+勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系+課件【知識(shí)專講精研】高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系人教版（2019）普通高中物理必修第一冊(cè)同步教學(xué)課件第二章

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的推導(dǎo)過程，掌握位移與時(shí)間關(guān)系式，并會(huì)解決實(shí)際物理問題2.會(huì)推導(dǎo)速度與位移關(guān)系式，并會(huì)解決實(shí)際物理問題3.掌握并運(yùn)用相關(guān)推論勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系x=vtv

t結(jié)論：勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移就是v–t

圖線與坐標(biāo)軸及時(shí)刻線所圍的矩形“面積”。

公式法圖象法直線運(yùn)動(dòng)的位移對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，物體的位移也對(duì)應(yīng)著v-t圖象下面的“面積”。v0tvt0v/m·s-1t/s勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移是否也對(duì)應(yīng)

v-t

圖象的面積？問題與思考思想：將“勻變速”轉(zhuǎn)化為“勻速”方法：將運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分割，在很短時(shí)間?t內(nèi)，將變速直線運(yùn)動(dòng)近似為勻速直線運(yùn)動(dòng)，利用

x=vt計(jì)算每一段的位移，各段位移之和即為變速運(yùn)動(dòng)的位移。嘗試探究：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的兩段，即⊿t=2s內(nèi)視為勻速運(yùn)動(dòng)?？梢詥?？那么速度該取多大呢？t/s104180142v/m·s-1可以取⊿t=2s內(nèi)的初速度或末速度，也可取中間任一點(diǎn)的速度。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移??t/s104180142v/m·s-1探究1：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的兩段，即⊿t=2s內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏??？時(shí)刻（s）024速度（m/s）101418勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)刻（s）01234速度（m/s）1012141618t/sv/m/s10418014231????探究2：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的四段，即⊿t=1s內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏?。縿蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的位移t/sv/m/s10418014231X=48mX=52m探究3：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的八段，即⊿t=0.5s內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)算結(jié)果與前兩次有何不同？X=54m⊿t

越小,估算值就越接近真實(shí)值!勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移v/m/s0242463t/s51v/m/s0242463t/s51粗略地表示位移較精確地表示位移探究4：假如把時(shí)間軸無限分割，情況又會(huì)怎么樣呢？勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移V0V0tt如果把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分割得非常非常細(xì)，很多很多小矩形的面積之和就能非常精確地代表物體的位移了。這是物理上常用的微元法。結(jié)論：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移仍可用圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示。V勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移下面請(qǐng)同學(xué)們依據(jù)這個(gè)結(jié)論和v-t圖象，求得位移的計(jì)算式。V00t/st由圖可知梯形的面積：S梯形=（V0+V）×t/2VV即位移：將v＝v0＋at代入上式，有v/（m?s-1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式注意：1、只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)2、矢量的正負(fù)號(hào)問題（易錯(cuò)點(diǎn)）3、如果初速度為0，4、解題時(shí)先用字母代表物理量，再代入數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，各物理量的單位要統(tǒng)一。vt0

推論

推論勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間關(guān)系：

無末速度

勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間關(guān)系：勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間關(guān)系：勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間關(guān)系：無時(shí)間

無初速度無位移勻變速直線運(yùn)動(dòng)平均速度關(guān)系：無加速度

知識(shí)匯總【推理思維】微元求和——將復(fù)雜的過程分割成很多更簡單的小過程，再求和；v-t圖像著色部分面積——位移。如圖甲所示，如果我們把每一小段Δt內(nèi)的運(yùn)動(dòng)看作勻速運(yùn)動(dòng)，則矩形面積之和等于各段勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移之和，顯然小于勻變速直線運(yùn)動(dòng)在該時(shí)間內(nèi)的位移。但所取時(shí)間段Δt越小，各勻速直線運(yùn)動(dòng)位移之和與勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移之間的差值就越小，如圖乙所示。當(dāng)Δt→0時(shí)，各矩形面積之和趨近于v－t圖線與時(shí)間軸所圍的面積。如果把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分得非常細(xì)，很多小矩形的面積之和就能準(zhǔn)確代表物體的位移了，位移的大小就等于圖丙所示的梯形面積?！痉椒ǜ形颉繉?duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間關(guān)系式的推理，運(yùn)用了“無限分割，逐步逼近”的微分思想。此推理方法實(shí)質(zhì)上是微積分思想在高中物理的體現(xiàn)?！就茝V延伸】(1)任意直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖像中，圖像與時(shí)間軸包圍的面積都表示位移大小。(2)對(duì)任意形狀的v－t圖像都適用。如圖所示，運(yùn)動(dòng)物體的位移可用v－t圖像下圖形的面積表示?！镜湫褪纠考?、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛。在t＝0到t＝t1的時(shí)間內(nèi)，它們的v－t圖像如圖所示。在這段時(shí)間內(nèi)(

)A

練習(xí)

在平直公路上，一汽車的速度為15m/s。從某時(shí)刻開始剎車，在阻力作用下，汽車以2m/s2的加速度運(yùn)動(dòng)，問剎車后10s末車離開始剎車點(diǎn)多遠(yuǎn)？說明剎車后7.5s汽車停止運(yùn)動(dòng)。車的位移

由得運(yùn)動(dòng)時(shí)間所以由剎車問題!題型勻變速直線運(yùn)動(dòng)的多過程問題例滑雪運(yùn)動(dòng)員不借助滑雪杖，以加速度a1由靜止從坡頂沿直線勻加速滑下，測(cè)得20s后的速度為20m/s，50s時(shí)到達(dá)坡底，又以加速度a2沿水平面勻減速運(yùn)動(dòng)25s后停止．求：(1)a1和a2的大??；(2)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)坡底后再經(jīng)過6s時(shí)的速度大??；(3)運(yùn)動(dòng)員在水平面上滑行的距離。

推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式如圖，已知加速度為a，可得到位移是為多少？（用圖中所給物理量表示）還可以得到怎樣的關(guān)系式？勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度位移公式

25v2-x和x-v2圖像斜率：k=2a斜率：k=1/2a速度與位移關(guān)系例

動(dòng)車鐵軌旁兩相鄰里程碑之間的距離是1km。某同學(xué)乘坐動(dòng)車時(shí)，通過觀察里程碑和車廂內(nèi)電子屏上顯示的動(dòng)車速度來估算動(dòng)車減速進(jìn)站時(shí)的加速度大小。當(dāng)他身邊的窗戶經(jīng)過某一里程碑時(shí)，屏幕顯示的動(dòng)車速度是126km/h。動(dòng)車又前進(jìn)了3個(gè)里程碑時(shí)，速度變?yōu)?4km/h。把動(dòng)車進(jìn)站過程視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，那么動(dòng)車進(jìn)站的加速度是多少？它還要行駛多遠(yuǎn)才能停下來？

例

某型號(hào)的艦載機(jī)在航空母艦的跑道上加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大加速度為5m/s2，所需的起飛速度為50m/s，跑道長100m．通過計(jì)算判斷，艦載機(jī)能否靠自身的發(fā)動(dòng)機(jī)從艦上起飛？為了使艦載機(jī)在開始滑行時(shí)就有一定的初速度，航空母艦裝有彈射裝置．對(duì)于該型號(hào)的艦載機(jī)，彈射裝置必須使它具有多大的初速度？(為了盡量縮短艦載機(jī)起飛時(shí)的滑行距離，航空母艦還需逆風(fēng)行駛．這里對(duì)問題做了簡化．)高中物理必修第一冊(cè)課件練習(xí)1運(yùn)動(dòng)會(huì)100m決賽中，某運(yùn)動(dòng)員的起跑反應(yīng)時(shí)間是0.170s，加速過程可以看成勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速時(shí)間約為2.5s，最大速度約為12m/s，則該運(yùn)動(dòng)員在加速階段的加速度與位移約為（）A．4.8m/s216m B．4.8m/s215mC．4.5m/s216m D．4.5m/s215m精選練習(xí)【參考答案：B】高中物理必修第一冊(cè)課件練習(xí)2某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系是x＝4t＋2t2，x與t的單位分別為m和s，則質(zhì)點(diǎn)的初速度與加速度分別為(

)A．4m/s與2m/s2

B．0與4m/s2C．4m/s與4m/s2 D．4m/s與0精選練習(xí)【參考答案：C】高中物理必修第一冊(cè)課件練習(xí)3甲、乙兩輛汽車同時(shí)同地出發(fā)，沿同方向做直線運(yùn)動(dòng)，兩車速度的平方v2隨位移x的變化圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A．甲的初速度為36m/s B．甲的加速度為2m/s2C．兩車在6m處相遇 D．甲停止前，兩車在2s時(shí)相距最遠(yuǎn)精選練習(xí)【參考答案：D】高中物理必修第一冊(cè)課件練習(xí)4射擊時(shí)，火藥在槍筒中燃燒，燃?xì)馀蛎?，推?dòng)彈頭加速運(yùn)動(dòng)。若把子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)看做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)子彈的加速度a=5×105m/s2，槍筒長x=0.64m，求子彈射出槍口時(shí)的速度。精選練習(xí)高中物理必修第一冊(cè)課件解析精選練習(xí)已知v0=0，a=5×105