2.3勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系(教學(xué)課件)-高中物理人教版(2019)必修第一冊

1、第二章第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究勻變速直線運(yùn)動的研究學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過通過v-t圖線與圖線與t軸所圍的面積等于位移軸所圍的面積等于位移,推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系的位移與時間的關(guān)系,會用位移與時間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算會用位移與時間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)一步進(jìn)一步體會利用物理圖像分析物體運(yùn)動規(guī)律的方法體會利用物理圖像分析物體運(yùn)動規(guī)律的方法.2.結(jié)合勻變速直線運(yùn)動的速度公式和位移公式推導(dǎo)速度與位移結(jié)合勻變速直線運(yùn)動的速度公式和位移公式推導(dǎo)速度與位移的關(guān)系的關(guān)系,會用位移與速度的關(guān)系式解決相關(guān)問題會用位移與速度的關(guān)系式解決相關(guān)問題,培養(yǎng)科學(xué)推理培養(yǎng)科學(xué)推理能力和用物理知識解

2、決實(shí)際問題的能力能力和用物理知識解決實(shí)際問題的能力.3勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系知識點(diǎn)一知識點(diǎn)一 勻變速直線運(yùn)動的位移勻變速直線運(yùn)動的位移1.某物體運(yùn)動的某物體運(yùn)動的v-t圖像如圖所示圖像如圖所示.請根據(jù)圖像判斷物體做請根據(jù)圖像判斷物體做什么運(yùn)動什么運(yùn)動?它在時間它在時間t0內(nèi)的位移是多少內(nèi)的位移是多少?在在v-t圖像中圖像中,在時間在時間t0內(nèi)圖線與內(nèi)圖線與t軸包圍的面積是多少軸包圍的面積是多少?從中你有什么啟發(fā)從中你有什么啟發(fā)?答案答案:在在v-t圖像中圖像中,平行于平行于t軸的直線表示物體做勻速直軸的直線表示物體做勻速直線運(yùn)動線運(yùn)動.由圖可知由圖可知

3、,時間時間t0內(nèi)物體的位移為內(nèi)物體的位移為x=v0t0;時間時間t0內(nèi)內(nèi)圖線與圖線與t軸包圍的面積為軸包圍的面積為S=v0t0;由由x=S可想到在可想到在v-t圖像中圖像中,圖線與圖線與t軸所包圍的面積等于物體在這段時間內(nèi)的位移軸所包圍的面積等于物體在這段時間內(nèi)的位移大小大小.2.勻變速直線運(yùn)動的位移勻變速直線運(yùn)動的位移x與時間與時間t的關(guān)系式為的關(guān)系式為 .知識點(diǎn)二速度與位移的關(guān)系知識點(diǎn)二速度與位移的關(guān)系根據(jù)勻變速直線運(yùn)動速度與時間的關(guān)系式根據(jù)勻變速直線運(yùn)動速度與時間的關(guān)系式 和勻和勻變速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系式變速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系式 ,聯(lián)立兩聯(lián)立兩式式,消去時間消去時間t,可以得

4、到勻變速直線運(yùn)動速度與位移的關(guān)可以得到勻變速直線運(yùn)動速度與位移的關(guān)系式為系式為 .v=v0+at小試身手小試身手判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流( (正確的在括號內(nèi)打正確的在括號內(nèi)打“”, ,錯誤的打錯誤的打“”).”).探究探究一一勻變速直線運(yùn)動的位移勻變速直線運(yùn)動的位移問題情境問題情境某物體做勻變速直線運(yùn)動的某物體做勻變速直線運(yùn)動的v-t圖像如圖所示圖像如圖所示.1.請用請用“無限分割無限分割”的思想說明勻變速直線運(yùn)動的的思想說明勻變速直線運(yùn)動的v-t圖圖線與時間軸所包圍的面積等于位移大小線與時間軸所包圍的面積等于位移大小.甲甲再把物體的運(yùn)動等分成更多小段再把物

5、體的運(yùn)動等分成更多小段(如圖乙如圖乙),用所有這些小用所有這些小段的面積之和表示位移段的面積之和表示位移.等分成的小段數(shù)目越多等分成的小段數(shù)目越多,長條矩形長條矩形與傾斜直線間所夾的小三角形面積越小與傾斜直線間所夾的小三角形面積越小,即小矩形的面積即小矩形的面積之和越接近物體的位移之和越接近物體的位移.當(dāng)時間間隔無限細(xì)分時當(dāng)時間間隔無限細(xì)分時,階梯狀折線就趨向于傾斜直線階梯狀折線就趨向于傾斜直線,階階梯狀折線與時間軸之間的面積就趨向于傾斜直線與時間梯狀折線與時間軸之間的面積就趨向于傾斜直線與時間軸之間的面積軸之間的面積,即勻變速直線運(yùn)動的即勻變速直線運(yùn)動的v-t圖像與時間軸包圍圖像與時間軸包圍

6、的面積代表勻變速直線運(yùn)動相應(yīng)時間內(nèi)的位移的面積代表勻變速直線運(yùn)動相應(yīng)時間內(nèi)的位移.乙乙2.如何推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系如何推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系?3.勻變速直線運(yùn)動的平均速度與初、末速度有什么關(guān)系勻變速直線運(yùn)動的平均速度與初、末速度有什么關(guān)系?過程建構(gòu)過程建構(gòu)【典例【典例1】飛機(jī)著陸后在直線跑道上做勻減速滑行】飛機(jī)著陸后在直線跑道上做勻減速滑行,著陸著陸時的初速度是時的初速度是216 km/h,在最初在最初2 s內(nèi)滑行內(nèi)滑行114 m.求求:(1)5 s末的速度大小是多少末的速度大小是多少?(2)飛機(jī)著陸后飛機(jī)著陸后12 s內(nèi)滑行多遠(yuǎn)內(nèi)滑行多遠(yuǎn)?答案答案:(1)45

7、m/s(2)504 m探究探究二二速度與速度與位移位移的關(guān)系的關(guān)系問題情境問題情境一架飛機(jī)在一條筆直的水平跑道上著陸一架飛機(jī)在一條筆直的水平跑道上著陸.若剛著陸時速度若剛著陸時速度為為100 m/s,在著陸的同時立即打開阻力傘在著陸的同時立即打開阻力傘,加上地面的摩加上地面的摩擦作用擦作用,能產(chǎn)生大小為能產(chǎn)生大小為4 m/s2的加速度的加速度.1.如果你是機(jī)場跑道設(shè)計(jì)師如果你是機(jī)場跑道設(shè)計(jì)師,你應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這條跑道的你應(yīng)該如何設(shè)計(jì)這條跑道的長度長度?2.在上面問題在上面問題1中中,求解的時間求解的時間t是一個中間量是一個中間量,可否不求時可否不求時間間t,得到位移與已知量的關(guān)系得到位移與已知量

8、的關(guān)系?試著推導(dǎo)一下試著推導(dǎo)一下.過程建構(gòu)過程建構(gòu)【典例【典例2】一直線隧道限速】一直線隧道限速108 km/h.一列火車長一列火車長100 m,以以144 km/h的速度行駛的速度行駛,行駛至距隧道行駛至距隧道200 m處開始做勻減速處開始做勻減速運(yùn)動運(yùn)動,以不高于限速的速度勻速通過隧道以不高于限速的速度勻速通過隧道.若隧道長若隧道長500 m,求求:(1)火車做勻減速運(yùn)動的最小加速度的大小火車做勻減速運(yùn)動的最小加速度的大小;(2)火車全部通過隧道的最短時間火車全部通過隧道的最短時間.答案答案:(1)1.75 m/s2(2)20 s課堂評價課堂評價1.一物體做勻變速直線運(yùn)動一物體做勻變速直線

9、運(yùn)動,下列說法正確的是下列說法正確的是( )A.物體的末速度一定與時間成正比物體的末速度一定與時間成正比B.物體的位移一定與時間的二次方成正比物體的位移一定與時間的二次方成正比C.物體的速度在一定時間內(nèi)發(fā)生的變化與這段時間成物體的速度在一定時間內(nèi)發(fā)生的變化與這段時間成正比正比D.若為勻加速直線運(yùn)動若為勻加速直線運(yùn)動,位移隨時間的增加而增加位移隨時間的增加而增加;若為若為勻減速直線運(yùn)動勻減速直線運(yùn)動,位移隨時間的增加而減小位移隨時間的增加而減小答案答案:C2.一輛汽車以一輛汽車以2 m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動的加速度做勻減速直線運(yùn)動,經(jīng)過經(jīng)過2 s(汽車未停下汽車未停下),汽車行駛了汽車行駛了36 m.汽車開始減速時的速度汽車開始減速時的速度是是( ) A.9 m/sB.18 m/sC.20 m/sD.12 m/s答案答案:C答案答案:C答案答案:DA.甲、乙物體的運(yùn)動是曲線運(yùn)動甲、乙物體的運(yùn)動是曲線運(yùn)動B.甲、乙物體的運(yùn)動是變加速運(yùn)動甲、乙物體的運(yùn)動是變加速運(yùn)動C.甲、乙物體運(yùn)動方向相同甲、乙物體運(yùn)動方向相同D.在第在第3秒內(nèi)甲物體的速度變化比乙秒內(nèi)甲物體的速度變化比乙物體的速度