勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系(人教)_第1頁(yè)
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系(人教)_第2頁(yè)
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系(人教)_第3頁(yè)
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請(qǐng)仔細(xì)分析教材P34“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”探究分析以下幾個(gè)問(wèn)題:1.勻速直線運(yùn)動(dòng)有何特點(diǎn)?提示:(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度保持不變;(2)軌跡是一條直線;(3)v-t圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線.

2.如圖是在上節(jié)的實(shí)驗(yàn)中獲得的小車(chē)在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,試分析:Δv與Δt之間有什么關(guān)系?有什么特點(diǎn)?提示:如圖所示,在時(shí)間軸上兩點(diǎn)t1、t2間的距離表示時(shí)間間隔Δt=t2-t1,t1時(shí)刻的速度為v1,t2

時(shí)刻的速度為v2,則v2-v1=Δv,Δv即為時(shí)間間隔Δt內(nèi)的速度的變化量.由圖象可知,無(wú)論Δt選在什么區(qū)間,對(duì)應(yīng)的速度v的變化量Δv與時(shí)間t的變化量Δt之比都是一樣的.3.通過(guò)分析上面的圖象,試回答:物體的加速度有什么特點(diǎn)?它表示小車(chē)在做什么樣的運(yùn)動(dòng)?直線的傾斜程度與加速度有什么關(guān)系?提示:(1)由上面的分析可知,由于v-t圖象是一條傾斜的直線,其不變,而,所以加速度恒定不變.(2)速度隨時(shí)間增大逐漸變大,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng).(3)直線傾斜程度越大說(shuō)明加速度越大.4.試分析歸納:怎樣判斷一個(gè)運(yùn)動(dòng)是否為勻加速直線運(yùn)動(dòng)呢?提示:方法一:根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的定義判斷.(1)軌跡為直線;(2)加速度大小和方向都不變;(3)加速度方向與速度方向相同.方法二:根據(jù)v-t圖象判斷.若v-t圖象為一條傾斜的直線,且在橫軸上方時(shí)斜向上,在橫軸下方時(shí)斜向下,就是勻加速直線運(yùn)動(dòng).對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解1.由于加速度是矢量,既有大小又有方向.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度不變,指的是加速度的大小和方向都不變.若物體雖然沿直線運(yùn)動(dòng),且加速度的大小不變,但加速度的方向發(fā)生了變化,物體做的并不是勻變速直線運(yùn)動(dòng).2.因?yàn)榧铀俣炔蛔?,所以速度是均勻變化的,運(yùn)動(dòng)物體在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量都相等.因此,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義還可以表述為:物體在一條直線上運(yùn)動(dòng),如果在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量都相等,這種運(yùn)動(dòng)就叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng).勻變速直線運(yùn)動(dòng)1.定義:沿著一條直線運(yùn)動(dòng),且加速度不變的運(yùn)動(dòng).2.特點(diǎn):(1)軌跡為直線;(2)加速度不變(大小、方向都不變);(3)v-t圖象是一條傾斜的直線.3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的分類(lèi):(1)勻加速直線運(yùn)動(dòng):速度隨時(shí)間增大的勻變速直線運(yùn)動(dòng);(2)勻減速直線運(yùn)動(dòng):速度隨時(shí)間減小的勻變速直線運(yùn)動(dòng).典例1勻變速直線運(yùn)動(dòng)是()①速度保持不變的直線運(yùn)動(dòng)②速度隨時(shí)間均勻變化的直線運(yùn)動(dòng)③加速度隨時(shí)間均勻變化的直線運(yùn)動(dòng)④加速度的大小和方向恒定不變的直線運(yùn)動(dòng)A.①②B.②③C.②④D.③④解答本題需要掌握以下兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度恒定;(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度均勻變化.【規(guī)范解答】選C.速度保持不變的直線運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)而不是勻變速直線運(yùn)動(dòng),所以①錯(cuò)誤.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義可知,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間均勻變化,所以②正確.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度保持不變,即加速度的大小和方向恒定不變,故③錯(cuò)誤,④正確.【變式備選】下列關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法,正確的是()A.勻變速直線運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)快慢相同的運(yùn)動(dòng)B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)是速度變化量相同的運(yùn)動(dòng)C.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條傾斜的直線D.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線【解析】選D.運(yùn)動(dòng)快慢相同的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;速度變化量不但與加速度a有關(guān),還與時(shí)間t有關(guān),B錯(cuò)誤;勻變速直線運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線,但不一定傾斜,不要把v-t圖象當(dāng)做物體運(yùn)動(dòng)的軌跡,C錯(cuò)誤;勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線,D正確.請(qǐng)仔細(xì)分析教材P34~P35“速度與時(shí)間的關(guān)系式”探究分析以下幾個(gè)問(wèn)題:1.結(jié)合圖中的圖象,試由和Δv=v-v0,推導(dǎo)物體運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系.提示:因?yàn)榧铀俣龋驭=aΔt,又Δv=v-v0,所以有v=v0+at.2.分析公式v=v0+at中各符號(hào)的含義分別是什么?提示:v0、v分別表示物體的初、末速度,a為物體的加速度,且a為恒量.3.應(yīng)用公式v=v0+at時(shí)首先需要選取正方向.正方向一般如何選?。窟x取正方向后式中各量的正負(fù)如何確定?什么情況下物體做加速運(yùn)動(dòng)?什么情況下物體做減速運(yùn)動(dòng)?提示:(1)一般取v0的方向?yàn)檎较颍?2)選取v0的方向?yàn)檎较蚝?,a、v與v0的方向相同時(shí)取正值,與v0的方向相反時(shí)取負(fù)值;(3)a與v0方向相同時(shí)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng);(4)a與v0方向相反時(shí)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng).【知識(shí)歸納】對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式的理解1.速度公式:v=v0+at中v0是t=0時(shí)刻的速度,t是速度由v0變化到v所用的時(shí)間,at是時(shí)間t內(nèi)速度的變化量,v是t時(shí)刻的瞬時(shí)速度.2.公式v=v0+at是矢量式,一般規(guī)定v0方向?yàn)檎较?,其他量如果和v0方向相同則為正,和v0方向相反則為負(fù).3.當(dāng)v0=0時(shí),v=at表示物體從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度與時(shí)間成正比.4.若物體做勻減速運(yùn)動(dòng)且v=0,則做末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng),可將其看做反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)處理,則v0=at.5.公式v=v0+at雖然可由變形得到,但兩者含義不同.是加速度的定義式,適用于所有變速運(yùn)動(dòng)(包括非勻變速直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)),而v=v0+at是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式,僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng).典例2汽車(chē)以20m/s的速度勻速行駛,現(xiàn)以4.0m/s2的加速度開(kāi)始剎車(chē),則剎車(chē)后3s末和6s末的速度各是多少?甲、乙兩位同學(xué)的解答如下:甲同學(xué)的解答:由題意知:初速度v0=20m/s,加速度a=4.0m/s2,由速度公式v=v0+at,可知?jiǎng)x車(chē)后3s末的速度v3=v0+at=20m/s+4.0×3m/s=32m/s.6s末的速度v6=v0+at=20m/s+4.0×6m/s=44m/s.乙同學(xué)的解答:以初速度v0=20m/s的方向?yàn)檎较?則加速度a=-4.0m/s2,由速度公式v=v0+at,可知?jiǎng)x車(chē)后3s末的速度v3=v0+at=20m/s-4.0×3m/s=8m/s.6s末的速度v6=v0+at=20m/s-4.0×6m/s=-4m/s.以上兩位同學(xué)的解答,你認(rèn)為誰(shuí)的解答錯(cuò)了?你能幫他改正過(guò)來(lái)嗎?汽車(chē)剎車(chē)——做勻減速運(yùn)動(dòng)——v0、a、t均已知——由速度—時(shí)間公式可求v——驗(yàn)證是否合理.【規(guī)范解答】以上兩位同學(xué)的解答都是錯(cuò)誤的,正確解答為:由題意知:以初速度v0=20m/s的方向?yàn)檎较?,則加速度a=-4.0m/s2,由速度公式v=v0+at,可知?jiǎng)x車(chē)至停止所需時(shí)間t=(v-v0)/a=(0-20)/(-4.0)s=5s.故剎車(chē)后3s時(shí)的速度v3=v0+at=20m/s-4.0×3m/s=8m/s.剎車(chē)后6s時(shí)汽車(chē)早已停止運(yùn)動(dòng),故v6=0.剎車(chē)問(wèn)題的分析方法車(chē)輛剎車(chē)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng),解答車(chē)輛剎車(chē)問(wèn)題時(shí)要先判斷從開(kāi)始剎車(chē)到車(chē)輛停止所用的時(shí)間.由于車(chē)輛停止后不能自動(dòng)反向運(yùn)動(dòng),當(dāng)已知時(shí)間時(shí)要特別注意車(chē)輛可能已經(jīng)停止.在應(yīng)用公式v=v0+at求解時(shí),要特別注意所給時(shí)間與剎車(chē)所用時(shí)間的關(guān)系.【變式備選】京滬高速公路上,一輛貨車(chē)正以30m/s的速度勻速行駛,司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方有險(xiǎn)情,立即開(kāi)始剎車(chē),剎車(chē)2秒后貨車(chē)的速度變?yōu)?0m/s,若剎車(chē)過(guò)程中,貨車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),求:(1)貨車(chē)剎車(chē)的加速度大小;(2)剎車(chē)10秒后貨車(chē)的速度.【解析】(1)由v=v0-at得a=(v0-v)/t,代入數(shù)據(jù)解得a=5m/s2.(2)設(shè)經(jīng)t秒貨車(chē)停止,由v=v0-at,代入數(shù)據(jù)解得t=6s,所以剎車(chē)10秒時(shí)貨車(chē)速度為0.答案:(1)5m/s2(2)0典例3(2011·廣州高一檢測(cè))如圖是某物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,下列說(shuō)法正確的是()A.該物體的加速度一直不變B.3s末物體加速度開(kāi)始改變C.0~8s物體一直做勻減速運(yùn)動(dòng)D.t=0時(shí)和t=6s時(shí)物體的速率相等【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)該把握以下三點(diǎn):1.速度的正負(fù)表示物體的運(yùn)動(dòng)方向.2.v-t圖線的傾斜程度表示加速度的大小,若圖線為一條直線則加速度不變.3.加速運(yùn)動(dòng)的速度大小在增大,減速運(yùn)動(dòng)的速度大小在減小,判斷物體是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)時(shí),可以只看速度大小不看速度方向.

【規(guī)范解答】選A、D.圖線斜率不變,加速度就不變,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤.物體先做勻減速運(yùn)動(dòng),再做勻加速運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤.t=0時(shí)和t=6s時(shí)物體的速率都為30m/s,D項(xiàng)正確.

1.如圖所示的四幅圖中,表示物體的加速度時(shí)刻發(fā)生變化的是()【解析】選D.v-t圖象是傾斜的直線表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),加速度不變,A、C項(xiàng)不符合要求.B項(xiàng)為x-t圖象,加速度為零,也不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤.D為曲線,速度的斜率即加速度時(shí)刻在變化,D項(xiàng)正確.2.對(duì)于公式v=v0+at,下列說(shuō)法正確的是()A.適用于任何變速運(yùn)動(dòng)B.只適用于勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.適用于任何勻變速直線運(yùn)動(dòng)D.v0和v只能是正值,不可能為負(fù)值【解析】選C.速度公式v=v0+at,適用于所有的勻變速直線運(yùn)動(dòng),包括勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻減速直線運(yùn)動(dòng),不適用于非勻變速運(yùn)動(dòng),A、B錯(cuò),C對(duì);公式中的三個(gè)矢量v0、v及a均可能是正值或負(fù)值,D錯(cuò).3.(2011·濟(jì)南高一檢測(cè))如圖所示是位于洪都拉斯的大藍(lán)洞,它是全世界最大的水下洞穴,位于伯利茲外海約96.5公里處.大藍(lán)洞外觀呈圓形,直徑約304米,由于水深達(dá)145米使之呈深藍(lán)色.假設(shè)將一塊石子由靜止放入大藍(lán)洞中,石子做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為2.9m/s2,那么10s后石塊將要沉入水底時(shí)的速度為()A.1.45m/sB.2.9m/sC.5m/sD.29m/s【解析】選D.根據(jù)v=v0+at并且v0=0,a=2.9m/s2,t=10s.所以v=2.9×10m/s=29m/s,D項(xiàng)正確.4.下列關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法,正確的是()A.加速度隨時(shí)間均勻變化的直線運(yùn)動(dòng)就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)B.加速度大小不變的運(yùn)動(dòng)就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.勻變速直線運(yùn)動(dòng)是速度變化量為零的運(yùn)動(dòng)D.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度是一個(gè)恒量【解析】選D.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向都不變,速度隨時(shí)間均勻變化,所以A、B、C均錯(cuò)誤,只有D正確.5.伊朗官員JavadMahmoudi2011年1月10日稱(chēng),伊朗航空公司客機(jī)遭遇暴風(fēng)雪,飛機(jī)在烏爾米耶機(jī)場(chǎng)的第一次降落失敗,隨后復(fù)飛,在其靠近機(jī)場(chǎng)準(zhǔn)備第二次降落時(shí)突然從雷達(dá)屏幕上消失并最終墜毀,77人遇難.若飛機(jī)第二次試圖迫降時(shí)距地面1000米,水平速度大小約為0.6馬赫(200m/s),飛機(jī)在水平方向以0.6m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),從1000米高度降至地面用時(shí)150s,求飛機(jī)落地時(shí)的水平速度大小.【解析】由v=v0-at得v=(200-150×0.6)m/s=110m/s.答案:110m/s一、選擇題(本題共5小題,每小題5分,共25分)1.若物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則以下說(shuō)法正確的是()A.瞬時(shí)速度的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反B.加速度大小不變,方向總與運(yùn)動(dòng)方向相反C.加速度大小可能逐漸減小,也可能逐漸增大D.物體的速度保持不變【解析】選B.瞬時(shí)速度的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向,A項(xiàng)錯(cuò)誤.物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度不變,方向與速度方向相反,速度逐漸減小,C、D錯(cuò)誤,B正確.2.以8m/s的速度在水平面上運(yùn)動(dòng)的小車(chē),如果獲得大小為2m/s2與運(yùn)動(dòng)方向反向的加速度,幾秒后它的速度大小將變?yōu)?m/s()A.2sB.4sC.6sD.8s【解析】選A、C.速度大小變?yōu)?m/s,速度可能是4m/s,也可能是-4m/s.根據(jù)v=v0+at可得,A、C正確.3.(2011·溫州高一檢測(cè))物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知加速度為2m/s2,那么()A.在任意時(shí)間內(nèi),物體的末速度一定等于初速度的2倍B.在任意時(shí)間內(nèi),物體的末速度一定比初速度大2m/sC.在任意一秒內(nèi),物體的末速度一定比初速度大2m/sD.第n秒的初速度一定比第(n-1)秒的末速度大2m/s【解析】選C.由速度公式v=v0+at可知,A錯(cuò);在一定時(shí)間t內(nèi)速度的增量Δv=v-v0=at,它的大小既與a有關(guān),又與t有關(guān),因此B錯(cuò);當(dāng)t=1s,a=2m/s2時(shí),Δv=2m/s,即末速度比初速度大2m/s,所以C正確;由于第n秒初和第(n-1)秒末是同一時(shí)刻,同一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度是相同的,因此,D錯(cuò).4.若汽車(chē)的加速度方向與速度方向一致,當(dāng)加速度減小時(shí),則

()A.汽車(chē)的速度也減小B.汽車(chē)的速度仍在增大C.當(dāng)加速度減小到零時(shí),汽車(chē)靜止D.當(dāng)加速度減小到零時(shí),汽車(chē)的速度達(dá)到最大【解析】選B、D.汽車(chē)的加速度方向與速度方向一致,即使加速度減小,速度仍在增大,只不過(guò)增加得慢了而已,直到加速度減為零,速度達(dá)到最大值,所以A、C不正確,B、D正確.5.如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)的速度—時(shí)間圖象,則下列說(shuō)法中正確的是()A.在0~6s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B.在6~10s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)C.在4s末,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向反向D.在t=12s末,質(zhì)點(diǎn)的加速度為-1m/s2【解析】選D.0~6s內(nèi)加速度發(fā)生變化,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)不是勻變速直線運(yùn)動(dòng),A錯(cuò);6~10s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng),B錯(cuò);4s前后,質(zhì)點(diǎn)一直向正方向運(yùn)動(dòng),C錯(cuò);t=12s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的加速度,D對(duì).二、非選擇題(本題共3小題,共25分,要有必要的文字?jǐn)⑹?6.(8分)(2010·全國(guó)高考Ⅰ)汽車(chē)由靜止開(kāi)始在平直的公路上行駛,0~60s內(nèi)汽車(chē)的加速度隨時(shí)間變化的圖線如圖所示.畫(huà)出汽車(chē)在0~60s內(nèi)的v-t圖線.【解析】由a-t圖象可知前10s汽車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),中間30s汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng),后20s汽車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到停止.由a-t圖象和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式,得v1=a1t1=20m/s.建立v-t坐標(biāo)系,根據(jù)上面所求可畫(huà)出v-t圖象如圖所示答案:見(jiàn)解析7.(8分)如圖所示,兩條直線分別為兩個(gè)物體的v-t圖象,試分析兩物體各做什么運(yùn)動(dòng),兩條直線的交點(diǎn)有什么含義.【解析】如果v-t圖象是一條傾斜的直線,那么物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng).由圖線1可知時(shí)間t=0時(shí),物體的速度為v1,說(shuō)明物體的初速度為v1;該圖線的斜率為正,說(shuō)明加速度a的方向與v1的方向相同,所以物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng);由圖線2可知物體的初速度為v2,斜率為負(fù),所以a的方向與v2的方向相反,說(shuō)明該物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng).交點(diǎn)的含義是:在t1時(shí)刻,兩物體的速度大小相等,方向相同(都為正),但并不表示兩物體在此時(shí)刻相遇.答案:與圖線1對(duì)應(yīng)的物體做初速度為v1的勻加速直線運(yùn)動(dòng);與圖線

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