在图上形象地标出了初速度,速度的变化量.请大家从图象上来进一步加深对公式的理解.at是0~t时间内的速度变化量△v,加上基础速度值——初速度vo,就是t时刻的速度v,即v=vo+at.
类似的,请大家自己画出一个初速度为v0的匀减速直线运动的速度图象,从中体会:在零时刻的速度询的基础上,减去速度的减少量at,就可得到t时刻的速度v。
学生自己在练习本上画图体会.
例题1:汽车以40km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少?加速多长时间后可以达到80km/h?
例题2:某汽车在某路面紧急刹车时,加速度的大小是6 m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车的行驶速度最高不能超过多少?
例题3:一质点从静止开始以l m/s2的加速度匀加速运动,经5 s后做匀速运动,最后2 s的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度是多大?减速运动时的加速度是多大?
小结:
1.任意相等的时间内速度的增量相同,这里包括大小方向,而不是速度相等. 2.从速度一时间图象上来理解速度与时间的关系式:v=vo+at,t时刻的末速度v是在初速度v0的基础上,加上速度变化量△v=at得到.
3.对这个运动中,质点的加速度大小方向不变,但不能说a与△v成正比、与△t成反比,a决定于△v 和△t 的比值.
4.a=△v/△t 而不是a=v/t , a=△v/△t =(vt-v0)/△t即v=vo+at,要明确各状态的速度,不能混淆. 5.公式中v、vo、a都是矢量,必须注意其方向.
数学公式能简洁地描述自然规律,图象则能直观地描述自然规律.利用数学公式或图象,可以用已知量求出未知量.例如,利用匀变速直线运动的速度公式或v-t图象,可以求出速度,时间或加速度等.
用数学公式或图象描述物理规律通常有一定的适用范围,只能在一定条件下合理外推,不能任意外推.例如,讨论加速度d=2 m/s2的小车运动时,若将时间t推至2 h,即7 200s,这从数学上看没有问题,但是从物理上看,则会得出荒唐的结果,即小车速度达到了14 400m/s,这显然是不合情理的.
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匀速直线运动的速度和时间的关系 随堂练习
1.如果物体运动的v-t图象是一条平行于时间轴的直线,则该物体的速度不随时间变化,该物体所做的运动就是匀速运动。
2.如图1所示,如果物体运动的v-t图线是一条倾斜直线,表示物体所做的运动是加速运动。由图象可以看出,对于图线上任一个速度v的变化量Δv,与对应时间内的时间变化量Δt的比值
?v是速度变化率,即物体的加速度a保持不变。所以该物体?t所做的运动是匀变速运动。
3.对匀变速直线运动来说,速度v随时间t的变化关系式为v=v0 +at,其中,若v0=0,则公式变为v=at,若a=0,则公式变为v=v0,表示的是匀速运动。
4.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运动。其v-t图象应为图2中的甲图,如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速运动,图象应为图2的乙图。
5.关于直线运动,下述说法中正确的是( ABC ) A.匀速直线运动的速度是恒定的,不随时间而改变 B.匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变
C.速度随时间不断增加的运动,叫匀加速直线运动 D.速度随着时间均匀减小的运动,通常叫做匀减速直线运动 6.已知一运动物体的初速度v0?5m/s,加速度a??3m/s2,它表示( A.物体的加速度方向与速度方向相同,且物体的速度在减小 B.物体的加速度方向与速度方向相同,且物体的速度在增加 C.物体的加速度方向与速度方向相反,且物体的速度在减小 D.物体的加速度方向与速度方向相反,且物体的速度在增加
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C )
7.关于图象的下列说法中正确的是( A )
A.匀速直线运动的速度一时间图象是一条与时间轴平行的直线 B.匀速直线运动的速度一时间图象是一条倾斜的直线
C.匀变速直线运动的速度一时间图象是一条与时间轴平行的直线 D.非匀变速直线运动的速度一时间图象是一条倾斜的直线
8.在公式v?v0?at中,涉及到四个物理量,除时间t是标量外,其余三个v、v0、a都是矢量。在直线运动中这三个矢量的方向都在同一条直线上,当取其中一个量的方向为正方向时,其他两个量的方向与其相同的取正值,与其相反的取负值,若取初速度方向为正方向,则下列说法正确的是( BC )
A.匀加速直线运动中,加速度a取负值 B.匀加速直线运动中,加速度a取正值 C.匀减速直线运动中,加速度a取负值
D.无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动,加速度a均取正值
9.物体做匀加速直线运动,初速度v0=2 m/s ,加速度a=0.1 m/s2 ,则第3 s 末的速度是2.3m/s,5 s末的速度是2.5m/s。
10.汽车在平直公路上以10m/s的速度做匀速直线运动,发现前面有情况而刹车,获得的加速度大小是2m/s2,则(1)汽车在3 s 末的速度大小是4 m/s; (2)在5 s 末的速度大小是0m/s; (3)在10 s 末的速度大小是0m/s。 11.如图所示是四个做直线运动的物体的速度一时间图象,则做匀加速直线运动的是②③,做匀减速直线运动的是④,初速度为零的是③,做匀速直线运动的是 ①。
12.若汽车加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则( BD ) A.汽车的速度也减小 B.汽车的速度仍在增大
C.当加速度减小到零时,汽车静止 D.当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大 13.升降机从静止开始上升,先做匀加速运动,经过4 s 速度达到4 m/s,然后匀速上升2 s,最后3 s做匀减速运动,恰好停止下来。试作出 v-t 图象。
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14.如图所示为一物体做匀变速直线运动的 v-t 图象,试分析物体的速度与加速度的变化特点。
解:开始计时后,物体沿与正方向相反的方向运动,初速度v0=-20m/s,并且是匀减速的,到2s末,速度减至0;2s-4s内速度再均匀增加到20m/s。整个过程中加速度恒定,大小为a??v20???20??m/s2?10m/s2,
?t4方向与规定的正方向相同。 巩固提高
1.关于图象,以下说法正确的是( AD ) A.匀速直线运动的速度—时间图线是一条与时间轴平行的直线 B.匀速直线运动的位移—时间图线是一条与时间轴平行的直线? C.匀变速直线运动的速度—时间图线是一条与时间轴平行的直线? D.非匀变速直线运动的速度—时间图线是一条倾斜的直线 2.如图所示是几个质点的运动图
象,其中是匀速运动的是( D ) A.①②③ C.①③④
B.①②④ D.②?
3.对速度与加速度的关系,正确的说法是( C ) A.速度大的加速度大?
B.速度变化大的加速度大? D.速度不变,加速度也不变?
C.速度变化率大的加速度大?
4.列说法不正确的是( CD ) A.做匀速直线运动的物体,相等时间内的位移相等? B.做匀速直线运动的物体,任一时刻的瞬时速度相等?
C.任一时间内的平均速度都相等的运动是匀速直线运动? D.如果物体运动的路程跟所需时间的比是一个恒量,则这个物体的运动是匀速直线运动
4.汽车在一条平直公路上行驶,其加速度方向与速度一致。现有加速度减小时的四种说法:(1)汽车的速度也减小;(2)汽车的速度仍在增大;(3)当加速度减小到
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零时,汽车静止;(4)当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大。其中正确的是 ( B ) A.(1)(3) B.(2)(4) C.(1)(4) D.(2)(3)? 5.如图所示为初速度v0沿直线运动的物体的速度图象,其末速
度为vt,在时间t内,物体的平均速度v和加速度A是( A )
v?vv?vA. v>0t,A随时间减小 B. v=0t,A恒定
22v?vC. v<0t,A随时间减小 D.无法确定
26.下列说法正确的是( A ) A.做匀速直线运动的物体的加速度一定是零? B.做匀速直线运动的物体的加速度可能是零?
C.做加速直线运动的物体的加速度是零? D.做减速直线运动的物体的加速度是零
7.对于做直线运动的物体,下列说法中正确的是( D ) A.位移方向不变,速度方向可变? B.速度方向不变,加速度方向可变? C.速度增量方向就是速度的方向? D.位移和速度方向都可变?
8.足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为
0.2 s,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度为( C ) A.-200 m/s2
B.200 m/s2? C.-100 m/s2
D.100 m/s2?
9.有一物体做直线运动,其v—t图象如图所示,从图中看出,
物体加速度和速度方向相同的时间间隔是( D ) A.只有0<t<2 s?
B.只有2 s<t<4 s?
C.0<t<2 s和6 s<t<8 s? D.0<t<2 s和5 s<t<6 s? 10.下列说法正确的是 ( BD )
A.物体做直线运动,若在相等的时间内增加的位移相等,则物体做匀速直线运动 B.匀变速直线运动就是加速度不变的运动? C.匀变速直线运动是速度变化量恒定的运动?
D.匀变速直线运动是加速度恒定(不为零)的直线运动?
11.物体做匀加速直线运动,已知加速度为2 m/s2,则( B )
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