§2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系中加双语学校物理组匀变速直线运动的研究第二章
知识与技能1、掌握匀变速直线运动的概念、运动规律及特点。2、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式,会推导,能进行有关计算。3、知道v-t图象的意义,会根据图象分析解决问题。
过程与方法引导学生通过研究v-t图象,寻找规律,发现匀变速直线运动的速度与时间的关系。
情感态度与价值观学生通过自己做实验并发现规律,激发学生探索规律的兴趣。体验同一物理规律的不同描述方法,培养科学价值观。将所学知识与实际生活相联系,增加学生学习的动力和欲望。
1、这个v-t图像有什么特点?0123456780.20.40.60.81.0v/m/st/s2、表示的速度有什么特点?3、表示的加速度又有什么特点?是一条平行于时间轴的直线表示速度不随时间变化,描述的是匀速直线运动a=0匀速直线运动
思考下面的两个v-t图象中能看出哪些信息?左图和右图有什么相似和不同的地方?从速度一时间图象中可以读出质点在各个不同时刻的速度(包括大小和方向)。10v/m/s0t/s624v/m/s0t/s624-10v/m/s0t/s62410-10
v/m/s0t/s0.40.30.10.20.50.10.20.30.40.50.6物体的速度随时间怎样变化?物体做什么样的运动?
分析0tt1t2vv0v1v2v3v4t4t3△v△v’△t△t’△va=——△t△v’a’=——△t’=结论:小车做加速度不变的运动。纵轴截距表示初速度。斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向。
△t△v△t△v△v△v△t△t468101234v0v/(m/s)t/s0t1t2t4t3△t△t△v△vv1v2v3v42△t△v△t△v
匀变速直线运动1.定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动.是一条倾斜的直线2.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/m·s-1t/s0V/m·s-1t/s0v-t图象的特点:(a.v同向)(a.v反向)
一匀变速直线运动1.定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动。(匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线)2.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。
匀变速直线运动讨论:下面这两种图像是否表示匀变速直线运动呢?V/m·s-1t/s0往返匀变速直线运动物体的速度随时间先均匀减小后均匀增大.(a.v先反向后同向)V/m·s-1t/s0图像是一条直线。表示其速度随时间均匀变化,即加速度恒定不变。另外,其轨迹是一条直线,符合匀变速直线运动的定义。
判定匀加、匀减的方法v0>0,a>0v0<0,a<0匀加速(a、v同向)匀减速(a、v反向)v0<0,a>0v0>0,a<0匀加速匀加速匀减速匀减速
t1t2t3t4v1v2v3v40vt思考与讨论:1、如图是一个物体运动的v-t图象,它的速度怎样变化?2、在相等的时间间隔内,速度的变化量总是相等吗?3、物体在做匀变速直线运动吗?加速度逐渐减小的加速直线运动
v0t加速度逐渐增大的加速直线运动思考与讨论:4、这个v-t图象表示物体在做什么运动?
补充:汽车启动时,驾驶员每隔2s记录一次速度计上的示数,作出了汽车启动时速度时间图象如下图。说一说:汽车启动过程是否为匀加速直线运动。该汽车启动时在做加速度越来越小的变加速直线运动速度图象曲线某点切线的斜率就是该时刻的瞬时加速度ΔvΔt0tΔtΔvvtv0ΔvΔt
vIt图象反映的是直线运动因为速度是矢量,既有大小又有方向。物体做直线运动时,只可能有两个速度方向。规定了一个为正方向时,另一个便为负方向。而任何v-t图象中也只有两个速度方向,一个为正方向,另一个为负方向,所以反映的一定是直线运动。当物体做曲线运动时,速度方向各不相同,不可能仅用正负表示所有方向.为什么v-t图象只能反映直线运动的规律?
除用图像表示物体运动的速度与时间的关系外,是否还可以用公式表示物体运动的速度与时间的关系?如何表示?思考与讨论
思考与讨论:1、匀变速直线运动的v-t图象与我们在数学里学的什么图象类似?它们之间有联系吗?v/m·s-1t/s0yx0b一次函数的图象数学方法:
yx0b2、你能不能将图中所示的一次函数的一般表达式写出来?y=kx+bk值与直线有什么关系?b表示什么?
yx0b3、你能否类比一次函数的表达式,猜想一下右图中所示的速度与时间的关系式呢?y=kx+bv/m·s-1t/s0v0v=at+v0
由加速度定义式推导:v=v0+at△va=——△t=———v-v0t△v=at
从物理过程来推导2s末,物体的速度:3s末,物体的速度:1s末,物体的速度:t末,物体的速度:v1=(2+1×1)m/s=3m/sv2=(2+1×2)m/s=4m/sv3=(2+1×3)m/s=5m/sv=(2+1·t)m/s=v0+atVt3142532t/sv/(m·s-1)0试分析任意时刻的速度与时间的关系v0=2m/sa=1m/s2
匀变速直线运动的速度与时间的关系1、规定运动开始时刻为计时起点(即0时刻)则从运动开始时刻到时刻t,时间的变化量为:2、初速度v0:计时起点(t=0)的速度末速度v:时刻t的速度速度的变化量为:△t=t–0=t△v=v–v0v0tvtv0v0Δv=atv=v0+at
思考与讨论推导的速度与时间关系的公式:V=V0+at对匀减速直线运动适用吗?公式:V=V0+at对匀减速直线运动。也适用,但加速度a取负值(取初速度方向为正方向)。
通过vIt图象来理解速度与时间关系式tv△t匀加速直线运动匀减速直线运动v0v=v0+at△vvt△tv0△vvv
讨论当v0=0时物体做初速度为零的匀加速直线运动当a=0时物体做匀速直线运动v=atv=v0v=v0+at
加速度初速度运动过程对应的时间末速度匀变速直线运动公式的说明v=v0+at运用此关系式处理问题需先明确研究过程
注意:⑴适用于匀变速直线运动。
⑵V、V0、a都是矢量,方向不一定相同,在直线运动中,如果选定了该直线的一个方向为正方向,则凡与规定正方向相同的矢量在公式中取正值,凡与规定正方向相反的矢量在公式中取负值。因此,应先规定正方向。(一般以V0的方向为正方向)则对于匀加速直线运动,加速度取正值;对于匀减速直线运动,加速度取负值。)注意:
注意:(3)计算时要统一单位,一般使用国际单位制。
例题1、汽车以40km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少?解:以初速度v0=40km/h=11m/s的方向为正方向则10s后的速度:运动示意图v=v0+at=11m/s+0.6m/s2×10s=17m/s=61km/h
例题2、某汽车在某路面紧急刹车时,加速度的大小是6m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车的行驶速度最高不能超过多少?运动示意图解:以汽车初速度v0方向为正方向则由v=v0+at得v0=v-at=0-(-6m/s2)×2s=12m/s=43km/h汽车的速度不能超过43km/h
例题2:汽车以20m/s的速度匀速行驶,现以4.0m/s2的加速度开始刹车,则刹车后3s末和6s末的速度各是多少?
解答1:刹车后3s末的速度v3=v0+at=20m/s+4.0×3m/s=32m/s6s末的速度v6=v0+at=20m/s+4.0×6m/s=44m/s例题2:汽车以20m/s的速度匀速行驶,现以4.0m/s2的加速度开始刹车,则刹车后3s末和6s末的速度各是多少?
解答2:以初速度v0=20m/s的方向为正方向则加速度a=﹣4.0m/s2,刹车后3s末的速度v3=v0+at=20m/s﹣4.0×3m/s=8m/s6s末的速度v6=v0+at=20m/s﹣4.0×6m/s=-4m/s例题2:汽车以20m/s的速度匀速行驶,现以4.0m/s2的加速度开始刹车,则刹车后3s末和6s末的速度各是多少?
解:由题以初速度v0=20m/s的方向为正方向,则加速度a=﹣4.0m/s2,刹车至停止所需时间t=(vt﹣v0)/a=(0﹣20m/s)/(﹣4.0m/s2)=5s。故刹车后3s时的速度v3=v0+at=20m/s﹣4.0×3m/s=8m/s刹车后6s时汽车已停止运动,故v6=0例题2:汽车以20m/s的速度匀速行驶,现以4.0m/s2的加速度开始刹车,则刹车后3s末和6s末的速度各是多少?
注意:v=v0+at1、该式是矢量式(应用时要先规定正方向);2、刹车问题要先判断停止时间。
2104t/sv/m.s-10不能!该式只适用于匀变速直线运动!问题3:某质点运动的v-t图象如下图所示,已知t=2s时速度v0=10m/s,加速度a=2m/s2。能否利用公式v=vo+at求出4s时的速度?
小结一、匀变速直线运动1、定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动2、分类:匀加速直线运动匀减速直线运动二、匀变速直线运动的速度与时间关系式V=V0+at
布置作业1、课本P36《问题与练习》2、课时作业