物理必修 第一册2 匀变速直线运动的速度与时间的关系导学案

这是一份物理必修 第一册2 匀变速直线运动的速度与时间的关系导学案，共12页。学案主要包含了学习目标，思维脉络等内容，欢迎下载使用。
目标体系构建
明确目标·梳理脉络
【学习目标】
1．知道匀变速直线运动的特点及分类。
2．理解匀变速直线运动的v－t图像特点。
3．理解匀变速直线运动的速度公式，并会用公式解决匀变速直线运动问题。
【思维脉络】
课前预习反馈
教材梳理·落实新知
知识点 1 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，叫匀变速直线运动。
2．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。 (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。
知识点 2 直线运动的v－t图像
1．匀速直线运动的速度—时间图像
是一条平行于时间坐标轴的直线(如图所示)
2．匀变速直线运动的速度—时间图像
如下图所示，匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线，直线a反映了速度随时间是__均匀增加__的，即是匀加速直线运动的图像；直线b反映了速度随时间是__均匀减小__的，即是匀减速直线运动的图像。
知识点 3 速度与时间的关系式
1．速度公式：v＝__v0＋at__。
2．对公式的理解：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__。
预习自测
『选一选』
2019年12月17日，中国首艘国产航母“山东舰”正式入列，标志着中国海军正式进入双航母时代。在“山东舰”上装有帮助飞机起飞的弹射系统，已知“歼－15”型战斗机在跑道上加速时产生的最大加速度为6.0 m/s2，起飞的最小速度是 70 m/s，弹射系统能够使飞机所具有的最大速度为40 m/s，则飞机起飞需要加速的时间是( C )
A．3 s B．4 s
C．5 s D．6 s
解析：由vt＝v0＋at得t＝eq \f(vt－v0,a)＝eq \f(70－40,6)s＝5 s。
『想一想』 在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩蹦床，如下图所示是一同学某次蹦床跳起后的v－t图像，已知t2＝2t1，结合你的体会和经历，分析下列问题。

(1)他所做的运动是匀变速运动吗？
(2)他跳起时速度多大？
(3)哪段时间是上升的，哪段时间是下降的？
(4)从图像中可以看出，是选上升过程的速度为正方向还是选下降过程速度方向为正方向？
(5)他在t2末回到蹦床上了吗？
答案：此同学做的是初速度为v0的匀减速直线运动，起跳时速度为v0。在0～t1时间内速度为正，上升；t1～t2时间内速度为负，下降。而且上升位移与下降位移大小相等，故t2末回到蹦床上，图像中选择上升过程的速度为正方向。
课内互动探究
细研深究·破疑解难
探究 匀变速直线运动的v－t图像
┃┃情境导入__■
通过上节课的实验，我们知道匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线，请思考：
v－t图像能表示物体做曲线运动的情况吗？下图中物体的运动性质如何？
提示：不能。因为正方向一旦选定，v－t图像只能表示物体做直线运动的情况，上图中虽然图像为曲线，但描述的还是直线运动，上图中，切线的斜率逐渐增大，即加速度逐渐增大，物体做加速度逐渐增大的加速直线运动。
┃┃要点提炼__■
匀变速直线运动v－t图像特点
1．两种类型
(1)匀加速直线运动的图像逐渐远离t轴，如图甲所示。
(2)匀减速直线运动的图像逐渐靠近t轴，如图乙所示。
2．v－t图像的应用
通过v－t图像，可以明确以下信息：
特别提醒
应用v－t图像时的三点注意
(1)加速度是否变化看有无拐点：在拐点位置，图线的斜率改变，表示此时物体的加速度改变。v－t图像为曲线，可认为曲线上处处是拐点，加速度时刻在改变。
(2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点：在与时间轴的交点位置，纵坐标的符号改变，表示物体的速度方向改变。
(3)由于v－t图像中只能表示正、负两个方向，所以它只能描述直线运动，无法描述曲线运动。
┃┃典例剖析__■
典题1 A、B是做匀变速直线运动的两个物体的v－t图像，如图所示。
(1)A、B各做什么运动？求其加速度；
(2)两图线的交点的意义是什么？
(3)求1 s末A、B的速度；
(4)求6 s末A、B的速度。
思路引导：由v－t图像可以直接求出各时刻的速度，图线的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向，图线的交点表示速度相同。
解析：(1)A物体沿规定的正方向做匀加速直线运动，加速度的大小a1＝eq \f(v－v0,t)＝eq \f(8－2,6) m/s2＝1 m/s2，加速度的方向沿规定的正方向；
B物体前4 s沿规定的正方向做匀减速直线运动，4 s后沿反方向做匀加速直线运动，加速度的大小a2＝eq \f(8,4) m/s2＝2 m/s2，加速度的方向与初速度的方向相反。
(2)两图线的交点表示此时刻两个物体的速度相同。
(3)1 s末A物体的速度大小为3 m/s，和初速度方向相同；B物体的速度大小为6 m/s，和初速度方向相同。
(4)6 s末A物体的速度大小为8 m/s，和初速度方向相同；B物体的速度大小为4 m/s，和初速度方向相反。
思维升华：运用图像法分析求解物理问题时，关键是理解图像所表示的物理意义，并能从轴、点、线、面积、斜率等几个方面入手，将图像与物体实际运动情况以及由相关的运动规律所列出的函数表达式联合起来分析。
┃┃对点训练__■
1．某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时，其车速与时间的变化关系分别如图中的①、②图线所示。由图可知，启用ABS后( D )
A．t1时刻车速更小
B．0～t1的时间内加速度更大
C．加速度总比不启用ABS时大
D．刹车时间比不启用ABS更短
解析：由图看出，启用ABS后t1时刻车速更大，故A错误；由斜率等于加速度的大小得到，启用ABS后0～t1的时间加速度小，t1～t2的时间内加速度大，故B、C错误；启用ABS后经t2停止，不启用ABS时，t3停止，刹车时间比不启用ABS更短，故D正确，故选D。
探究 匀变速直线运动速度公式的理解及应用
┃┃情境导入__■
观察图甲和图乙，可知匀变速直线运动的v－t图像与我们在数学里学的一次函数图像类似，类比一次函数的表达式，写出速度与时间的关系式，由此可看出速度v与时间t存在什么关系？
提示：根据一次函数的一般表达式y＝kx＋b，可知匀变速直线运动的速度与时间的关系式为v＝v0＋at。速度v与时间t存在一次函数关系。
┃┃要点提炼__■
1．速度公式
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为正方向，此时匀加速直线运动a>0，匀减速直线运动a0，说明v与v0方向相同；v0表示加速运动，a0表示做加速运动，a