《2018物理人教（浙江）必修一课件：第二章 匀变速直线运动的研究3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018物理人教（浙江）必修一课件：第二章 匀变速直线运动的研究3（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章,3匀变速直线运动的位移与时间的关系,内容索引,自主预习梳理, 重点知识探究, 当堂达标检测,自主预习梳理,1.位移公式：x . 2. 位移在vt图象中的表示：对于匀速直线运动，物体的位移在数值上等于vt图线与对应的时间轴所包围的矩形的 .如图1所示阴影图形的面积就等于物体在t1时间内的 .,一、匀速直线运动的位移,vt,面积,位移,图1,二、匀变速直线运动的位移,1. 位移在vt图象中的表示：做匀变速直线运动的物体的位移对应着vt图线与时间轴所包围的 .如图2所示阴影图形面积等于物体在t1时间内的 .,梯形面积,图2,位移,1.判断下列说法的正误. (1)位移公式xv0t at2仅适用
2、于匀加速直线运动.() (2)初速度越大，时间越长，匀变速直线运动物体的位移一定越大.() (3)匀变速直线运动的位移与初速度、加速度、时间三个因素有关.() (4)匀变速直线运动的xt图象是一条倾斜的直线.(),2.某质点的位移随时间的变化关系是x(4t4t2) m，则质点的初速度是v0_ m/s，加速度a_ m/s2，2 s内的位移为_ m.,4,8,24,3.如图3所示，为一质点沿直线运动的vt图象，则它在012 s内的位移x_m，路程s_m.,60,180,图3,答案,解析,解析vt图线与t轴所围图形的“面积”表示位移， 06 s内的位移x1v1t110 m/s6 s60 m, 612
3、 s内的位移x2v2t220 m/s6 s120 m, 012 s内的位移xx1x260 m， 路程s|x1|x2|180 m.,重点知识探究,一、匀变速直线运动的位移时间关系式,某质点做匀变速直线运动，已知初速度为v0，在t时刻的速度为v，加速度为a. (1)把匀变速直线运动的vt图象分成几个小段，如图4所示.每段位移每段起始时刻速度每段的时间对应矩形的面积.故整个过程的位移各个小矩形的_.,图,面积之和,答案,(2)把运动过程划分为更多的小段，如图5所示，各小矩形的 可以更精确地表示物体在整个过程的位移.,图5,面积之和,答案,(3)把整个运动过程分得非常细，很多小矩形合在一起形成了一个梯
4、形OABC，如图6所示， 就代表物体在相应时间间隔内的位移.,图6,梯形面积,答案,(4)vt图线下面梯形的面积 S (OCAB)OA 把面积及各条线段换成其所代表的物理量，上式变成 x (v0v)t 又因为vv0at 由式可得 x .,v0t at2,答案,1.公式的适用条件：位移公式xv0t at2只适用于匀变速直线运动. 2.公式的矢量性：xv0t at2为矢量公式，其中x、v0、a都是矢量，应用时必须选取统一的正方向.一般选v0的方向为正方向. (1)a：匀加速直线运动中，a与v0同向，a取正值；匀减速直线运动中，a与v0反向，a取负值. (2)若位移的计算结果为正值，说明位移方向与规
5、定的正方向相同；若位移的计算结果为负值，说明位移方向与规定的正方向相反.,3.两种特殊形式 (1)当v00时，x at2，即由静止开始的匀加速直线运动，位移x与t2成正比. (2)当a0时，xv0t，即匀速直线运动的位移公式.,例1一物体做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为a2 m/s2，求： (1)第5 s末物体的速度多大？,解析,答案,答案10 m/s,解析第5 s末物体的速度由v1v0at1 得v1025 m/s10 m/s.,(2)前4 s的位移多大？,答案16 m,解析,(3)第4 s内的位移多大？,解析,答案,答案7 m,解析物体第3 s末的速度v2v0at2023 m/s6 m
6、/s,针对训练1某物体做匀变速直线运动，其位移与时间的关系为x0.5tt2(m)，则当物体速度为3 m/s时，物体已运动的时间为 A.1.25 s B.2.5 s C.3 s D.6 s,解析由x0.5tt2知，v00.5 m/s，a2 m/s2， 再由速度公式vv0at知，t1.25 s，选项A正确.,解析,答案,二、位移-时间图象,一列火车沿直线轨道运动，如图7描述了它关于出发点的位移随时间变化的情况. (1)火车最远距离出发点多少米？,答案,答案 90 m,图7,(2)试分析火车各阶段的运动状态.,答案火车在前2.5 min内以0.6 m/s的速度做匀速直线运动，在2.5 min到 3
7、min火车停在距出发点90 m的位置.,1.xt图象：以时间为横坐标，以位移为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图象叫位移时间图象. 2.对xt图象的理解 (1)斜率：斜率的绝对值表示速度的大小；斜率的正负表示速度的方向. (2)截距：纵截距表示物体起始位置. (3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇.,3.几种常见的位移时间图象 (1)静止物体的xt图象是平行于时间轴的直线，如图8直线A.,图8,(2)匀速直线运动的xt图象是一条倾斜的直线，如图直线B和C，其斜率表示速度.其中B沿正方向运动，C沿负方向运动.,(3)匀变速直线运动的xt图象：由位移xv0t at2可以看出，x是
8、t的二次函数.当v00时，匀变速直线运动的xt图象是顶点在坐标原点的一部分曲线，曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的速度，图9中切线斜率增大，质点的速度逐渐增大.,图9,A.前15 s内汽车的位移为30 m B.20 s末汽车的速度为1 m/s C.前10 s内汽车的加速度为3 m/s2 D.前25 s内汽车做单方向直线运动,例2一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移时间图象如图10所示，则下列说法正确的是,解析,答案,图10,解析从图象上可以看出前15 s内汽车的位移为30 m，选项A正确； 图象的斜率表示速度，故1525 s内汽车反向做匀速直线运动，,前10 s内汽车做匀速直线运动，加速度为
9、零，1015 s内汽车静止，1525 s内汽车做反向匀速直线运动，选项C、D错误.,A.在运动过程中，A质点总比B质点运动得快 B.在t0时，两质点是从同一地点出发的 C.当tt1时，两质点的速度相等 D.当tt1时，A、B两质点的加速,针对训练2如图11是A、B两个质点做直线运动的位移时间图象.则,解析,答案,图11,解析位移时间图象中，图线的斜率对应质点的速度，所以A质点的速度比B质点的速度大，A正确. 纵轴截距表示起始位置，B错误. t1时刻，两图象的斜率不同，两质点的速度不同，C错误. 两质点都做匀速直线运动，加速度都等于零，D错误.,1.xt图象上两点坐标之差表示对应时间内的位移x，
10、即xx2x1； 2.xt图象的斜率k 表示质点的速度； 3.交点坐标表示两质点同一时刻到达同一位置，即相遇.,三、刹车类问题,例3一辆汽车正在平直的公路上以72 km/h的速度行驶，司机看见红色信号灯便立即踩下制动器，此后，汽车开始做匀减速直线运动.设汽车减速过程的加速度大小为5 m/s2，求： (1)开始制动后，前2 s内汽车行驶的距离；,答案,答案30 m,解析,解析汽车的初速度v072 km/h20 m/s，末速度v0，加速度a5 m/s2；,因为t12 st，所以汽车2 s末没有停止运动,(2)开始制动后，前5 s内汽车行驶的距离.,答案,答案40 m,解析,解析因为t25 st，所以
11、汽车5 s时早已停止运动,(注意：也可以用逆向思维法，即对于末速度为零的匀减速直线运动，可把它看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动.,刹车类问题的处理思路 实际交通工具刹车后在摩擦力作用下可认为是做匀减速直线运动且运动过程不可逆，当速度减小到零时，车辆就会停止.解答此类问题的思路是： (1)先求出它们从刹车到静止的刹车时间t刹 . (2)比较所给时间与刹车时间的关系确定运动时间，最后再利用运动学公式求解.若tt刹，不能盲目把时间代入，若tt刹，则在t时间内未停止运动，可用公式求解.,当堂达标检测,1.(位移公式)一辆汽车以2 m/s2的加速度做匀减速直线运动，经过2 s(汽车未停下)，汽车行驶
12、了36 m.汽车开始减速时的速度是 A.9 m/s B.18 m/s C.20 m/s D.12 m/s,解析,答案,1,2,3,4,解析由xv0t at2，将x36 m，a2 m/s2，t2 s，代入解得：v020 m/s，选项C正确.,2.(位移公式和速度公式)飞机起飞的过程是由静止开始在平直跑道上做匀加速直线运动的过程.飞机在跑道上加速到某速度值时离地升空飞行.已知飞机在跑道上加速前进的距离为1 600 m，所用时间为40 s，则飞机的加速度a和离地速度v分别为 A.2 m/s280 m/s B.2 m/s240 m/s C.1 m/s240 m/s D.1 m/s280 m/s,1,2
13、,3,4,解析,答案,解析,飞机离地速度为vat240 m/s80 m/s.,A.甲、乙两个物体同时出发 B.甲、乙两个物体在同一位置出发 C.甲的速度比乙的速度小 D.t2时刻两个物体速度相同,3.(xt图象) 如图12所示为甲、乙两物体运动的xt图象，下列关于甲、乙两物体运动的说法，正确的是,解析,答案,1,2,3,1,2,3,4,图12,解析由题图可知甲物体从t0时刻开始运动，而乙物体从t1时刻开始运动，故A错误； 由题图可知甲物体从坐标为x1的位置开始运动，而乙物体从坐标为0的位置开始运动，故B错误； xt图象的斜率等于物体运动的速度，由题图可知乙运动的速度大于甲运动的速度，t2时刻两物体的位移相同即两物体相遇，故C正确，D错误.,1,2,3,4,4.(刹车问题)一辆卡车紧急刹车过程加速度的大小是5 m/s2，如果在刚刹车时卡车的速度为10 m/s，求： (1)刹车开始后1 s内的位移大小；,解析,答案,1,2,3,4,解析,答案7.5 m,(2)刹车开始后3 s内的位移大小和3 s内的平均速度大小.,解析,答案,1,2,3,4,解析,答案,本课结束,
