2023_2024学年新教材高中物理第二章匀变速直线运动第二节匀速直线运动的规律课件粤教版必修第一册

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第二章 匀变速直线运动知识点一　直线运动的分类知识点二　匀变速直线运动的速度和位移特点1.匀变速直线运动的速度特点：做匀变速直线运动的物体，在任意相等时间内的速度变化相等，加速度恒定.2.匀变速直线运动的位移特点：做匀变速直线运动的物体，在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的. 小试身手1.某物体做匀速直线运动，该物体的位移x、速度v随时间t变化的关系图线正确的是（　　）解析：在匀速直线运动中，位移随时间均匀增加，所以图像是一条倾斜的直线，A、B错误；匀速直线运动的速度大小不变，所以速度图像与时间轴平行，C正确，D错误.故选C.答案：C2.如图所示为某物体做直线运动的v-t图像，由图像可知，下列说法中正确的是（　　）A.物体在0～10 s内做匀速直线运动B.物体在0～10 s内做匀减速直线运动C.物体运动的初速度为10 m/sD.物体在0～10 s内的加速度为2.5 m/s2解析：根据匀变速直线运动的位移公式可知，A正确；B为加速度为零时的位移公式，即匀速直线运动的位移公式，C为初速度为零时的位移公式，B、C错误；D为用平均速度表示的公式，D正确.答案：AD4.将小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放，小球沿着倾斜直槽向下运动，得到如图的频闪照片.经测量，s1＝3.00 cm，s2＝6.50 cm，s3＝10.0 cm，s4＝13.50 cm，s5＝17.00 cm.根据以上数据：（1）判定小球是否做加速运动；（2）试判定小球做匀变速直线运动.解析：（1）因为s1＜s2＜s3＜s4＜s5，即是在相同时间内，小球的位移越来越大，所以是加速运动.（2）Δs1＝s2－s1＝3.50 cm，Δs2＝s3－s2＝3.50 cm，Δs3＝s4－s3＝3.50 cm，Δs4＝s5－s4＝3.50 cm.故有Δs1＝Δs2＝Δs3＝Δs4，即在一连续相等时间内小球增加的位移是相等的.说明小球是做匀变速直线运动.答案：（1）是　（2）见解析探究一　公式vt＝v0＋at的理解应用1.公式的适用条件.公式vt＝v0＋at只适用于匀变速直线运动.2.公式的矢量性.公式vt＝v0＋at中的v0、vt、a均为矢量，取v0方向为正方向时，a，vt符号意义如下表：【典例1】　如图所示，小球以6 m/s的初速度从某一位置滑上足够长的光滑斜面.已知小球在斜面上运动时的加速度大小为2 m/s2，方向沿斜面向下，问：经过多长时间小球的速度大小为3 m/s（小球在光滑斜面上运动时，加速度的大小和方向均不变）？核心点拨：法二　上滑过程中速度达到3 m/s时，同上.对于在下滑过程中速度达到3 m/s时，以沿斜面向上为正方向，则有v0＝6 m/s，a＝－2 m/s2，v＝－3 m/s，由v＝v0＋at得t＝4.5 s.答案：1.5 s或4.5 s1.第一辆电动车于1881年制造出来，发明人为法国工程师古斯塔夫·特鲁夫.有一辆电动车以v0＝21.6 km/h的速度在邯郸人民路匀速直线行驶，快到目的地时（此刻为零时刻），电动车开始做匀减速直线运动，经过2 s，电动车的速度大小v＝18 km/h，求：（1）电动车的加速度a；（2）t1＝4 s时，电动车速度v1的大小；（3）t2＝15 s时，电动车速度v2的大小.2.如图所示，t＝0时刻，一个物体以v0＝8 m/s的初速度沿光滑斜面向上滑动，加速度的大小为2 m/s2，运动到最高点之后，又以相同的加速度沿斜面向下滑动，求：（1）第5 s末的速度；（2）经过多长时间物体的速度大小为4 m/s.【典例2】　一物体做匀减速直线运动，初速度大小为v0＝5 m/s，加速度大小为a＝0.5 m/s2，求：（1）物体在3 s内的位移大小；（2）物体在第3 s内的位移大小.3.一质点做匀变速直线运动，其位移表达式为x＝（10t＋t2）m，则（　　）A.质点的初速度为10 m/sB.质点的加速度大小为1 m/s2C.质点2 s末的速度是12 m/sD.在4 s末，质点位于距出发点24 m处4.某电动汽车在一次刹车测试中，刹车后的位移与时间的关系式是x＝12t－3t2（m），对该汽车的运动情况，以下说法正确的是（　　）A.刹车过程中的加速度大小为3 m/s2B.刹车后5 s内的位移为12 mC.最后1 s的位移为1.5 mD.刹车后汽车经4 s停下探究三　公式v t 2－v02＝2as的理解及应用1.公式的矢量性.一般先规定初速度v0的方向为正方向.（1）物体做加速运动时，a取正值；做减速运动时，a取负值.（2）位移s＞0，说明物体通过的位移方向与初速度方向相同；s＜0，说明位移的方向与初速度的方向相反.2.适用范围.匀变速直线运动.【典例3】　 一货车严重超载后的总质量为49 t，以54 km/h的速率匀速行驶.发现红灯时司机刹车，货车立即做匀减速直线运动，加速度的大小为2.5 m/s2（不超载时则为5 m/s2）.（1）若前方无阻挡，则从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远？（2）若超载货车刹车时正前方25 m处停着总质量为1 t的轿车，两车将发生碰撞，求相撞时货车的速度大小.5.如图所示，物体A在斜面上由静止匀加速滑下x1后，又匀减速地在平面上滑过x2后停下，测得x2＝2x1，则物体在斜面上的加速度a1与在平面上的加速度a2的大小关系为（　　）解析：物体在斜面上初速度为零，设末速度为v，则有v2－0＝2a1x1；同理，在水平面上有0－v2＝2a2x2，所以|a1x1|＝|a2x2|，故a1＝2a2，B正确.答案：B探究四　匀变速直线运动几个常见公式的应用基本方法1.匀变速直线运动几个常见公式的归纳与特点.2.应用基本方法：因为每个公式有4个物理量，因此找出三个已知物理量，则可求该公式未知的另一个物理量，然后再代入另一个公式，即可求出剩余的一个物理量.我们简单记忆为：知三求二.【典例4】　汽车做匀加速直线运动，初速度为10 m/s，若它在开始的10 s内位移为150 m，求：（1）它的加速度；（2）在离出发点22 m处的速度大小.核心点拨：（1）审题（标明你认为的关键词）.（2）分析过程，合理分段，画出示意图，并找出各段已知的物理量.（3）利用知三求二，选择合适的公式解答.6.2019年12月17日，中国首艘国产航母“山东舰”在海南省三亚军港正式服役.据传中国正在建造第3艘国产航母，国人都盼望新航母上能实现电磁弹射技术.已知“歼­15”战机在航空母舰的跑道上加速时可能产生的最大加速度为5.0 m/s2，当“歼­15”战机的速度达到50 m/s时才能离开航空母舰起飞，设“山东舰”处于静止状态.（1）假设应用电磁弹射技术，要求“歼­15”战机滑行160 m后起飞，弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？（2）若“山东舰”上还没有安装弹射系统，要求“歼­15”战机仍能在舰上正常起飞，问该舰跑道至少应为多长？（3）假设“山东舰”的飞机跑道长为L＝160 m，为使“歼­15”战机仍能从舰上正常起飞，可采用先让“山东舰”沿飞机起飞方向以某一速度匀速航行，再让“歼­15”战机起飞的方法，则“山东舰”的航行速度至少为多少？探究五　v-t图像的理解及应用（三）1.v-t图像中的图线与t轴所围面积代表物体的位移.（1）当物体做匀速直线运动时，如图所示，我们可以很容易证明v-t图像中的图线与t轴所围面积代表物体的位移.（2）当物体做匀变速直线运动时，如下图所示，我们需要用微元法来理解v-t图像中的图线与t轴所围面积代表物体的位移.（3）我们可以进一步推广，不管物体做什么直线运动，v-t图像中的图线与t轴所围面积代表物体的位移.（4）（选学）我们可以再进一步推广，不管什么图像，其图线与横轴所围面积代表纵坐标物理量与横坐标物理量乘积所对应的物理量.例如P-t图像（功率—时间图像），图线所围面积代表所做的功（W＝Pt）.2.（推论1）v-t图像中体现出做匀变速直线运动的物体，任意两个连续相等时间内的位移之差相等.如图所示，两者的位移差为阴影部分面积，Δs＝s2－s1＝aT2.3.（推论2）v-t图像中体现出匀变速直线运动的物体，某段运动中间时刻速度等于该段的平均速度.注意　以上两个推论只适用于匀变速直线运动，不可以推广到任意运动.【典例5】　如图是某质点做直线运动的v-t图像，求：（1）质点在前1 s时间内的加速度大小；（2）质点从1 s到4 s时间内的加速度大小；（3）质点在最后3 s的位移大小；（4）质点在最后3 s的平均速度大小.（1）v-t图像只能描述直线运动，无法描述曲线运动.（2）v-t图像描述的是物体速度随时间变化的规律，不表示物体的运动轨迹. （3）加速与减速取决于a与v方向是否相同，与v的方向无关.7.将某汽车的刹车过程视为匀变速直线运动.该汽车在紧急刹车时加速度的大小为6 m/s2，在2 s内停下来，则下列选项中能正确表示该汽车刹车过程的是 （　　） A　　 　　　 B　　　　　 　C　　 　　　　　D解析：汽车在紧急刹车时加速度的大小为6 m/s2，在2 s内停下来，则a＝－6 m/s2，由匀变速直线运动公式得0＝v0＋at，解得v0＝12 m/s，即在2 s内汽车速度从12 m/s变成0，能正确表示该汽车刹车过程的v-t图像是A.答案：A8.（多选）甲、乙两个质点，t＝0时刻从同一地点沿同一方向做直线运动，它们的v-t图像如图所示.下列说法正确的是（　　）A.在2 s末，甲、乙两质点相遇B.在4 s末，甲、乙两质点相遇C.2 s前甲质点比乙质点运动得快，2 s后乙质点比甲质点运动得快D.甲质点做匀速直线运动，乙质点做初速度为零的匀加速直线运动解析：v-t图像与t轴围成的面积代表位移，由题意结合图像知，2 s末甲质点在乙质点前方10 m处，4 s末两车位移相等，故A错误，B正确；2 s前甲质点比乙质点运动得快，2 s后乙质点比甲质点运动得快，故C正确；v-t图像的斜率代表加速度，甲质点做匀速直线运动，乙质点由静止开始做匀加速直线运动，故D正确.故选BCD.答案：BCD9.在遥控汽车比赛中，遥控汽车（可看成质点）沿直线运动的v-t图像如图所示，已知遥控汽车从零时刻出发，在2T时刻恰好返回出发点，则下列说法正确的是（　　）A.0～T与T～2T时间内的平均速度相同B.遥控汽车在T～2T时间内的加速度大小不变，方向改变C.T秒末与2T秒末的速度大小之比为1∶2D.0～T与T～2T时间内的加速度大小之比为1∶2