高中物理 2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系課件 新人教版必修1.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 必修1 勻變速直線運動的研究 第二章 3勻變速直線運動的位移與時間的關系 第二章 獵豹在起跑之后三秒就能達到一百公里的時速 但它的耐力不行 最高速度只能維持100米左右 而健壯的羚羊同樣風馳電掣般逃避 只要在這個距離內(nèi)不被抓住 就能成功擺脫厄運 由于受到多種因素的影響 獵豹在這短短的三秒內(nèi)的運動規(guī)律也比較復雜 但我們忽略某些次要因素后 可以把它們看成勻變速直線運動 勻變速直線運動是一種理想化的運動模型 那么這種運動的位移與時間又有什么樣的關系呢 這一節(jié)我們就來探究這個問題 1 位移公式 x 2 由v t圖象求位移 做勻速直線運動的物體 其v t圖象是一條平行于 的直線 其位移在數(shù)值上等于v t圖線與對應的時間軸所包圍的矩形的 如圖所示 勻速直線運動的位移 vt 時間軸 面積 勻變速直線運動的位移 時間軸 梯形 1 定義 以 為橫坐標 以 為縱坐標 描述位移隨時間變化情況的圖象 2 靜止物體的x t圖象 是一條 的直線 用圖象表示位移 x t圖象 3 勻速直線運動的x t圖象 由x vt可知 其位移 時間圖象是一條 如圖中 所示 時間t 位移x 平行于時間軸 過原點的直線 t2 如圖所示 一艘快艇以2m s2的加速度在海面上做勻加速直線運動 快艇的初速度是6m s 求這艘快艇在8s末的速度和8s內(nèi)經(jīng)過的位移 答案 22m s112m 特別提醒 1 以上推論只適用于勻變速直線運動 其他性質(zhì)的運動不能套用推論式來處理問題 2 推論式x x at2常在實驗中根據(jù)打出的紙帶求物體的加速度 為了測定某輛轎車在平直公路上運動時的加速度 轎車啟動時的運動可以近似看做勻加速運動 某人拍攝了一張在同一底片上多次曝光的照片 如下圖 如果拍攝時每隔2s曝光一次 轎車車身總長為4 5m 那么這輛車的加速度約為 a 1m s2b 2m s2c 3m s2d 4m s2答案 b 三 位移在v t圖象中的表示 位移是矢量 有大小也有方向 在v t圖象中 當表示位移的 面積 在t軸上方時 位移取正值 這表示物體的位移與規(guī)定的正方向相同 當表示位移的 面積 在t軸下方時 位移取負值 這表示物體的位移與規(guī)定的正方向相反 如圖所示 在時間0 t1內(nèi)的位移x1取正值 在t1 t2時間內(nèi)的位移x2取負值 物體在0 t2時間內(nèi)的總位移等于x1和x2的代數(shù)和 特別提醒 圖線和t軸所圍成的面積的絕對值的和等于物體的路程 四 位移 時間圖象 x t圖象 1 物理意義 x t圖象反映了物體的位移隨時間的變化關系 圖象上的某一點表示運動物體在某時刻所處的位置或相對于坐標原點的位移 2 根據(jù)x t圖象分析物體的運動 1 由x t圖象可以確定物體各個時刻所對應的位置或物體發(fā)生一段位移所需要的時間 2 若物體做勻速直線運動 則x t圖象是一條傾斜的直線 直線的斜率表示物體的速度 斜率的大小表示速度的大小 斜率的正 負表示物體的運動方向 如甲圖中的a b所示 3 若x t圖象為平行于時間軸的直線 表明物體處于靜止狀態(tài) 如甲圖中的c所示 4 物體做初速度為零的勻加速直線運動的x t圖象 如圖乙所示 3 對圖象的幾點說明 1 縱截距 表示初始時刻的位置 2 橫截距 表示物體從開始計時到開始運動間隔的時間或物體運動到原點時的時刻 3 兩圖象的交點 表示兩物體在同一位置 即相遇 4 圖象的斜率等于物體運動的速度 斜率為正值表明速度為正 物體向正方向運動 斜率為負值表明速度為負 物體向負方向運動 5 乙圖表示速度越來越大 曲線彎曲不表示做曲線運動 特別提醒 1 x t圖象只能用來描述直線運動 2 x t圖象表示的是位移x隨時間t變化的情況 絕不是物體運動的軌跡 小李講了一個龜兔賽跑的故事 按照小李講的故事情節(jié) 作出兔子和烏龜?shù)奈灰茍D象如圖所示 請你依照圖象中的坐標 并結合物理學的術語來講述這個故事 你在講故事之前 先回答下列問題 1 小李故事中的兔子和烏龜是否在同一地點同時出發(fā) 2 烏龜做的是什么運動 3 兔子和烏龜在比賽途中相遇過幾次 4 哪一個先通過預定位移xm到達終點 答案 1 從同一地點但不同時出發(fā) 2 勻速直線運動 3 t2時刻 t4時刻分別相遇 4 烏龜先到達終點 如圖所示 一輛長為13m的客車沿平直公路以10m s的速度勻速向西行駛 一輛長為18m的貨車由靜止開始以2 0m s2的加速度由西向東勻加速行駛 已知貨車剛啟動時兩車車頭相距200m 求兩車錯車 即車頭相遇到車尾剛好分開 所用的時間 青島市2014 2015學年高一上學期三校聯(lián)考 由靜止開始做勻加速運動的汽車 第一秒內(nèi)通過0 4m位移 有以下說法 第1s末的速度為0 8m s 加速度為0 8m s2 第2s內(nèi)通過的位移為1 2m 前2s內(nèi)通過的位移為1 2m其中正確的是 a b c d 答案 a 從斜面上某位置每隔0 1s釋放一個小球 釋放后小球做勻加速直線運動 在連續(xù)釋放幾個后 對在斜面上的小球拍下照片 如圖所示 測得xab 15cm xbc 20cm 試求 勻變速直線運動兩個推論的應用 1 小球的加速度 2 拍攝時b球的速度vb 3 拍攝時xcd 4 a球上面滾動的小球還有幾個 遼寧師大附中2014 2015學年高一上學期檢測 在做 研究勻變速直線運動 的實驗時 所用電源頻率為50hz 即每隔0 02秒打一個點 取下一段紙帶研究 如圖所示 設0點為計數(shù)點的起點 每隔4個點取一個計數(shù)點 則第一個計數(shù)點與起始點間的距離s1 cm 計算此紙帶的加速度大小a m s2 物體經(jīng)過第3個計數(shù)點的瞬時速度為v3 m s 答案 331 05 如圖所示為在同一直線上運動的a b兩質(zhì)點的x t圖象 由圖可知 a t 0時 a在b的前面b b在t2時刻追上a 并在此后跑在a的前面c b開始運動的速度比a小 t2時刻后大于a的速度d a運動的速度始終比b大 位移 時間圖象 解析 t 0時 a在原點正方向x1位置處 b在原點處 a在b的前面 a對 t2時刻兩圖線相交 表示該時刻b追上a 并在此后跑在a的前面 b對 b開始運動的速度比a小 t1時刻后a靜止 b仍然運動 c d錯 答案 ab點評 1 解析圖象問題要特別注意 坐標軸的含義 起點 交點 拐點的物理意義以及斜率和面積的意義 2 將x t圖象與實際運動結合起來 建立清晰的物理情境 有利于問題的解決 濰坊市2013 2014學年高一上學期三校聯(lián)考 甲 乙兩位同學進行百米賽跑 假如把他們的運動近似當作勻速直線運動來處理 他們同時從起跑線起跑 經(jīng)過一段時間后他們的位置如圖 所示 在圖 中分別作出在這段時間內(nèi)兩人運動的位移x 速度v與時間t的關系圖象 正確的是 長春市第十一中學2014 2015學年高一上學期測試 2015年十一假期一些同學乘坐高速列車外出旅游 當火車在一段平直軌道上勻加速行駛時 一同學提議說 我們能否用身邊的器材測出火車的加速度 許多同學參與了測量工作 測量過程如下 他們一邊看著窗外每隔100m的路標 一邊用手表記錄著時間 他們觀測到從第一根路標運動到第二根路標的時間間隔為5s 從第二根路標運動到第三根路標的時間間隔為4s 請你根據(jù)他們的測量情況 求 計算結果保留3位有效數(shù)字 1 火車的加速度大小為多少 2 他們到第三根路標時的速度大小為多少 探究 應用 河北唐山市重點中學2014 2015學年高一上學期期中 如圖所示 在京昆高速公路266km處安裝了一臺500萬像素的固定雷達測速儀 可以精準抓拍超速 以及測量運動過程中的加速度 若b為測速儀 a為汽車 兩者相距355m 此時刻b發(fā)出超聲波 同時a由于緊急情況而急剎車 當b接收到反射回來的超聲波信號時 a恰好停止 且此時a b相距