【物理】2019届一轮复习人教版匀变速直线运动速度与时间关系学案

【物理】2019届一轮复习人教版匀变速直线运动速度与时间关系学案

第一讲 匀变速直线运动速度与时间的关系 物理核心素养 ‎（一）物理观念 ‎ 1.知道匀变速直线运动的v-t图象特点，理解图象的物理意义。‎ ‎2.掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动的图象的特点。‎ ‎3.理解匀变速直线运动 v-t图象的物理意义，会根据图象分析解决问题。‎ ‎4.体会数学在研究物理问题中的重要性。‎ ‎（二） 学思维、 学探究 ‎ ‎1.培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力。‎ ‎2.引导学生研究图象、寻找规律得出匀变速直线运动的概念。‎ ‎3.引 导学生用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义。‎ ‎（三） 学态度与责任 ‎1.培养学生用物理语言表达物理规律的意识，激发探索和创新的欲望。‎ ‎2.培养学生透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的 学意识。‎ 学习重点：‎ ‎1.学会用 图象分析和解决实际问题。‎ ‎2.对匀变速直线运动的速度与时间关系的公式的理解及应用。‎ 学习难点：‎ ‎1.速度的矢量性，注意正方向的规定的重要性 ‎2.刹车问题刹车时间的判断 知识点梳理：‎ 一、匀变速直线运动 ‎1.定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动。‎ ‎2.v－t图象：匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜的直线。‎ ‎3.分类 ‎(1)匀加速直线运动：速度随时间均匀增加。‎ ‎(2)匀减速直线运动：速度随时间均匀减小。‎ 二、速度与时间的关系 ‎1.速度公式：v＝v0＋at。‎ ‎2.含义：做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的速度v0加上在整个过程中速度的变化量at。‎ 核心突破： v＝v0＋at ‎1.公式的理解：由于a在数值上等于单位时间内速度的变化量，所以at就是整个运动过程中速度的变化量，再加上运动开始时物体的速度v0，就得到t时刻物体的速度v。‎ ‎2.公式的适用条件：公式v＝v0＋at只适用于匀变速直线运动。‎ ‎3.公式的矢量性 ‎(1)公式v＝v0＋at中的v0、v、a均为矢量，应用公式解题时，首先应先选取正方向。‎ ‎(2)一般以v0的方向为正方向，此时匀加速直线运动a＞0，匀减速直线运动a＜0；对计算结果v＞0，说明v与v0方向相同；v＜0，说明v与v0方向相反。‎ ‎4.公式的特殊形式 ‎(1)当a＝0时，v＝v0(匀速直线运动)。‎ ‎(2)当v0＝0时，v＝at(由静止开始的匀加速直线运动)。‎ ‎ [例1] 汽车在平直路面紧急刹车时，加速度的大小是8 m/s2，‎ ‎(1)如果必须在2 s内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少？‎ ‎(2)如果汽车以最高允许速度行驶，必须在1.5 s内停下来，汽车在刹车的过程中加速度至少多大？‎ 思路探究 ‎(1)汽车经过某过程“停下来”，隐含着什么条件？‎ ‎(2)汽车刹车时，它的加速度是否一定为负值？‎ ‎①若取初速度方向为正，则加速度为 ；‎ ‎②若取初速度方向为负，则加速度为 。‎ 提示　(1)经过某过程“停下来”，意味着汽车的末速度为零。‎ ‎(2)①负值　②正值 解析　(1)以初速度方向为正方向 汽车的加速度a＝－8 m/s2，运动时间t＝2 s，末速度v＝0‎ 由公式v＝v0＋at代入数值得v0＝16 m/s＝57.6 km/h ‎(2)仍以初速度方向为正方向，汽车的初速度v0＝16 m/s 运动时间t′＝1.5 s，末速度v＝0‎ 由公式v＝v0＋a′t′，代入数值得a′＝－10.7 m/s2‎ 答案　(1)16 m/s(或57.6 km/h)　(2)－10.7 m/s2‎ ‎ (1)画出物体运动过程的示意图，明确各种已知量和未知量。‎ ‎(2)减速运动时，a与v方向相反，注意正负。‎ ‎[针对训练1] 火车沿平直铁轨匀加速前进，通过某一路标时的速度为10.8 km/h，1 min后变成了54 km/h，又需经多少时间，火车的速度才能达到64.8 km/h?‎ 解析　三个不同时刻的速度分别为 v1＝10.8 km/h＝3 m/s、v2＝54 km/h＝15 m/s。‎ v3＝64.8 km/h＝18 m/s 时间t1＝1 min＝60 s 所以加速度 a＝＝ m/s2＝0.2 m/s2，‎ 由v3＝v2＋at2‎ 可得时间t2＝＝ s＝15 s。‎ 答案　15 s ‎ [例2] 汽车以45 km/h的速度匀速行驶。‎ ‎(1)若汽车以0.6 m/s2的加速度加速，则10 s末速度能达到多少？‎ ‎(2)若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速，则10 s末速度能达到多少？‎ ‎(3)若汽车刹车以3 m/s2的加速度减速，则10 s末速度为多少？‎ 思维导图 解析　(1)取初速度方向为正方向，‎ 则v0＝ m/s＝12.5 m/s，a1＝0.6 m/s2，‎ 所以10 s末的速度 v1＝v0＋a1t＝(12.5＋0.6×10) m/s＝18.5 m/s。‎ ‎(2)a2＝－0.6 m/s2，减速到停止的时间 t1＝＝ s＝20.83 s＞10 s，‎ 所以10 s末的速度 v2＝v0＋a2t＝(12.5－0.6×10) m/s＝6.5 m/s。‎ ‎(3)设刹车经t0时间就停止，末速度v＝0，a3＝－3 m/s2，‎ 由v＝v0＋a3t0，得t0＝＝4.2 s＜10 s 所以10 s末汽车的速度为零。‎ 答案　(1)18.5 m/s　(2)6.5 m/s　(3)0‎ 处理刹车应注意的问题 ‎(1)明确车辆的刹车时间(车辆末速度变为零时所用的时间)。通常可由t＝计算得出。并判断要研究的时长大于刹车时间还是小于刹车时间。‎ ‎(2)若要研究的时长小于刹车时间，则汽车在要研究的时间段内的实际运动时间等于时长；反之，实际运动时间等于刹车时间。‎ ‎(3)常见错误：误以为汽车在给定的时间内一直做匀减速直线运动，简单套用速度公式v＝v0＋at，得出的速度出现负值。‎ ‎[针对训练2]某汽车在某路面上紧急刹车时，如图1所示，刹车的加速度为6 m/s2，如果该汽车开始刹车时的速度为60 km/h，则该汽车刹车5 s时的速度为多少？‎ 图1‎ 解析　设汽车开始刹车时的初速度方向为正方向，‎ 汽车开始刹车时的速度v0＝60 km/h≈16.7 m/s 由匀变速直线运动的速度公式v＝v0＋at得，汽车从刹车到静止所用的时间t＝＝ s≈2.8 s 由于2.8 s＜5 s，所以汽车刹车2.8 s后变为静止，汽车刹车5 s时的速度为0。‎ 答案　0‎