高中物理必修一勻速直線運動位移與時間關系優(yōu)質課件精校版PPT課件

1、2 24 4V V0 0V V0 0t t1 13 3 t t2 2 t t1 1運動情況運動情況v - tv - t 關系式關系式1234第1頁/共45頁物體做勻速直線運動時,位移與時間有什么樣的關系?如果知道速度和時間,你有幾種方法求它的位移?成正比x/t=v第2頁/共45頁一、勻速直線運動的位移一、勻速直線運動的位移x=vt v t 結論：結論： 勻速直線運動的勻速直線運動的位移就是位移就是v t 圖線圖線與與縱、橫縱、橫 軸所夾的軸所夾的矩形矩形“面積面積”。 公式公式法法圖象圖象法法第3頁/共45頁t/sv/ms-12641083 45 6021-2-4x 面積也有正負面積也有正負,

2、 ,面積為正面積為正, ,表示位移的方向為正方向。表示位移的方向為正方向。 面積為負值面積為負值, ,表示表示位移的方向為負方向。位移的方向為負方向。乙X甲X乙甲第4頁/共45頁勻變速直線運動的位移與勻變速直線運動的位移與它的它的v vt t圖象是否也有類圖象是否也有類似的關系？似的關系？第5頁/共45頁思考與討論思考與討論 一次課上，老師拿來了一位往屆同學所一次課上，老師拿來了一位往屆同學所做的做的“探究小車的運動規(guī)律探究小車的運動規(guī)律”的測量記錄的測量記錄（見下表），表中（見下表），表中“速度速度v”一行是這位同學一行是這位同學用某種方法（方法不詳）得到的物體在用某種方法（方法不詳）得到的

3、物體在0、1、25幾個位置的瞬時速度。原始的紙帶沒幾個位置的瞬時速度。原始的紙帶沒有保存。有保存。位置編號012345時間t/s00.10.20.30.40.5速度(m/s2)0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62第6頁/共45頁以下是關于這個問題的討論。老師：能不能根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，用最簡便的方法估算實驗中小車從位置0到位置5的位移？學生A：能?？梢杂孟旅娴霓k法估算： x（0.380.10.630.10.880.11.110.11.380.1）m 思考與討論思考與討論第7頁/共45頁思考與討論思考與討論學生學生B：這個辦法不好。從表中看出，小車的這個辦法不好。從表中看出，小

4、車的速度在不斷增加，速度在不斷增加，0.38只是只是0時刻的瞬時速度，時刻的瞬時速度，以后的速度比這個數(shù)值大。用這個數(shù)值乘以以后的速度比這個數(shù)值大。用這個數(shù)值乘以0.1 s，得到的位移比實際位移要小。后面的幾項也，得到的位移比實際位移要小。后面的幾項也有同樣的問題。有同樣的問題。 學生學生A：老師要求的是老師要求的是“估算估算”，這樣做是，這樣做是可以的?？梢缘摹?老師老師：你們兩個人說得都有道理。這樣做的你們兩個人說得都有道理。這樣做的確會帶來一定誤差，但在時間間隔比較小、精確會帶來一定誤差，但在時間間隔比較小、精確程度要求比較低的時候，可以這樣估算。確程度要求比較低的時候，可以這樣估算。

5、第8頁/共45頁 要提高估算的精確程度，可以有多種方法。其中一個方法請大家考慮：如果當初實驗時時間間隔不是取0.1 s,而是取得更小些，比如0.06 s，同樣用這個方法計算，誤差是不是會小一些？如果取0.04 s、0.02 s 誤差會怎樣？ 歡迎大家發(fā)表意見。思考與討論思考與討論第9頁/共45頁科學思想方法：先把過程無限分割科學思想方法：先把過程無限分割, ,以以“不變不變”近似代替近似代替“變變”, ,然后再然后再進行累加的思想進行累加的思想 。這個材料中體現(xiàn)了什么科學思想？這個材料中體現(xiàn)了什么科學思想？此科學思想方法能否應用到勻變速直線運動的此科學思想方法能否應用到勻變速直線運動的v v-

6、 -t t圖象上？圖象上？思考2思考3第10頁/共45頁V1V1V2V2V3V3V4V4V0V0V V0 0t tt tt t1 1t t2 2t t3 3t t4 4從從v v - -t t圖象中探究勻變速直線運動的位移圖象中探究勻變速直線運動的位移第11頁/共45頁由圖可知：梯形OABC的面積S=（OC+AB）OA/2代入各物理量得：tvvx)(210又v=v0+at得：2012xv tat收獲收獲二、勻變速直線運動的位移第12頁/共45頁二二. .勻變速直線運動的位移勻變速直線運動的位移1.1.位移公式：221t0vatx2.2.對位移公式的理解: :反映了位移隨時間的變化規(guī)律。因為0

7、0、x x均為矢量，使用公式時應先規(guī)定正方向。（一般以0 0的方向為正方向）若物體做勻加速運動,a,a取正值, ,若物體做勻減速運動, ,則a a取負值. .第13頁/共45頁(3)若v0=0,則x=212at(4)特別提醒:t是指物體運動的實際時間,要將位移與發(fā)生這段位移的時間對應起來.(5)代入數(shù)據(jù)時,各物理量的單位要統(tǒng)一.(用國際單位制中的主單位)第14頁/共45頁交流與討論 位移與時間的關系也可以用圖象來表示，這種圖象叫位移時間圖象，即x-t圖象。你能畫出勻變速直線運動 的x-t圖象嗎？試試看。12v t02xat第15頁/共45頁第16頁/共45頁因為位移公式是關于t t的一元二次函

8、數(shù)，故x xt t圖象是一條拋物線（一部分）。特別注意，此圖像不是物體運動的軌跡.交流與討論如果一位同學問：“我們研究的是直線運動，為什么畫出來的x-t圖象不是直線？”你應該怎樣向他解釋？鏈接第17頁/共45頁鏈接第18頁/共45頁第19頁/共45頁三、兩個有用的結論三、兩個有用的結論1勻變速直線運動的平均速度(1)結論：做勻變速直線運動的物體在一段時間t內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度，還等于這段時間初末速度矢量和的一半第20頁/共45頁第21頁/共45頁鏈接第22頁/共45頁四、追及相遇問題四、追及相遇問題1同時同位兩物體相遇一定是同一時刻處在同一位置(1)位移關系：x2x0 x

9、1x0表示開始運動時兩物體間的距離，x1表示前面被追物體的位移，x2表示后面追趕物體的位移(2)時間關系：t1t2t即追及過程經(jīng)歷時間相同，但t1、t2不一定是兩物體運動的時間第23頁/共45頁2臨界狀況當兩物體速度相等時可能出現(xiàn)恰能追及、恰好避免相撞、相距最遠、相距最近等情況，即該四種情況的臨界條件為v1v2.3分析vt圖象說明：(1)x是開始追及以后，后面物體因速度大而比前面物體多運動的位移；(2)x0是開始追及以前兩物體之間的距離；(3)t2t0t0t1；(4)v1是前面物體的速度，v2是后面物體的速度第24頁/共45頁第25頁/共45頁鏈接第26頁/共45頁一、勻變速直線運動位移公式的

10、應用一、勻變速直線運動位移公式的應用例例1 1 由靜止開始做勻加速直線運動的汽車，第1 s內通過0.4 m的位移，問：(1)汽車在第1 s末的速度為多大？(2)汽車在第2 s內通過的位移為多大？解析解析 先求出汽車運動的加速度，再利用位移公式求出第先求出汽車運動的加速度，再利用位移公式求出第2 s內的位移，利用速度公式內的位移，利用速度公式求出第求出第1 s末的速度末的速度第27頁/共45頁二、靈活應用勻變速直線運動公式二、靈活應用勻變速直線運動公式例例2 2 火車沿平直鐵軌勻加速前進，通過一路標時的速度為10.8 km/h1 min后變成54 km/h，又需經(jīng)一段時間，火車的速度才能達到64

11、.8 km/h.求所述過程中火車的位移是多少第28頁/共45頁第29頁/共45頁點評點評 (1)由于運動學公式較多，同一個題目往往有不同求由于運動學公式較多，同一個題目往往有不同求解方法，具體選用哪一種，要視情況而定解方法，具體選用哪一種，要視情況而定(2)為確定解題結果是否正確，用不同方法求解是一有效為確定解題結果是否正確，用不同方法求解是一有效措施措施第30頁/共45頁變式訓練變式訓練1一物體做勻加速直線運動，第5 s內的位移為10 m，第7 s內的位移為20 m，求物體的加速度大小(至少用兩種方法求解)解析解析 解法一第解法一第5 s內、第內、第7 s內的平均速度分別等于第內的平均速度分

12、別等于第4.5 s和第和第6.5 s的瞬時速度，即的瞬時速度，即第31頁/共45頁三、剎車類問題分析三、剎車類問題分析例例3 3 以10 m/s的速度勻速行駛的汽車，剎車后做勻減速直線運動若汽車剎車后第2 s內的位移為6.25 m(剎車時間超過2 s)，則剎車后6 s內汽車的位移是多大？解析解析 先求出汽車剎車過程中的加速度，再求出汽車剎車所用的時間先求出汽車剎車過程中的加速度，再求出汽車剎車所用的時間t，把此時間，把此時間與題給時間比較，若小于題給時間，則在汽車減速為零以后的時間內汽車保持與題給時間比較，若小于題給時間，則在汽車減速為零以后的時間內汽車保持靜止設汽車剎車時的加速度為靜止設汽車

13、剎車時的加速度為a，則有：，則有：第32頁/共45頁四、追及相遇問題四、追及相遇問題例例4 4 甲、乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運動，t0時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標在描述兩車運動的vt圖中(如圖93所示)，直線a、b分別描述了甲、乙兩車在020 s的運動情況.關于兩車之間的位置關系，下列說法正確的是() A在010 s內，兩車逐漸靠近B在1020 s內，兩車逐漸遠離C在515 s內，兩車的位移相等D在t10 s時，兩車在公路上相遇分析分析 由由vt圖象與時間軸所圍面積的關系，可分析判斷不同時間段內兩物圖象與時間軸所圍面積的關系，可分析判斷不同時間段內兩物體的位移關系另外要明確體

14、的位移關系另外要明確vt圖線交點的物理意義圖線交點的物理意義解析解析 根據(jù)根據(jù)vt圖線與時間軸所圍面積表示位移可知：在圖線與時間軸所圍面積表示位移可知：在010 s內，兩車的內，兩車的位移差逐漸增大，即兩車在遠離，選項位移差逐漸增大，即兩車在遠離，選項A錯誤；在錯誤；在1020 s內，甲的位移增加得內，甲的位移增加得多，兩車在靠近，到多，兩車在靠近，到20 s末兩車相遇，選項末兩車相遇，選項B錯誤；在錯誤；在515 s內，由圖線的對稱內，由圖線的對稱關系知兩圖線在此時間段與時間軸所圍面積相等，故兩車位移相等，選項關系知兩圖線在此時間段與時間軸所圍面積相等，故兩車位移相等，選項C正確；正確；vt

15、圖線的交點表示該時刻速度相等，選項圖線的交點表示該時刻速度相等，選項D錯誤錯誤答案答案 C第33頁/共45頁變式訓練變式訓練2在例4的已知條件下，(1)甲追上乙之前，甲、乙之間的最大距離是多少？(2)515 s內乙車的位移大小是多少？解析解析 (1)vt圖象的面積之差表示位移之差，甲追上乙之圖象的面積之差表示位移之差，甲追上乙之前，甲、乙之間的最大距離前，甲、乙之間的最大距離(2)在在515 s內，甲、乙兩車位移相同，即內，甲、乙兩車位移相同，即x乙乙x甲甲v甲甲t510 m50 m.答案答案 (1)25 m(2)50 m第34頁/共45頁例例1 1：一輛汽車以：一輛汽車以1m/s1m/s2

16、2的加速度加速行駛了的加速度加速行駛了12s12s，駛過了，駛過了180m180m。汽車開始加速時的速度是。汽車開始加速時的速度是多少？多少？解：以汽車運動的初速解：以汽車運動的初速v v0 0為正方向為正方向由由得：得：2021attvxm/s9m/s12121m/s12180210attxv先用字母代表物先用字母代表物理量進行運算理量進行運算知識運用第35頁/共45頁例2.一質點以一定初速度沿豎直方向拋出，得到它的速度一時間圖象如圖236所示試求出它在前2 s內的位移，后2 s內的位移，前4s內的位移5m-5m0第36頁/共45頁 例例3 3、在平直公路上，一汽車的速度為、在平直公路上，一

17、汽車的速度為15m/s15m/s。從某時刻開始剎車，在阻力作用下，汽車以從某時刻開始剎車，在阻力作用下，汽車以2m/s2m/s2 2的加速度運動，問剎車后的加速度運動，問剎車后10s10s末車離開始剎車點末車離開始剎車點多遠？多遠？說明剎車后7 .5s汽車停止運動。mmattvx25.565 . 72215 . 7152122000）（故10s末車的位移為正確解：設車實際運動時間為t0，以汽車初速方向為正方向。atvv0由ssavt5 . 721500得運動時間2021attvx所以由剎車問題!第37頁/共45頁速度時間圖象:vt1357正向加度正向勻速正向減速反向加度4-4(s)(m/s)第38頁/共45頁例4、一質點沿一直線運動，t=0時，位于坐標原點，下圖為質點做直線運動的速度時間圖象。由圖可知： 該 質 點 的 位 移 隨 時 間 變 化 的 關 系 式 是 ：x=_。在時刻 t=_s時，質點距坐標原點最遠。從t=0到t=20s內質點的位移是_；通過的路程是_。-4t + 0.2t2 10 040m 4 -4 10 20 t/sv/(ms2)第39頁/共45頁互動平臺互動平臺育才老師和細心同學關于一個公式的證明方法的對話育