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人教版高中物理必修第一册 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 故事化教学 · 分页版

日期:10-04  修改时间:2026-10-04 14:44  发布者:本站  联系方式:在线留言  点击:  属于:高一物理

人教版高中物理必修第一册 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 故事化教学

1 / 6
 

一、C919和小车

知识点:匀变速直线运动的定义 · 特点 · 分类
C919 匀速飞行 v-t 图:平行于时间轴的直线 v₀ t v 小车 匀加速运动 v-t 图:倾斜的直线 v₀ t v
飞机匀速:v-t 图是平的。
小车加速:v-t 图是斜的。
一条平,一条斜。区别在"加速度"。

(2026-10-11晚上10:20。窗外的路灯刚亮,橘色的,照在小区草坪上。)

2026年11月2日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。

物理老师打开投影仪。

屏幕上出现了一张照片:一架白色的大飞机,机头微微上仰,正在云层间飞行。机身侧面印着三个字母——C919。

"这是国产大飞机。"老师说,"2023年5月28日,它第一次商业载客飞行,从上海虹桥到北京首都。"

"它平稳飞行的时候,速度是多少?"

"差不多900公里每小时。"后排有人说。

"对。而且它是匀速的。"老师说,"如果画 v-t 图——"

他在黑板上画了一条横线,旁边标了 v₀。"一条平行于时间轴的直线。速度不变。"

然后他切了下一张幻灯片。屏幕上出现的是上节课那个实验的 v-t 图像——小车在重物牵引下,数据点连成一条倾斜的直线。

"这张图,跟 C919 的图,有什么不同?"

小理盯着看。

一个是平的。一个是斜的。

"平的说明速度不变。"他说,"斜的说明速度在变。"

"那速度在怎么变?"

"在增加。"

"什么在'增加'?是速度的大小,还是速度变化的快慢?"

小理愣了一下。

"速度变化的快慢。"他说,"因为图是一条直线。斜率不变。"

"对。"老师说,"斜率不变,说明加速度不变。"

"加速度不变的直线运动,叫匀变速直线运动。"

小理在笔记本上写了六个字:"加速度,不变。"

然后他补了一句:

"v-t 图是一条倾斜的直线——这是匀变速直线运动的'形状'。"

……一个概念,一句定义,一个图像。三样东西,其实是一个东西。

匀变速直线运动的两种类型 v t v₀ 匀加速直线运动 a 与 v 同向 → v 均匀增大 v t v₀ 匀减速直线运动 a 与 v 反向 → v 均匀减小 判断依据:加速度不变(v-t 图是直线);加速或减速看 a 与 v 的方向关系
都是匀变速——都是直线。
往上斜,匀加速;往下斜,匀减速。
分类的标准,是 a 与 v 的方向。
匀变速直线运动:
① 定义:沿一条直线,加速度不变的运动
② 特点:a 恒定不变;v-t 图像是一条倾斜的直线
③ 斜率的物理意义:代表加速度 a
④ 分类:
    匀加速:a 与 v 同向,v 均匀增加
    匀减速:a 与 v 反向,v 均匀减小
口 诀 · 一 一条直线匀变速,
斜率不变加速度。
斜上加速斜下减,
看的是 a 和 v 的方向。
◆ 互动游戏 · 匀变速判断
⚡ 匀变速判断 ⏱ 20s 📊 进度 0/6 🔥 连击 0 ⭐ 0
准备好了吗?
 
 

⚡ 匀变速判断

6 个情景,判断是不是匀变速直线运动。
关键是:加速度是否恒定不变。
答得越快、连击越高,得分越多!

 
📚 参考资料
  1. 人民教育出版社课程教材研究所.《普通高中教科书·物理·必修第一册》第二章第2节「匀变速直线运动的速度与时间的关系」. 人民教育出版社, 2019: 47-49.
  2. 中华人民共和国教育部.《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》. 人民教育出版社, 2020: 15-18.
作者:小理(小理物理工作室)|发布时间:2026-10-11|修改时间:2026-10-11
联系方式:xiaoli@kuailexue.cn|www.kuailexue.cn

二、三角和折线

知识点:匀变速的判断 · 加速度方向改变的情况
两种"看着像匀变速,其实不是"的 v-t 图像 v t t 2t 图1 · 三角形 速度方向不变,大小均匀变化 但 a 方向改变了 → 不是匀变速 v t 图2 · 折线过横轴 速度方向改变了,大小均匀变化 但 a 恒定 → 是匀变速 关键:判断匀变速,看"加速度是否恒定",而不是"速度方向是否改变"
三角形——看着对称,但不是匀变速。
折线过横轴——看着复杂,却是匀变速。
区别不在"速度方向变没变",在"加速度变没变"。

(一个概念,要靠反例才立得住。)

(10:52。走廊里有拖拽书包的声音。放学的低年级学生在往外走。)

2026年11月2日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。

老师在黑板上画了两张图。

第一张:一个三角形。速度从0涨到最大,再回到0。在2t时间里,速度的方向没变——都是正的。

"这个物体,"老师说,"在2t时间里,速度大小都是均匀变化的。你们说,它做的是匀变速直线运动吗?"

全班一半说"是",一半说"不是"。

小理觉得是。因为速度大小变化很均匀啊。

"不是。"老师说。

他在三角形上画了两条斜率:前半段向上,斜率正;后半段向下,斜率负。

"速度大小均匀变化——没错。但加速度的方向变了。"

"前半段 a 是正的,后半段 a 是负的。加速度不恒定。"

"匀变速的核心,是加速度不变。加速度方向变了,就不是匀变速。"

小理愣了一下。

他第一次意识到:判断匀变速,不能只看速度的"大小"。

老师又画了第二张图。

一条直线,从 v 正半轴穿过 t 轴,进入 v 负半轴。

"这张图里,"老师说,"物体的速度方向改变了——前半段正,后半段负。"

"那它——"

"它是匀变速。"

小理盯着看。方向变了,怎么还是匀变速?

"因为加速度没变。"老师说,"你看这条线——是直的。斜率不变。a 恒定。"

"至于速度方向变了——那是物体运动到最高点又往回走,但加速度一直朝同一个方向。"

小理想起了上学期跳高。运动员跳到最高点,速度方向变了(从向上变成向下),但重力加速度一直是向下的。

"老师,"他问,"那判断匀变速,是不是就看 v-t 图是不是一条直线?"

"对。"老师说,"v-t 图是直线 → a 恒定 → 匀变速。v-t 图折了、弯了、对称了——都不是匀变速。"

……原来"直线"这两个字,比我以为的更重要。

匀变速直线运动的判断:
① v-t 图像是一条直线 → a 恒定 → 匀变速
② v-t 图像是折线、曲线 → a 不恒定 → 不是匀变速

常见误区:
❌ 看到"速度大小均匀变化",就以为是匀变速——不对。还要看加速度的方向是否改变。
✅ 判断依据只有一条:v-t 图是不是直线。是直线就是匀变速,不是直线就不是。
口 诀 · 二 直线就是匀变速,
折线弯线都不算。
方向变了没关系,
只要加速度不变。
◆ 互动游戏 · v-t 图像分类
⚡ v-t 图像分类 ⏱ 18s 📊 进度 0/6 🔥 连击 0 ⭐ 0
准备好了吗?
 

⚡ v-t 图像分类

6 种 v-t 图像,判断是不是匀变速直线运动。
只要图是直线就是匀变速!
每题限时,连击越高得分越多!

 
📚 参考资料
  1. 人教版《物理》必修第一册 第二章第2节「匀变速直线运动的速度与时间的关系」. 人民教育出版社, 2019: 49-51.
  2. 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 62-66.
作者:小理(小理物理工作室)|发布时间:2026-10-11|修改时间:2026-10-11
联系方式:xiaoli@kuailexue.cn|www.kuailexue.cn

三、从数学借来的公式

知识点:速度与时间的关系 · v = v₀ + at · 矢量性
数学一次函数与物理 v-t 图像的类比 y x b y = kx + b 斜率 k|纵截距 b v t v₀ v = at + v₀ 斜率 a|纵截距 v₀ 数学的 k 对应物理的 a | 数学的 b 对应物理的 v₀
数学里的 y = kx + b。
物理里的 v = v₀ + at。
一个公式,两个面貌,一样的结构。

(概念清楚了,接下来是"怎么算"。)

(11:18。刚才有人开窗,进来一股冷风。我又把窗关上了。)

2026年11月2日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。

老师在黑板上画了一张数学坐标系。横轴 x,纵轴 y。一条斜线。

"这是什么?"

"一次函数。"

"表达式?"

"y = kx + b。"

然后他转身,在黑板另一边画了一张 v-t 坐标系。横轴 t,纵轴 v。一条斜线。

"这张图,跟那张图,有什么共同点?"

小理盯着看。

都是直线。都有一个纵截距。

"只是坐标轴的名字变了。"小理说。

"对。"老师说,"那现在,把 y=kx+b 的对应关系——换成物理量。"

他在黑板上写了两个式子:

纵轴 y → 速度 v

横轴 x → 时间 t

斜率 k → 加速度 a

纵截距 b → 初速度 v₀

"代进去——"

v = at + v₀

"或者写成习惯顺序——"

v = v₀ + at

小理在笔记本上抄下来。

然后老师说了一句让他印象很深的话:

"数学的公式,是给数字的。物理的公式,是给运动的。"

"这两个式子,形状一模一样。但 v = v₀ + at 里的每一个字母,都对应着一个具体的物理量。"

"v 是末速度,v₀ 是初速度,a 是加速度,t 是这段时间。"

"记住公式,不如记住每个字母代表什么。"

小理点了点头。

他忽然想:从上学期的"速度=位移÷时间"到"加速度=速度变化÷时间",再到今天的"v = v₀ + at",每一步都是一个新的公式。但每个公式,其实都是"某个量除以另一个量"或者"某个量加上另一个量"。

"老师,"他问,"这个公式里,v₀、a、t 是已知的,v 是要求的。那如果反过来呢?"

"知三求一。"老师说,"四个量,知道任意三个,就能求第四个。"

……原来物理公式的用法,就是"知道三个,求一个"。

v = v₀ + at 的三种特殊形式 a = 0 v = v₀ 匀速直线运动 v₀ = 0 v = at 由静止开始的匀加速 知三求一 v, v₀, a, t 四个量 知道任意3个 → 求第4个 三缺一,可求
三种特殊形式,一个通用公式。
知道三个量,就能求第四个。
这就是"知三求一"。
速度与时间的关系:
① 公式:v = v₀ + at
② 适用范围:匀变速直线运动
③ 矢量性:v₀、v、a 均为矢量,应用时先选正方向
    一般取 v₀ 的方向为正方向;与 v₀ 同向取正,反向取负
④ 特殊形式:
    当 a = 0 时,v = v₀(匀速)
    当 v₀ = 0 时,v = at(由静止开始的匀加速)
⑤ "知三求一":v、v₀、a、t 四个物理量,知道三个可求第四个
口 诀 · 三 末速等于初速加加速度乘时间,
数学的 kx + b,物理的 v₀ + at。
先定正方向再代入,
四个量知三求一。
◆ 互动游戏 · 公式运用
🧮 公式运用 📊 进度 0/5 🔥 连击 0 ⭐ 0
v = v₀ + at
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🧮 公式运用

5 道 v = v₀ + at 计算题。
已知三个量,求第四个。
连击越高得分越多!

 
📚 参考资料
  1. 人教版《物理》必修第一册 第二章第2节「匀变速直线运动的速度与时间的关系」. 人民教育出版社, 2019: 51-53.
  2. 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 66-70.
作者:小理(小理物理工作室)|发布时间:2026-10-11|修改时间:2026-10-11
联系方式:xiaoli@kuailexue.cn|www.kuailexue.cn

四、刹车之后

知识点:公式的应用 · 刹车问题 · "刹车陷阱"
一辆汽车的完整运动图像 v/(m/s) t/s 10 12.67 20 30 10 16 加速段 a₁=0.6 m/s² 减速段 a₂=-6 m/s² 已停止 10 s 末速度达到 16 m/s,之后以 6 m/s² 减速,约 2.67 s 后停止
加速10秒,速度到16 m/s。
然后刹车,a = -6 m/s²。
2.67秒后,车停了。

(公式背下来容易,用对了难。)

(11:44。走廊里的声控灯又亮了。刚才有人走过。)

2026年11月2日,星期一,上午第三节。高一(3)班教室。

老师在黑板上写了一道题。

"一辆汽车以 36 km/h 的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起,它以 0.6 m/s² 的加速度加速,10 s 末因故突然紧急刹车,随后汽车停了下来。刹车时做匀减速运动的加速度大小是 6 m/s²。"

"第一问:汽车在 10 s 末的速度是多少?"

小理低头算。

先换算:36 km/h = 10 m/s。

用公式 v = v₀ + at。v₀ = 10 m/s,a = 0.6 m/s²,t = 10 s。

v = 10 + 0.6 × 10 = 16 m/s。

"16 m/s。"他抬头说。

"对。"老师说,"第二问:汽车从刹车到停下来用了多长时间?"

小理继续算。

从第10秒末开始,车做匀减速。初速度 v₁ = 16 m/s,末速度 v₂ = 0,加速度 a₂ = -6 m/s²。

用公式 v = v₀ + at。0 = 16 + (-6) × t。

t = 16 / 6 ≈ 2.67 s。

"约2.67秒。"

"好。"老师说,"这道题不难。但我要讲一个'陷阱'。"

他在黑板上又写了一道题:

"以 18 m/s 的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,加速度大小是 6 m/s²。求汽车在刹车 2s 末和 5s 末的速度。"

小理看了一遍,觉得跟刚才那道差不多。

"2s 末:v₂ = 18 + (-6) × 2 = 6 m/s。"他说。

"5s 末:v₅ = 18 + (-6) × 5 = -12 m/s。"

说完他自己愣了一下。

负的?

"5s 末的速度是 -12 m/s?"他问。

"这就是陷阱。"老师说,"汽车刹车后会倒着开吗?"

"不会。"

"那 -12 m/s 是什么意思?"

小理明白了。

"刹车时间不够 5 秒。车早停了。"

"对。"老师说,"先算刹车时间:t₀ = (0 - 18) / (-6) = 3 s。"

"3 秒后车就停了。所以在 5s 末,车已经停了 2 秒,速度是 0。"

"刹车问题,先算刹车时间——t₀ 大于题目时间就套公式,t₀ 小于题目时间,就直接取 0。"

小理在笔记本上画了个小方框,写了两行:

t₀ > t → 用 v = v₀ + at

t₀ < t → v = 0

他忽然想起一件事:昨天坐公交车,司机急刹车,车上的人都往前倾。当时他以为车会往后倒。现在明白了——刹车就停,不会倒着走。

……原来物理里的"陷阱",生活里到处都是。

刹车问题的"陷阱":
汽车刹车后不会倒着开。所以不能直接把题目给的时间 t 代入公式。
正确做法:
① 先算刹车停止所用的时间:t₀ = (0 - v₀) / a
② 如果题目给的时间 t ≤ t₀,直接套公式 v = v₀ + at
③ 如果 t > t₀,车早已停止,此时 v = 0
口 诀 · 四 先定正方向再代入,
求出的负号要说明。
刹车问题先算时间,
车停了就不再倒着走。
◆ 互动游戏 · 刹车问题
🚗 刹车问题 ⏱ 20s 📊 进度 0/5 ⭐ 0
第 1 / 5 题
 
准备好了吗?
 
 

🚗 刹车问题

5 道刹车问题,每题限时 20 秒。
记住:先算刹车停止时间!
全部答完,看看你能拿几颗星!

 
📚 参考资料
  1. 人教版《物理》必修第一册 第二章第2节「匀变速直线运动的速度与时间的关系」. 人民教育出版社, 2019: 53-55.
  2. 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 70-74.
作者:小理(小理物理工作室)|发布时间:2026-10-11|修改时间:2026-10-11
联系方式:xiaoli@kuailexue.cn|www.kuailexue.cn

综合闯关

(12:08。实验室里就剩我一个人了。窗外有一只麻雀停在窗台上,看了一眼,飞走了。)
6 道综合题,覆盖匀变速定义、v-t 图像、速度公式、矢量性、刹车陷阱。
◆ 互动游戏 · 终极挑战
🏆 终极挑战 ⏱ 20s 📊 进度 0/6 ⭐ 0
第 1 / 6 题
 
准备好了吗?
 
 

🏆 终极挑战

6 道综合题,每题限时 20 秒。
答对得分,答错不扣分但会中断连击。

 

知识点总结

(12:24。写完了。外面天有点阴,像是要下雨。)

概念 定义/公式 关键点
匀变速直线运动 沿直线,加速度不变的运动 a 恒定;v-t 图像是一条倾斜直线
匀加速 a 与 v 同向 v 均匀增大;v-t 图向上斜
匀减速 a 与 v 反向 v 均匀减小;v-t 图向下斜
判断匀变速 看 v-t 图是不是直线 折线、弯线都不是匀变速
速度与时间的关系 v = v₀ + at 矢量性:先定正方向;知三求一
特殊形式 a=0 → v=v₀;v₀=0 → v=at 匀速 / 由静止开始的匀加速
刹车陷阱 先算刹车停止时间 t₀ t > t₀ 时,v = 0(车已停止)
核心思想:匀变速 = 加速度不变 = v-t 图是直线。速度公式 v = v₀ + at 就是"初速度 + 加速度乘以时间"——一个"变化率"的表达式。
匀变速看加速度,
一条直线最可靠。
斜上加速斜下减,
末速等于初速加 at。
刹车问题先算时,
车停了就不倒着走。

参考资料

  1. 人民教育出版社课程教材研究所.《普通高中教科书·物理·必修第一册》第二章第2节「匀变速直线运动的速度与时间的关系」. 人民教育出版社, 2019: 47-55.
  2. 中华人民共和国教育部.《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》. 人民教育出版社, 2020: 15-18.
  3. 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 62-74.
  4. Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M.《费曼物理学讲义》第一卷, 第8章「运动」. 上海科学技术出版社: 60-78.
作者与联系方式
作者:小理
工作室:小理物理工作室
邮箱:xiaoli@kuailexue.cn
网址:https://www.kuailexue.cn
人教版高中物理必修第一册 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 · 故事化教学 · 分页版
小理物理工作室 · 2026-10-11
四个故事 · 五个互动游戏 · 一句核心:直线就是匀变速,v 等于 v₀ 加 at。