《人教版高中物理选修（1-1）2.3《匀变速直线运动的位移与时间的关系》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修（1-1）2.3《匀变速直线运动的位移与时间的关系》ppt课件（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三课时 匀变速直线运动的位移与时间的关系 匀变速直线运动的研究 如右图所示 火车从车站出发 离开站台时的速度 为10 m s 若火车的加速度为2 m s2 同学们想一想 用什 么方法可以确定再经过5 s火车离站台的距离 1 掌握用v t图象描述位移的方法 2 掌握位移与时间的关系 知识清单 推导匀变速直线运动的位移与时间的关系 1 匀速直线运动的位移 匀速直线运动 恒定不变 其 位移公式为x 位移x的大小可由右图中的v t图象的 的大小表示 2 匀变速直线运动的位移公式 其位移对应着v t图象中 与时间轴所包围的 1 速度 vt 面积 综合拓展 1 推导 在匀变速直线运动中 其v t图象是一
2、条倾斜的直线 要求t时 间内物体的位移 我们可以把时间分 成n小段 以每小段起始时刻的速度乘以时间 就近似等于这 段时间的位移 各段位移可用一高而窄的小矩形的面积表示 把所有小矩形的面积相加 就近似等于总位移 如右图所示 如果n的取值趋向于无穷大 那么结果就很精确了 实际上v t 直线下面梯形的面积就表示了物体的位移 如下图所示 实际上 不但匀速直线运动 匀变速直线运动物体vt图线 下面的面积等于物体的位移 任何形式的直线运动都是这样 如下图 2 位移的方向 当速度值为正值时 x vt 0 图线与时间 轴所围成的矩形在时间轴的上方 当速度值为 负值时 x vt 0 图线与时间轴所围成的矩形在时
3、间轴的下 方 即位移x 0表示位移方向与规定的正方向相同 位移x 0 表示位移方向与规定的正方向相反 特别提示 1 上述推理中 以及前面讲瞬时速度时 都 用到无限分割逐渐逼近的科学思维方法 2 对匀减速直线运动 位移公式x同样适用 3 对任何变速直线运动 其v t图象与时间轴所包围的面 积都表示位移 尝试应用 1 我们可以利用速度图象来求物体运动时在某时间间隔 内发生的位移 其方法是 对于匀速直线运动 其位移大小为v t图线与时间轴所围 矩形面积的大小 对于初速度为0的匀加速直线运动 其位移大小为vt图线 与时间轴所围三角形面积的大小 对于初速度不为0的匀加速直线运动和匀减速直线运动 其位移大
4、小为v t图线与时间轴所围梯形面积的大小 用求 面积 的方法求位移是一个近似的方法 与实际位 移有较大的差别 A B C D A 2 右图是某物体做直线运动的速度图象 下列有关 物体运动情况的判断正确的是 A 前2 s加速度为5 m s2 B 4 s末物体回到出发点 C 6 s末物体距出发点最远 D 8 s末物体距出发点最远 A 知识清单 位移公式 初速度 加速度 x v0t 1 矢量性 位移公式为矢量式 若取初速度方向为正方 向 当物体做匀加速运动时 a取正值 物体做匀减速运动时 a取负值 并注意x a v0必须选取统一的正方向 2 x t图象 由匀变速直线运动的位移公式 知x t图象是 一
5、个二次函数图 如右图所示 这个图象反映的是物体位移随 时间按照这样一个二次函数图 抛物线 变化 而不是运动轨迹 直线运动是根据运动轨迹来命名的 x t图象中图线是不是 直线与直线运动的轨迹没有任何直接关系 综合拓展 3 公式 是位移公式 而不是路程公式 利用该公式求的是位移 而不是路程 只有在单方向直线 运动中 所求的位移大小才等于路程 特别提示 1 该公式只适用于匀变速直线运动 2 该公式中除t外各量均为矢量 注意方向 尝试应用 1 一物体运动的位移与时间关系x 6t 4t2 t以s为单 位 则 A 这个物体的初速度为12 m s B 这个物体的初速度为6 m s C 这个物体的加速度为8
6、m s2 D 这个物体的加速度为 8 m s2 BD 2 飞机的起飞过程是从静止出发 在直跑道上加速前 进 当达到一定速度时离地升空 已知飞机加速前进路程为 1600 m 所用时间为40 s 若这段运动为匀加速运动 用a 表示加速度 v表示离地时的速度 则 A a 2 m s2 v 80 m s B a 2 m s2 v 40 m s C a 1 m s2 v 40 m s D a 1 m s2 v 80 m s A 匀变速直线运动的v t图象 一质点沿一直线运动 t 0时 位于坐标原点 下图为质点做直线运动的速度时间图象 由图可知 1 该质点的位移随时间变化的关系式是 x 2 在时刻t s时
7、 质点距坐标原点最远 3 从t 0到t 20 s内质点的位移是 通过的 路程是 解析 由图知t 0时 v 4 m s 加速度 为匀变速运动 位移 x 4t 0 2t2 前10 s位移x1 20 m 面积 后10 s位移x2 20 m 面积 故t 10 s时 质点离坐标原点最远 总位移 x x1 x2 0 m 总路程 L 40 m 答案 1 4t 0 2t2 2 10 3 0 40 m 名师点睛 1 物体虽然先沿负方向运动 后沿正方向运动 但全过程的加速度a恒定 方程 仍成立 2 v t图象与时间轴所包围的面积的正负表示位移的方向 变式应用 1 如右图所示 求8 s内物体的位移 答案 165 m
8、 匀变速直线运动位移公式在刹车问题中 的应用 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 其加速度的大小为6 m s2 求汽车在 6 s内通过的距离 解析 如果把a 6 m s2和v0 18 m s代入位移公 式 则得 汽车在6 s内的位移竟然为0 这可能吗 为什么会出现这 样的结果 原来汽车刹车后只运动了3 s 3 s后便停下了 直 接把6 s的时间代入公式必定会出现错误的结论 名师点睛 在计算飞机着陆 汽车刹车等这类速度减为 零后不能反方向运动的位移时 注意判断所给时间t内物体是 否已停止运动 如果已停止运动 则不能用时间t代入公式求 位移 而应求出它停止所需时间t 将t
9、 代入公式求位移 因 为在以后的 t t 时间内物体已停止运动 此种情况称为 时 间过量问题 变式应用 2 汽车以20 m s的速度做匀速运动 某时刻关闭发动 机而做匀变速运动 加速度大小为5 m s2 则它关闭发动机 后通过37 5 m所需时间为 A 3 s B 4 s C 5 s D 6 s A 多过程问题 从车站开出的汽车 做匀加速运动 走了12 s时 发现还有乘客没上来 于是立即做匀减速运动至停车 总共历 时20 s 行进了50 m 求汽车的最大速度 解析 汽车先做初速度为零的匀加速直线运动 达到最 高速度后 立即改做匀减速运动 可以应用解析法 也可应 用图象法 设最高速度为vm 由题
10、意 可得方程组 答案 5 m s 名师点睛 如果一个物体的运动包含几个阶段 就要分 段分析 弄清物体在每段上的运动情况及遵循的规律 应该 特别注意的是各段交接点处的速度往往是解题的关键 该点 速度是前段的末速度 同时又是后段的初速度 是联系前 后两段的桥梁 并要注意前 后段的位移x 加速度a 时间 t之间的联系 变式应用 3 10米折返跑 的成绩反映了人体的灵敏素质 测定时 在平直跑道上 受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前 当听到 跑 的口令后 全力跑向正前方10米处的折返线 测 试员同时开始计时 受试者到达折返线处时 用手触摸折返线 的物体 如木箱 再转身跑向起点终点线 当胸部到达终点线
11、 的竖直面时 测试员停表 所用时间即为 10米折返跑 的成绩 设受试者起跑的加速度为4 m s2 运动过程中的最大速度为4 m s 快到达折返线处时需减速到零 减速的加速度为8 m s2 返回时达到最大速度后不需减速 保持最大速度冲线 求该受 试 10米折返跑 的成绩为多少秒 答案 6 25s 水平测试 1 做匀加速直线运动的质点 运动了一段时间 下列 说法中正确的是 A 它的初速度越大 通过的位移一定越大 B 它的加速度越大 通过的位移一定越大 C 它的末速度越大 通过的位移一定越大 D 它的平均速度越大 通过的位移一定越大 D 素能提高 7 汽车以20 m s的速度做匀速直线运动 刹车后的 加速度大小为5 m s2 那么开始刹车后2 s与开始刹车后6 s 汽车通过的位移之比为 A 1 1 B 3 1 C 3 4 D 4 3 C
