高中物理人教版必修第一册2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系 导学案

2 匀变速直线运动的速度与时间的关系[学习目标] 1.[物理观念]知道匀变速直线运动的特点及分类． 2.[科学思维]理解匀变速直线运动的vt图象特点．(难点) 3.[科学方法]掌握匀变速直线运动的速度公式，并会用公式解决简单的匀变速直线运动问题．(重点)一、匀变速直线运动及vt图象1．定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动．2．分类(1)匀加速直线运动：速度随时间均匀增加的直线运动．(2)匀减速直线运动：速度随时间均匀减小的直线运动．3．图象：匀变速直线运动的vt图象是一条倾斜的直线．二、速度与时间的关系式1．速度公式：v＝v0＋at.2．对公式的理解：做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的速度v0加上在整个过程中速度的变化量at.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动．(√)(2)物体的加速度为负值时，不可能是匀加速直线运动．(×)(3)公式v＝v0＋at仅适用于匀变速直线运动．(√)(4)速度随时间不断增加的运动叫作匀加速直线运动．(×)(5)在匀变速直线运动中，由公式v＝v0＋at可知，经过相同时间t，v0越大，则v越大．(×)2．关于匀变速直线运动，下列说法正确的是(  )A．是加速度不变、速度随时间均匀变化的直线运动B．是速度不变、加速度变化的直线运动C．是速度随时间均匀变化、加速度也随时间均匀变化的直线运动D．当加速度不断减小时，其速度也一定不断减小A [匀变速直线运动是速度均匀变化，而加速度不变的直线运动，所以只有A正确．]3．(多选)如图所示的四个图象中，表示物体做匀加速直线运动的是(  )-7- A    B    C    DAD [匀加速直线运动的vt图象是一条远离时间轴的倾斜直线，选项A中速度为负值代表速度方向与规定正方向相反，但速度在均匀增大，选项D中速度为正值，代表速度方向与规定正方向相同，速度不断均匀增大，故A、D正确．]匀变速直线运动的图象1．匀速直线运动的vt图象：如图甲所示，由于匀速直线运动的速度不随时间改变，因而vt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小和方向．甲        乙2．匀变速直线运动的vt图象：如图乙所示，匀变速直线运动的vt图象是一条倾斜的直线．(1)直线a反映了速度随着时间是均匀增加的，为匀加速直线运动的图象．(2)直线b反映了速度随着时间是均匀减小的，为匀减速直线运动的图象．(3)直线c反映了速度随着时间先均匀减小，后均匀增加，由于加速度不变，整个运动过程也是匀变速直线运动．3．vt图象的应用图线上某点的纵坐标正负号表示瞬时速度的方向绝对值表示瞬时速度的大小图线的斜率正负号表示加速度的方向绝对值表示加速度的大小图线与坐标轴的交点纵截距表示初速度横截距表示开始运动或速度为零的时刻图线的拐点表示加速度改变两图线的交点表示速度相等-7- 图线与横轴所围图形的面积表示位移，面积在横轴上方时位移为正值，在横轴下方时位移为负值【例1】 物体从静止开始做直线运动，vt图象如图所示，则该物体(  )A．在第8s末相对于起点的位移最大B．在第4s末相对于起点的位移最大C．在第2s末到第4s末这段时间内的加速度最大D．在第4s末和第8s末在同一位置上思路点拨：①vt图线的斜率越大，物体的加速度越大．②vt图线与t轴所围面积表示物体的位移．D [由图可知，6s内物体一直沿正方向运动，6～8s内物体反向运动，故第6s末相对于起点的位移最大，故A、B错误；图象的斜率表示物体的加速度，由图可知，4～8s内的加速度最大，故C错误；4～6s内和6～8s内物体的位移大小相等、方向相反，故第8s末物体回到第4s所在的位置，故D正确．]应用vt图象的技巧(1)vt图象只能描述直线运动，无法描述曲线运动．(2)vt图象反映速度随时间的变化规律，不表示物体运动的轨迹．速度方向是否发生改变，要看图线是否处在时间轴的两侧，图线在时间轴的同一侧时，速度方向不发生变化．(3)利用图线的斜率比较加速度．[跟进训练]1．(多选)如图所示是某一物体运动的vt图象，从图象可知速度与加速度在下列哪段时间方向相同(  )A．0～2s B．2～4sC．4～5sD．5～6sBD [vt图象中，图象的斜率代表加速度，斜率为正值时，加速度为正、斜率为负值时，加速度为负；在t轴上方速度为正，下方速度为负，结合图象信息可知2～4s,5～6s速度与加速度方向相同，选项B、D正确．]-7- 速度公式的理解和应用1．公式的矢量性(1)公式中的v0、v、a均为矢量，应用公式解题时，首先要规定正方向，一般取v0的方向为正方向，a、v与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值．计算时将各量的数值和正负号一并代入计算．(2)a与v0同向时，物体做匀加速直线运动，a与v0方向相反时，物体做匀减速直线运动．2．公式的适用条件公式v＝v0＋at只适用于匀变速直线运动．3．公式的特殊形式(1)当a＝0时，v＝v0(匀速直线运动)．(2)当v0＝0时，v＝at(由静止开始的匀加速直线运动)．4．速度公式v＝v0＋at与加速度定义式a＝的比较速度公式v＝v0＋at虽然是加速度定义式a＝的变形，但两式的适用条件是不同的：(1)v＝v0＋at仅适用于匀变速直线运动．(2)a＝还可适用于匀变速曲线运动．【例2】 在平直公路上，一辆汽车以108km/h的速度行驶，司机发现前方有危险立即刹车，刹车时加速度大小为6m/s2，求：(1)刹车后3s末汽车的速度大小；(2)刹车后6s末汽车的速度大小．思路点拨：①汽车刹车至速度减为零后将停止运动．②判断汽车在3s末、6s末是否停止运动．[解析] 汽车行驶速度v0＝108km/h＝30m/s，规定v0的方向为正方向，则a＝－6m/s2，汽车刹车所用的总时间t0＝＝s＝5s.(1)t1＝3s时的速度v1＝v0＋at＝30m/s－6×3m/s＝12m/s.(2)由于t0＝5s