小后沿反方向做匀加速直线运动,加速度大小 与初速度方向相反与初速度方向相反.(2 2)两图象交点表示在该时刻速度相等)两图象交点表示在该时刻速度相等.(3 3)1 s1 s末末A A物体的速度大小为物体的速度大小为3 3 m/sm/s,和初速度方向相同;,和初速度方向相同;B B物体的速度大小为物体
6、的速度大小为6 6 m/sm/s,和初速度方向相同,和初速度方向相同.(4 4)6 s6 s末末A A物体的速度大小为物体的速度大小为8 8 m/sm/s,和初速度方向相同;,和初速度方向相同;B B物体的速度大小为物体的速度大小为4 4 m/sm/s,和初速度方向相反,和初速度方向相反.答案:答案:(1 1)A A做匀加速直线运动,做匀加速直线运动,1 m/s1 m/s2 2,方向与规定正方,方向与规定正方向相同,向相同,B B在前在前4 s4 s做匀减速运动,做匀减速运动,4 s4 s后做反方向匀加速运后做反方向匀加速运动,动,2 m/s2 m/s2 2,方向与规定正方向相反,方向与规定正
7、方向相反.(2 2)在该时刻速度相等)在该时刻速度相等(3 3)3 3 m/sm/s与初速度同向,与初速度同向,6 6 m/sm/s与初速度同向与初速度同向(4 4)8 8 m/sm/s与初速度同向,与初速度同向,4 4 m/sm/s与初速度反向与初速度反向【规律方法规律方法】v-tv-t图象的意义图象的意义(1 1)可求出物体在任一时刻的速度和物体达到某一速度所)可求出物体在任一时刻的速度和物体达到某一速度所需要的时间需要的时间.(2 2)图线的斜率等于物体的加速度)图线的斜率等于物体的加速度.(3 3)图线与时间轴及始末时刻所围)图线与时间轴及始末时刻所围“面积面积”的数值等于物的数值等于
8、物体在时间体在时间t t内的位移内的位移.在时间轴的上方表示位移为正,在时在时间轴的上方表示位移为正,在时间轴的下方表示位移为负间轴的下方表示位移为负.(4 4)图线在时间轴的上方表示物体向正方向运动,在时间)图线在时间轴的上方表示物体向正方向运动,在时间轴的下方表示物体向负方向运动轴的下方表示物体向负方向运动.(5 5)可判断物体的运动性质:在)可判断物体的运动性质:在v-tv-t图象中,倾斜直线表图象中,倾斜直线表示物体做匀变速直线运动;平行于时间轴的直线表示物体示物体做匀变速直线运动;平行于时间轴的直线表示物体做匀速直线运动;和时间轴重合的直线表示物体静止做匀速直线运动;和时间轴重合的直
9、线表示物体静止.二、对速度时间关系式的进一步理解二、对速度时间关系式的进一步理解1.1.公式公式v=vv=v0 0+at+at的物理意义的物理意义对做匀变速直线运动的物体,描述其速度随时间的变化规对做匀变速直线运动的物体,描述其速度随时间的变化规律律.2.2.公式中各符号的含义公式中各符号的含义(1 1)v v0 0为开始时刻物体的瞬时速度,称为初速度,为开始时刻物体的瞬时速度,称为初速度,v v为经时为经时间间t t后物体的瞬时速度,称为末速度后物体的瞬时速度,称为末速度.(2 2)a a为物体的加速度,为恒量,表明速度均匀变化,即为物体的加速度,为恒量,表明速度均匀变化,即相等时间内速度的
10、变化量相等相等时间内速度的变化量相等.3.3.矢量性矢量性(1 1)公式中的)公式中的v v0 0、v v、a a均为矢量,应用公式解题时,一般均为矢量,应用公式解题时,一般取取v v0 0的方向为正方向,的方向为正方向,a a、v v与与v v0 0的方向相同时取正值,与的方向相同时取正值,与v v0 0的方向相反时取负值的方向相反时取负值.对计算结果中的正、负,应根据正方对计算结果中的正、负,应根据正方向的规定加以说明,如向的规定加以说明,如v v0 0,表明末速度与初速度,表明末速度与初速度v v0 0同向;同向;若若a a0 0,表明加速度与,表明加速度与v v0 0反向反向.(2 2
11、)a a与与v v0 0同向时物体做匀加速直线运动,同向时物体做匀加速直线运动,a a与与v v0 0反向时物反向时物体做匀减速直线运动体做匀减速直线运动.4.4.特殊情况特殊情况(1 1)当)当v v0 0=0=0时,时,v=atv=at,即,即vtvt.(2 2)当)当a=0a=0时,时,v=vv=v0 0(匀速直线运动)(匀速直线运动).速度公式速度公式v=vv=v0 0+at+at虽然是加速度定义式虽然是加速度定义式 的变形,但的变形,但两式的适用条件是不同的:两式的适用条件是不同的:(1 1)v=vv=v0 0+at+at仅适用于匀变速直线运动仅适用于匀变速直线运动.(2 2)可适用
12、于任意的运动,包括直线运动和曲线可适用于任意的运动,包括直线运动和曲线运动运动.【典例典例2 2】(20112011南昌高一检测)以南昌高一检测)以18 18 m/sm/s的速度行驶的的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为6 m/s6 m/s2 2求求:(1 1)汽车在刹车)汽车在刹车2 s2 s末的速度;末的速度;(2 2)汽车在刹车)汽车在刹车6 s6 s末的速度末的速度 【解题指导解题指导】刹车问题的求解思路为:刹车问题的求解思路为:【标准解答标准解答】汽车做匀减速直线运动,从减速到静止的时汽车做匀减速直线运动,从减速
13、到静止的时间间 解得解得:t=3 s:t=3 s即即2 s2 s末时物体仍在做匀减速运动末时物体仍在做匀减速运动,则则v v2 2=v=v0 0+at+at2 2v v2 2=6=6 m/sm/s因为因为3 s3 s末已经停止下来了,所以末已经停止下来了,所以6 s6 s末速度为末速度为0.0.【规律方法规律方法】求解汽车刹车问题时应注意的问题求解汽车刹车问题时应注意的问题汽车刹车、飞机着陆、火车进站等实际减速运动,由于它汽车刹车、飞机着陆、火车进站等实际减速运动,由于它们在速度减小为零后不再返回,此后它们就一直停留在某们在速度减小为零后不再返回,此后它们就一直停留在某位置不动,故计算它们的速
14、度时切不可盲目将所给时间代位置不动,故计算它们的速度时切不可盲目将所给时间代入速度公式入速度公式.若所给时间小于刹车用时,则可将所给时间代若所给时间小于刹车用时,则可将所给时间代入速度公式求解,若所给时间大于或等于刹车用时,则它入速度公式求解,若所给时间大于或等于刹车用时,则它们在所给时间速度为零们在所给时间速度为零【典例典例】质点从静止开始做匀加速直线运动,经质点从静止开始做匀加速直线运动,经4 s4 s后速度后速度达到达到20 20 m/sm/s,然后匀速运动了,然后匀速运动了10 s10 s,接着经,接着经4 s4 s匀减速运动匀减速运动后静止后静止.求求:(1 1)质点在加速运动阶段的
15、加速度为多大?)质点在加速运动阶段的加速度为多大?(2 2)质点在)质点在16 s16 s末的速度为多大?末的速度为多大?【解题指导解题指导】在多阶段运动过程中在多阶段运动过程中,前一个过程的末状态前一个过程的末状态,也是下一个过程的初状态也是下一个过程的初状态,逐段进行分析逐段进行分析.【标准解答标准解答】(1 1)设加速运动阶段的加速度为)设加速运动阶段的加速度为a a1 1,则,则(2 2)设减速运动阶段的加速度为)设减速运动阶段的加速度为a a2 2,由,由v v2 2=v=v1 1+a+a2 2t t2 2其中其中v v2 2=0=0,v v1 1=20=20 m/sm/s所以所以当
16、当t=16 st=16 s时,质点已减速运动了时,质点已减速运动了t t3 3=2 s=2 s,此时质点的速度为,此时质点的速度为v v3 3=v=v1 1+a+a2 2t t3 3=20 m/s-5=20 m/s-52 2 m/sm/s=10=10 m/sm/s.答案:答案:(1 1)5 m/s5 m/s2 2 (2 2)10 10 m/sm/s 不顾实际情况盲目套用公式导致错误不顾实际情况盲目套用公式导致错误汽车在平直的公路上以汽车在平直的公路上以20 20 m/sm/s的速度匀速行驶,前面有情的速度匀速行驶,前面有情况需紧急刹车,刹车的加速度大小是况需紧急刹车,刹车的加速度大小是8 m/
17、s8 m/s2 2,刹车后可视为刹车后可视为匀减速直线运动,求刹车匀减速直线运动,求刹车3 s3 s后汽车的速度后汽车的速度.【正确解答正确解答】设汽车从开始刹车到速度为零所用的时间为设汽车从开始刹车到速度为零所用的时间为t.t.取汽车运动的方向为正方向取汽车运动的方向为正方向.由由v=vv=v0 0+at+at,得,得 汽车在汽车在2.5 s2.5 s末速度末速度减为零而停下,汽车不再运动,所以减为零而停下,汽车不再运动,所以3 s3 s后汽车的速度为零后汽车的速度为零.正确答案:正确答案:0 0 【易错分析易错分析】在解答本题时易犯错误具体分析如下:在解答本题时易犯错误具体分析如下:1.(
18、20111.(2011石家庄高一检测石家庄高一检测)某物体做匀变速直线运动,在某物体做匀变速直线运动,在运用公式运用公式v=vv=v0 0+at+at解题时,若取初速度方向为正方向,则下解题时,若取初速度方向为正方向,则下列说法正确的是(列说法正确的是()A A匀加速直线运动中,加速度匀加速直线运动中,加速度a a取负值取负值B B匀加速直线运动中,加速度匀加速直线运动中,加速度a a取正值取正值C C匀减速直线运动中,加速度匀减速直线运动中,加速度a a取负值取负值D D无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动,加速度无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动,加速度a a均均取正值取正值【解析解析】
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