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高一物理加速度、匀变速直线运动的速度和时间的关系
例7.如图1—5—3所示为一物体作匀变速直线运动的v-t图像,试分析物体的速度和加速度的特点。
例8.如图1-5-4所示是某矿井中的升降机由井底到井口运动的图象,试根据图象分析各段的运动情况,并计算各段的加速度.
二、匀变速直线运动的速度和时间的关系
1.速度时间图像
速度—时间图像( 图像):在平面直角坐标系中,用纵轴表示速度,用横轴表示时间,作出物体的速度—时间图像,就可以反映出物体的速度随时间的变化规律。
A.物体的速度改变量增大时,其速度一定增大
B.物体有加速度,且а>0时,速度必然增大
C.物体的加速度增大时,速度一定增大
D.物体的速度的变化率增大,其加速度一定增大
例3.关于速度和加速度的关系,以下说法中正确的是( )
A.物体的速度不变,则加速度为0
B.物体的速度增加,则加速度一定增加
C.物体的加速度减小,则速度一定减小
在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减少,这个运动叫做匀减速直线运动。
2.速度与时间的关系式:对于匀变速直线运动,其加速度是恒定的,由加速度的定义式a=(vt-v0)/t,可得:vt=v0+at
(1)此式叫匀变速直线运动的速度公式,它反映了匀变速直线运动的速度随时间变化的规律,式中v0是开始计时时刻的速度,vt是经时间t后的速度。
A.物体的末速度一定等于初速度的2倍
B.物体的末速度一定比初速度大2m/s
C.物体的初速度一定比前1s内的末速度大2m/s
D.物体的末速度一定比前1s内的初速度大2 m/s
5.甲、乙两物体由同一位置出发沿同一直线运动时的v一t图象如图所示,下列判断中不正确的是()
A.甲作匀速直线运动,乙作变速直线运动;
(2)速度公式中的v0、vt、a,都是矢量,在直线运动中,若规定正方向后,它们都可用带正、负号的代数值表示,且矢量运算转化为代数运算,通常情况下取初速度方向为正方向,对于匀加速直线运动,a取正值;对匀减速直线运动,a取负值,计算的结果vt>0,说明vt方向与v0方向相同;vt<0说明vt的方向与v0方向相反。
学生签字:___________ 教研组长签字: ___________ 日期
D.物体运动时,加速度改变而速度可以不变
例4.根据给出的速度、加速度的正负,对具有下列运动性质物体的判断正确的是( )
A.v0<0、a>0,物体做加速运动 B.v0<0、a<0,物体做加速运动
C.v0>0、a<0,物体先减速后加速 D.v0>0、a=0,物体做匀速运动
例6.速度为5 m/s飞来的足球,被运动员飞起一脚,在内以4 m/s的速度被反向踢回,则足球被踢时的加速度是多少
速度-时间图像的应用:
①读出或比较物体速度的大小。速度的正负只表示方向,不表示大小。
②可以判断物体的运动方向:速度为正值(图像在时间轴上侧),表示物体沿正方向运动;速度为负值(图线在时间轴下侧),表示物体沿负方向运动。
③求位移:速度图像与时间轴之间的面积表示位移的大小。时间轴以上的面积,表示沿正方向的位移;时间轴以下的面积表示沿负方向的位移。
与v2方向相同,a1与a2方向相同,a1>a2
与v2方向相同,a1与a2方向相反,a1<a2
与v2方向相反,a1与a2方向相同,a1>a2;
与v2方向相反,a1与a2方向相反,a1<a2.
3.物体从静止开始作匀加速直线运动,已知第2秒内位移为s,则物体运动的加速度大小数值为
s;2;C. ;D. .
4..物体做匀加速直线运动,已知加速度a=2m/s2,那么,在任意1s内( )
C.朝某一方向的直线运动
D.不能确定
【课堂练习】
一、选择题(每小题有一个或多个选项符合题意)
1.物体做匀变速直线运动,初速度为10m/s,加速度为—10m/s2,则2s末的速度为( )
s s s
2.如图所示为一物体作直线运动的v—t图象,用v1、a1表示物体在O~t1时间内的速度和加速度,v2、a2表示物体在t1~t2时间内的速度和加速度,则由图可知( )
知识点剖析
序号
知识点
预估时间
掌握情况
1
加速度
1h
2
匀变速直线运动的速度和时间的关系
1h
教学内容
一、加速度
【回顾与导学】
1.平均速度与平均速率区别,平均速度方向、物理意义
2.瞬时速度与瞬时速率的区别,平均速度方向、物理意义
3.关于速度的说法正确的是 ( )
A.速度与位移成正比
B.平均速率等于平均速度的大小
课题
加速度、匀变速直线运动的速度和时间的关系
教学目标
掌握加速度的概念,会用公式a=Δv/Δt解决有关实际问题、在v-t图像中分析物体的运动、理解匀变速直线运动v—t图象的物理意义
重难点透视
用公式a=Δv/Δt解决有关实际问题及速度、速度变化和速度变化率三者区别、匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用
④求加速度: 图像的斜率值等于加速度的值。曲线的某一点的斜率同样表示这一时刻
2.匀速直线运动的速度和时间的关系
由于物体在做匀速直线运动,所以物体的速度并不会发生改变(大小和方向),即在图像中,纵坐标并不会发生变化,所以图像是一条垂直于纵轴的直线
3.匀变直线运动的速度和时间的关系
1.匀变速直线运动:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动,匀变速直线运动的 图象是一条倾斜的直线。
质点在0—1s内做运动,加速度为 ;
在1—3s内质点做运动,加速度为 ;
在3—4s内质点做运动,加速度为 ;在1—4s内质点做运动,加速度为 。
例2如图是A、B两个物体由同一地点沿相同方向做直线运动的 图,由图可知( )
A.A出发时间比B早
B.第 末A、B速度相等
C.前 内A的位移比B的位移大
D.第 末A、B位移之差
(5)图像和时间轴(x轴)围成的面积即物体运动的位移
4匀变速直线运动规律的推论
推论(1):做匀变速直线运动的物体,在某段时间内的平均速度等于初速度和末速度矢量和的一半;
推论(2):做匀变速直线运动的物体,在某段时间内的平均速度等于该时间内中间时刻的瞬时速度。
【典例赏析】
例1一质点做直线运动的 图像如图所示,
B.两物体两次相遇时刻是1秒末和4秒末
C.乙在2秒内作匀加速直线运动,2秒后作匀减速运动;
D.甲、乙两物体的速度方向相同.
6.在某次足球比赛中,以10m/s做直线运动的足球,被某一运动员飞起一脚,足球在内速度大小改变为20m/s反向飞出,若足球在这段时间内做匀变速运动,则足球的加速度为,方向为。
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(3)从静止开始的匀加速直线运动,即v0=0,则vt=at,速度与时间成正比。
3.匀变速直线运动速度时间图像:
(1)由速度公式看出,末速度vt是t的一次函数,所以其函数图像是一条倾斜的直线
(2)在图像中,直线的倾斜角即为运动的加速度
(3)图像离时间轴(x轴)越远,则表示速度越大(注意和正负无关)
(4)当图像在时间轴(x轴)上方时,说明物体正向移动,反之则反向运动
C.匀速直线运动任何一段时间内的平均速度等于任一点的瞬时速度
D.瞬时速度就是运动物体在一段较短时间内的平均速度
【新知探究】
加速度(1)定义:
(2)定义式:
(3)物理意义:
(4)单位:
(5)方向:
例1.仿照P17例题:.速度为18m/s的火车,制动后均匀减速15s后停止运动,求火车的加速度
例2.下列说法中正确的是( )
例3如图是A、B两个质点做直线运动的位移-时间图象.则( )
A.在运动过程中,A质点总比B质点运动得快
B.在0~t1这段时间内,两质点的位移相同
C.当t=t1时,两质点的速度相等
D.当t=t1时,A、B两质点的加速度不相等
例4某物体沿直线运动的速度图像如图所示,则物体做( )
A.来回的往复运动
B.匀变速直线运动