2.匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.知道什么是匀变速直线运动。
2.知道匀变速直线运动的v-t图像特点,理解图像的物理意义。 3.理解匀变速直线运动的速度与时间的关系,会用其解决实际问题。
一、匀变速直线运动
01加速度不变的运动。 1.定义:沿着一条直线,且□2.常见的两种匀变速直线运动
02增加; (1)匀加速直线运动:速度随时间均匀□03减小。 (2)匀减速直线运动:速度随时间均匀□3.直线运动的v-t图像
04时间轴的直线,如图甲所示。 (1)匀速直线运动的v-t图像是一条平行于□
05倾斜的直线,06(2)匀变速直线运动的v-t图像是一条□如图乙所示,a表示□07匀减速直线运动。 匀加速直线运动,b表示□二、速度与时间的关系
01v0+at。 1.匀变速直线运动的速度与时间的关系式:v=□2.对关系式的理解:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v,等于物02速度v0,再加上在整个过程中速度的□03变化量at。 体在开始时刻的□判一判
(1)速度和时间的关系式v=v0+at适用于任何直线运动。( )
(2)速度和时间的关系式v=v0+at既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动。( )
(3)物体的初速度越大,运动时间越长,则物体的末速度一定越大。( ) 提示:(1)× v=v0+at适用于匀变速直线运动。
(2)√ 匀加速和匀减速直线运动都是匀变速直线运动,v=v0+at都适用。 (3)× 当物体做匀加速运动时,初速度越大,运动时间越长,则物体的末速度越大。当物体做匀减速运动时,末速度不一定越大。
想一想
一个做直线运动的物体的v-t图像如图所示,在t1时刻物体的加速度为零吗?
提示:v-t图像中斜率代表加速度,在t1时刻速度为零,物体的加速度为直线的斜率,不为零。
课堂任务 对匀变速直线运动的理解
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
活动1:如图甲是小车运动的v-t图像,该图像有什么特点? 提示:是一条倾斜的直线。
活动2:由图甲v-t图像的特点,可知速度的变化量Δv与对应的时间的变化量Δt有什么关系吗?可以得出什么结论?
提示:无论Δt选在什么区间,速度的变化量Δv与对应的时间的变化量Δt之比都相同,即小车运动的加速度不变。
活动3:由图乙和图丙能得到活动2的结论吗?
提示:可以,图乙和图丙中的v-t图线也是一条倾斜的直线,物体运动的加速度也不变。
活动4:讨论、交流、展示,得出结论。 1.匀变速直线运动的属性
(1)任意相等的时间内,速度的变化量相同。
Δv
(2)不相等的时间,速度的变化量不相等,但Δt=a相等,即加速度a保持不变。
(3)v-t图像是一条倾斜的直线。 2.匀变速直线运动的分类
(1)匀加速直线运动:物体的速度随时间均匀增加的变速直线运动。如图1所示的直线a表示的是匀加速直线运动。
(2)匀减速直线运动:物体的速度随时间均匀减小的变速直线运动。如图1所示的直线b表示的是匀减速直线运动。
(3)v-t图像为穿过时间轴的直线,表示的运动整个来看既不能称为匀加速直
线运动也不能称为匀减速直线运动,只能称为匀变速直线运动。如图2所示,在0~t1时间段内是匀减速直线运动,但在t1~t2时间段内是反向匀加速直线运动,故0~t2时间内既不能称为匀加速直线运动,也不能称为匀减速直线运动。但是0~Δv
t2时间内任意截取一段时间Δt都是一个定值,故可以称为匀变速直线运动。
注意:加速度与速度的方向决定物体是加速还是减速,如下图所示。
例1 (多选)一物体做直线运动,下图表示该物体做匀变速直线运动的是( )
(1)你能分清图像中x、v、a、t坐标轴分别表示的物理量是什
么吗?
提示:x表示物体运动的位移,v表示物体运动的速度,a表示物体运动的加速度,t表示物体运动的时间。
(2)匀变速直线运动的特点是什么?
提示:沿一条直线运动,速度均匀变化,加速度不变。
[规范解答] A图是v-t图像,速度均匀变化,物体做匀变速直线运动;B图
是x-t图像,位移均匀增大,速度不变,物体做匀速直线运动;C图是a-t图像,加速度不变,物体做匀变速直线运动;D图是v-x图像,速度随位移均匀增大,不表示物体做匀变速直线运动。
[完美答案] AC
我们分析二维坐标图像时,首先应注意两坐标轴表示的物理量分别是什么。其次要注意图像的斜率代表的是什么,比如位移—时间图像的斜率代表的是速度,而速度—时间图像的斜率代表的是加速度。而且我们还要清楚图线交点及平行于某个坐标轴的物理意义。
[变式训练1] 下列关于匀变速直线运动的说法正确的是( ) A.匀加速直线运动的速度一定与时间成正比 B.匀减速直线运动就是加速度为负值的运动 C.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
D.速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动 答案 C
解析 匀加速直线运动的速度随时间均匀增大,二者呈线性关系,不一定成正比,A错误;加速度的正、负仅表示加速度的方向与规定的正方向相同还是相反,与是否为匀减速直线运动无关,B错误;匀变速直线运动的速度随时间均匀变化,C正确;加速度恒定,初速度与加速度方向相反的匀变速直线运动,速度就是先减小后增大的,D错误。
课堂任务
速度与时间关系的理解和应用
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。