变速直线运动的速度与时间的关系学习目标:1、知道匀变速直线运动的v-t图象特点,理解图象的物理意义.2、掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动v-t图象的特点.3、理解匀变速直线运动v-t图象的物理意义。会根据图象分析解决问题。4、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式,能进行有关的计算.重点1、理解匀变速直线运动v-t图象的物理意义。2、掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用。难点1、匀变速直线运动v-t图象的理解及应用.2、匀变速直线运动的速度-时间公式的理解及计算。自主学习(一)在研究直线运动的实验中,得到一条纸带如图,计时从0点开始,试完成下表计数点序号123456计数点对应的时刻(s)通过计数点的速度(cm/s)根据表中数据,画出v-t图象思考:在v-t图象中能看出那些信息呢?(二)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图象:v-t图象是一条倾斜的直线。斜率表示加速度。③分类:匀加速和匀减速。
思考:除了图象外,还可以用什么方法表达物理规律?研究物理量的关系,可以用列表法,图象法,还可以用公式法。推导公式:根据加速度的定义:得而所以这就是匀变速直线运动的速度规律④速度规律:v=v0+at各符号是矢量还是标量?直线运动中正负各表示什么意思?应用与拓展例析: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?解析:初速度v0=40km/h=11m/s,加速度a=0.6m/s2,时间t=10s10s后的速度为v=v0+at=11+0.6×10=17m/s=61km/h例2:某汽车在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?解析:根据v=v0+at得v0=v-at=0-(-6)×2=12m/s
思考:以这么大的初速度行驶的话,刹车4s后的速度是多少?☆关于匀变速直线运动的理解[例1]跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地而某一高度静止于空中时,运动员离开飞机自由下落,运动一段时间后打开降落伞,展伞后运动员以5m/s2的加速度匀减速下降,则在运动员减速下降的任一秒内()A.这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/sB.这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍C.这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/sD.这一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/s解析:根据加速度的定义式:,,这一秒末的速度比前一秒初的速度变化了:,且这一秒末与前一秒初的时间间隔为2s,所以m/s,故A、B选项错误,D选项正确。又因为这一秒末与前一秒末间的时间间隔为1s,因此选项C也正确。故本题答案为CD。答案CD☆关于速度与加速度的方向问题[例2]一个物体以5m/s的速度垂直于墙壁方向和墙壁相撞后,又以5m/s的速度反弹回来。若物体在与墙壁相互作用的时间为0.2s,且相互作用力大小不变,取碰撞前初速度方向为正方向,那么物体与墙壁作用过程中,它的加速度为()A.10m/s2B.–10m/s2C.50m/s2D.–50m/s2思维入门指导:推理能力和分析综合能力是高考要求的五种能力中的两种能力。近年高考对考生能力考查有逐渐加重的趋势,本题的考查即为推理能力的考查,考查了基本知识的应用问题。解析:由于取碰撞前的初速度为正方向,则初速度v0=5m/s,末速度为v=-5m/s,因此物体在与墙壁作用过程中,其加速度为:m/s2
,D正确。加速度的负值不代表加速度的大小,只表示加速度的方向.说明加速度的方向与规定的正方向相反。加速度的负值也不能说明物体在做减速运动,如果此时物体的速度也为负值,则物体做的为加速运动。☆关于基本公式的应用[例3]一质点从静止开始以1m/s2的加速度匀加速运动,经5s后做匀速运动,最后2s的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度是多大?减速运动时的加速度是多大?分析:质点的运动过程包括加速一匀速一减速三个阶段,如图。在解决直线运动的题目时要善于把运动过程用图描绘出来,图示有助于我们思考,使整个运动一目了然,可以起到事半功倍的作用。同学们要养成这个习惯。图示中AB为加速,BC为匀速,CD为减速,匀速运动的速度既为AB段的末速度,也为CD段的初速度,这样一来,就可以利用公式方便地求解了。解析:由题意画出图示,由运动学公式知:=5m/s,=5m/s由应用于CD段()得:m/s2负号表示a与v0方向相反。作业完成P36“问题与练习”。