2.1匀变速直线运动的速度与时间的关系
0tt1t2vv0v1v2v3v4t4t3△v△v′△t△t′△va=——△t△v’a’=——△t’=1、图象是一条倾斜直线,说明2、物体运动的加速度保持不变初速度为V0速度随时间均匀增加。
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。
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
练习2:请说出以下v-t图象所描述的运动的性质,以及速度方向、加速度方向?ovtv0AovtBovtv0t1Covtv0t1D
讨论与探究请叙述它的运动情况?oV/(m.s-1)t/s1440—1s,做初速度为0的匀加速直线运动,末速度为4m/s,加速度为4m/s2。-41—2s,做初速度为4m/s的匀减速直线运动,末速度为0,加速度为-4m/s2。2—3s,做初速度为0的匀加速直线运动,末速度为-4m/s,加速度为-4m/s2。3—4s,做初速度为-4m/s的匀减速直线运动,末速度为0,加速度为4m/s2。返回
讨论与探究请叙述它的运动情况?zoV/(m.s-1)t/s144如何来看1—3s这段时间内的运动情况呢?能否看成是同一个运动过程呢?-41—3s,做初速度为4m/s的匀减速直线运动,末速度为-4m/s,加速度为-4m/s2。能按同一个过程来处理,也可以分成两个过程来处理。
说一说ovtv1v2v3v4t1t2t3t4Δt’ΔtΔvΔv’思考1:物体运动的速度怎样变化?思考2:在相等的时间间隔内,速度的变化量总是相等吗?思考3:物体在做匀加速运动吗?思考4:如何判断加速度的变化?
练习3:下图为两个物体运动的v-t图象,它们的速度怎样变化?物体所做的运动是匀变速运动吗?物体的加速度怎样变化?v0t0vt
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。不能反映曲线运动的规律。zv-t图象能反映曲线运动的规律吗?思考?
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(也可用vt表示):时刻t的速度速度的变化量为:v=v0+at△va=——△t=———v-v0t△t=t–0=t△v=v–v03、速度与时间关系:不仅可以用图象表达,也可以用公式来表达
加速度初态的速度运动过程对应的时间末态的速度匀变速直线运动公式的说明v=v0+at△v=at由△v=v-v0可得:说明:v=v0+Δv1、2、a在数值上等于单位时间内速度的变化量,at就是整个运动过程中速度的变化量。再加上运动开始时的速度v0,就得到t时刻物体的速度v
通过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△vvvΔv
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
练习4、若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则()A.汽车的速度也减小B.汽车的速度仍增大C.当加速度减小到零时,汽车静止D.当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大
例题1、汽车以36km/h的速度匀速行驶,现以1m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少?运动示意图解:取初速度的方向为正方向则10s后的速度:v=v0+at=10m/s+1×10m/s=20m/s=72km/hv0=36km/h=10m/s描述车辆的速度,通常用的单位是千米每时。要统一单位
例题2、某汽车在某路面紧急刹车时,加速度的大小是5m/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-(-5)×2m/s=10m/s=36km/h汽车的速度不能超过36km/hv=0,a=-5m/s取定正方向
例题3: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:由题知初速度v0=20m/s,加速度a=4.0m/s2,由速度公式v=vo+at,可知刹车后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3: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,由速度公式v=vo+at,可知刹车后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汽车刹车停止后会反向运动吗?
正确解答:以初速度v0=20m/s的方向为正方向,则加速度a=﹣4.0m/s2,由速度公式v=vo+at可知刹车至停止所需时间故刹车后3s时的速度v3=v0+at=20m/s﹣4.0×3m/s=8m/s刹车后6s时汽车早已停止运动,故v6=0例题3: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?刹车问题要先判断停止时间
刹车类问题的求解(2011年黄冈高一检测)汽车以45km/h的速度匀速行驶.(1)若汽车以0.6m/s2的加速度加速,则10s后速度能达到多少?(2)若汽车刹车以0.6m/s2的加速度减速,则10s后速度能达到多少?(3)若汽车刹车以3m/s2的加速度减速,则10s后速度为多少?例2
【答案】(1)18.5m/s(2)6.5m/s(3)0【方法总结】物体做匀减速运动时,必须考虑减速为零后能否返回,若此后物体停止不动,则此后任一时刻速度均为零,不能用公式v=v0+at来求.
练习6、卡车原来以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即停止刹车,并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复原速过程用了12s。求:(1)减速与加速过程中的加速度大小;(2)开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。运动示意图
解:以初速度v0=10m/s方向为正方向匀减速时:v=v0+a1t1匀加速时:v0=v+a2t2(1)t2=(1/2)t1,t1+t2=t=12s得t1=8s,t2=4s(2)2s末:v1=v0+a1t3=10+(-1)×2m/s=8m/s10s末:v2=v+a2t4=2+2×2=6m/s
课外拓展证明:做匀变速直线运动的物体,在某段时间的中间时刻的瞬时速度v等于物体在这段时间内初末速度的平均(和的一半),即:
v-t图象的求解例3A、B是做匀变速直线运动的两个物体的速度图象,如图2-2-6所示.(1)A、B各做什么运动?求其加速度.(2)两图线交点的意义.(3)求1s末A、B的速度.(4)求6s末A、B的速度.图2-2-6
【思路点拨】由v-t图象可以直接读出各时刻的速度,图线的斜率表示加速度,斜率的正、负表示加速度的方向,图线的交点表示速度相同.
(3)1s末A物体的速度大小为3m/s,和初速度方向相同;B物体的速度大小为6m/s,和初速度方向相同.(4)6s末A物体的速度大小为8m/s,和初速度方向相同;B物体的速度大小为4m/s,和初速度方向相反.【答案】见自主解答【方法总结】物体各时刻的速度可以由图直接读出,其加速度可以由图象中图线的斜率求得,要注意图线与图线及图线与坐标轴的交点的含义.
小结一、匀变速直线运动沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。匀加速-速度随时间均匀增加;匀减速-速度随时间均匀减小。二、速度与时间的关系式v=v0+at三、解题时要选取正方向,刹车问题要先判断停止时间。
作业课堂作业:教材P36,T1、2、4