2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系
纸带V-t图象物体的速度随时间怎样变化?物体做什么样的运动?v/m/s0t/s0.40.30.10.20.50.10.20.30.40.50.6飞鸥网www.phyor.com
0t/sv/(m·s-1)v0t1t2t3t4v1v2v3v4ΔvΔtΔvΔt相等的时间间隔内,速度的变化量总是相等,即加速度不随时间变化
0tt1t2vv0v1v2v3v4t4t3△v△v’△t△t’△va=——△t△v’a’=——△t’=结论:物体做加速度不变的运动。
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。
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
vt0vt0
t/s1234v/(m.s-1)4-40
思考v0t0vt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?飞鸥网www.phyor.com
讨论与探究思考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?加速度逐渐增大的变加速直线运动Δvtovv1v2v3v4t1t2t3t4ΔtΔtΔv’
t1t2t3t4v1v2v3v40vt1、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运动飞鸥网www.phyor.com
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:初速度v0:计时起点(t=0)的速度末速度v:t时刻的速度速度的变化量为:V=v0+at△t=t–0=t△v=v–v0△v=at△vv-v0=———a=——△ttt
v0tvtv0Δv=atv0从图象上看V与t的关系如图所示V=V0+at飞鸥网www.phyor.com
tv△t匀加速直线运动匀减速直线运动v0△vvt△tv0△vvv飞鸥网www.phyor.com
yx0b类比一次函数的表达式y=kx+bv/m·s-1t/s0v0v=v0+at
加速度初速度运动过程对应的时间v=v0+at末速度二、匀变速直线运动的速度与时间的关系——匀变速直线运动速度公式
(1)速度公式是匀变速直线运动速度的一般表示形式,适用于匀变速直线运动。它所表明瞬时速度与时刻t的对应关系;(2)V=V0+at是矢量式,V、V0、a都是矢量,但方向不一定相同,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。)匀变速直线运动公式的几点说明:
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+att0vυtt0υ0
例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?运动示意图解:以初速度v0=40km/h=11m/s的方向为正方向则10s后的速度:v=v0+at=(11+0.6×10)m/s=17m/s=62km/h
例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-(-6)×2]m/s=12m/s=43km/h汽车的速度不能超过43km/h还可以采用“逆向法”
【例题】一辆汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,进站时司机刹车的加速度大小为5m/s2,求汽车在刹车后第3s、6s末的瞬时速度?解:以初速方向为正方向,当车速减为零时,vt=v0+at=20-5t0=0解得:t0=4s即4s末汽车已刹车完毕,即速度为零。刹车问题:考虑实际,刹车不可逆,应先计算何时停下t=3s4s,汽车已经静止,∴v6=v4=0
t0=(v-v0)/a其中V=0,a为负值。注意:刹车问题要先判断车停止时间
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
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
问题●v-t图象中A、B直线分别表示物体做什么运动?●两个物体运动有什么不同?在同一个坐标系中,v-t图象能表示物体的运动方向ov/m.s-1t/s-1010AB