高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系素材 新人教版必修1

高中物理第二章匀变速直线运动的研究2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系素材新人教版必修1
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匀变速直线运动的速度与时间的关系
匀变速直线运动是一种理想化的运动模型,生活中的许多运动由于受到多种因素的影响,运动规律往往比较复杂，但我们忽略某些次要因素后，有时也可以把它们看成是匀变速直线运动.例如：在平直的高速公路上行驶的汽车，在超车的一段时间内，可以认为它做匀加速直线运动，刹车时则做匀减速直线运动，直到停止。

深受同学们喜爱的滑板车运动中，运动员站在板上从坡顶笔直滑下时做匀加速直线运动，笔直滑上斜坡时做匀减速直线运动.
我们通过实验探究的方式描绘出了小车的v —t 图象，它表示小车做什么样的运动呢？小车的速度随时间怎样变化？我们能否用数学方法得出速度随时间变化的关系式呢?
一、匀变速直线运动 1、匀速直线运动 (1)匀速直线运动
物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移相等,这种运动就叫做匀速直线运动。

（2）匀速直线运动的特点
①在任意相等的时间里位移都相等；②速度矢量恒定. （3)匀速直线运动的速度一时间图象及特点 思考速度一时间图象的物理意义。

速度一时间图象是以坐标的形式将各个不同时刻的速度用点在坐标系中表现出来,它以图象的形式描述了质点在各个不同时刻的速度,反映速度随时间的变化规律。

思考讨论匀速直线运动的两个速度一时间图象,在v —t 图象中能看出哪些信息呢?思考讨论图象的特点,尝试描述这种直线运动。

能从速度一时间图象中得出质点在各个不
同时刻的速度,包括大小和方向；
从左图中能看出这个直线运动的速度不
随
时间变化，在不同的时刻，速度值都等于零时刻的速度值。

不随时间变化的速度是恒定的，说
明质点在做匀速直线运动．速度大小为10m/s,方向与规定的正方向相同；
在右图中的速度值大小也是10m/s ，但它却是负值，速度方向与规定的正方向相反，因为速度值也保持不变，所以它也是匀速直线运动；
匀速直线运动的速度一时间图象是一条平行于时间轴的直线； 匀速直线运动是速度保持不变的直线运动，它的加速度a ＝0. 你能断定这两个图象中所表示的运动方向相反吗？
因为这两个图象不是在同一个坐标系中，两个坐标系中规定的正方向不一定是相同的,所以不能断定它们的方向一定相反。

2、匀变速直线运动
在上节的实验中，小车在重物牵引下运动的v －t 图象是一条倾斜的直线,它表示小车在做什么样的运动?
①上节课我们自己实测得到的小车运动的速度一时间图象，如图所示。

请同学们尝试取相等的时间间隔,看它们的速度变化量的特
点. 从图中可以看出，由于v －t 图象是直线，无论Δt 选在什么区是一
间，对应的速度v 的变化量Δv 与时间t 的变化量Δt 之比
v t
∆∆都样的，即物体运动的加速度保持不变。

所以，上节实验中小车的运动是加速度不变的运动，小车在相等的时间间隔内速度的增加量相同。

②请同学们尝试描述小车的运动情况。

图象是一条过原点的倾斜直线，是初速度为零的加速直线运动。

（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。

（2）特点
①相等的时间内速度改变量相等;
速度的改变Δv 是矢量，速度的改变相等，应指速度变化的数值及方向都相同。

在直线运
动中,速度的变化可分为速度的增加和速度的减少两种情形。

②加速度矢量恒定；
③v －t 图象是一条倾斜的直线. （3）两种类型 ①匀加速直线运动
在匀变速直线运动中，物体的速度随时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动。

速度v 与速度的变化量Δv （加速度a )的方向一致。

②匀减速直线运动
在匀变速直线运动中，物体的速度随时间均匀减小，这个运动就是匀减速直线运动。

速度v 与速度的变化量Δv (加速度a )的方向相反。

（4）匀变速直线运动的v －t 图象 ①匀变速直线
运动的v －t 图象
匀加速运动 匀减速运动
②v －t 图象的应用
a ．读出某时刻的瞬时速度；
b ．求出某段时间内的速度的变化量Δv ；
c ．判断是加速运动还是减速运动：速度的变化量Δv 是正值,说明Δv 与v 方向相同，物
体作加速运动;是负值的话,说明Δv 与v 方向相反，物体作减速运动；
d ．求出某段时间内的位移:v －t 图线与坐标轴之间包围的“面积”值表示该段时间内的位
移。

在变速直线运动中，速度不一定是均匀变化的，这种运动是非匀变速直线运动.在日常生
活中，很多物体的运动接近匀变速，通常作为匀变速来处理.比如:发射炮弹在炮筒里的运动，石块从高处自由下落等等.。