高中物理 勻變速直線運(yùn)動位移與時間關(guān)系PPT課件

1、 知識與技能 1知道勻速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系 2理解勻變速直線運(yùn)動的位移及其應(yīng)用 3理解勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系及其應(yīng)用 4理解vt圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內(nèi)運(yùn)動的位移第1頁/共46頁 過程與方法 1通過近似推導(dǎo)位移公式的過程，體驗(yàn)微元法的特點(diǎn)和技巧，能把瞬時速度的求法與此比較 2感悟一些數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用特點(diǎn)第2頁/共46頁 情感態(tài)度與價值觀 1經(jīng)歷微元法推導(dǎo)位移公式和公式法推導(dǎo)速度位移關(guān)系，培養(yǎng)自己動手的能力，增加物理情感 2體驗(yàn)成功的快樂和方法的意義第3頁/共46頁 “割之彌細(xì)，所失彌少，割之又割，以至于不可割，則與圓合體，而無所失矣”，這是用圓內(nèi)接正多邊形

2、的周長去無限逼近圓周并以此求取圓周率的方法這個方法是我國古代魏晉時期的劉徽創(chuàng)造的一種嶄新的方法祖沖之在劉徽的這一基礎(chǔ)上經(jīng)過努力，使圓周率精確到了小數(shù)點(diǎn)以后的第七位，該成就比西方早了一千一百多年第4頁/共46頁 本節(jié)我們也用無限逼近的思想去破解位移與時間的關(guān)系第5頁/共46頁 1勻速直線運(yùn)動的位移公式：xvt，它的特點(diǎn)是v大小方向都不變，位移x跟發(fā)生這段位移所用的時間t成正比 2位移公式xvt在vt圖象上的意義 如左下圖所示，速度圖線與時間軸所圍矩形的邊長恰好是速度v與時間t，矩形的面積正好是vt.所以物體做勻速直線運(yùn)動的位移，在數(shù)值上等于速度圖線與時間軸所圍的面積第6頁/共46頁第7頁/共46

3、頁 知識拓展：當(dāng)速度為正值時，其速度圖線在時間軸的上方，圖線與時間軸所圍的面積也在時間軸之上，表示物體的位移沿著正方向；當(dāng)速度為負(fù)值時，其速度圖線在時間軸的下方，圖線與時間軸所圍的面積也在時間軸之下，表示物體的位移沿著負(fù)方向如右上圖所示，物體在前2s內(nèi)的位移大小為4m，方向沿正方向，在后2s內(nèi)的位移大小為4m，方向沿負(fù)方向，物體在04s內(nèi)的位移為零，但其路程為8m.第8頁/共46頁第9頁/共46頁 如果把每一小段t內(nèi)的運(yùn)動看做勻速運(yùn)動，則矩形面積之和等于各段勻速直線運(yùn)動的位移，顯然不等于勻變速直線運(yùn)動在該時間內(nèi)的位移但時間越小，各勻速直線運(yùn)動位移和與勻變速直線運(yùn)動位移之間的差值就越小，當(dāng)t0時

4、，各矩形面積之和趨近于vt圖象下面的面積可以想象，如果把整個運(yùn)動過程劃分得非常細(xì)，很多小矩形的面積之和就能準(zhǔn)確代表物體的位移了，位移的大小等于圖丙中梯形的面積第10頁/共46頁第11頁/共46頁 3對位移公式的理解 (1)反映了位移隨時間的變化規(guī)律 (2)因?yàn)関0、a、x均為矢量，使用公式時應(yīng)先規(guī)定正方向一般以v0的方向?yàn)檎较?若a與v0同向，則a取正值； 若a與v0反向，則a取負(fù)值； 若位移計算結(jié)果為正值，說明這段時間內(nèi)位移的方向?yàn)檎?若位移計算結(jié)果為負(fù)值，說明這段時間內(nèi)位移的方向?yàn)樨?fù) (3)因?yàn)槲灰乒绞顷P(guān)于x的一元二次函數(shù)，故xt圖象是一條拋物線(一部分)第12頁/共46頁第13頁/

5、共46頁 (1)對于任何形式的直線運(yùn)動的vt圖象中圖線與時間軸所圍的面積都等于物體的位移 (2)如果一個物體的vt圖象如圖所示，圖線與t軸圍成兩個三角形，面積分別為x1和x2，此時x10，則0t2時間內(nèi)的總位移x|x2|x1|.若x0，位移為正；若xSOAB，所以t2s時位移大，離原點(diǎn)最遠(yuǎn)；當(dāng)t3s時，所圍圖形為OAC和CDE，由于CDE在t軸以下，位移為負(fù)，則S合應(yīng)為SOACSCDE0；t4s時，S合SOACSCDF0，即位移為零，質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)，故選B、D.第23頁/共46頁 規(guī)律總結(jié)：利用vt圖象處理勻變速直線運(yùn)動的方法： (1)明確研究過程 (2)搞清v、a的正負(fù)及變化情況 (3)利用

6、圖象求解a時，須注意其矢量性 (4)利用圖象求解位移時，須注意位移的正負(fù)：t軸上方位移為正，t軸下方位移為負(fù) (5)在用vt圖象來求解物體的位移和路程的問題中，要注意以下兩點(diǎn)：速度圖象和t軸所圍成的面積數(shù)值等于物體位移的大??；速度圖象和t軸所圍面積的絕對值的和等于物體的路程第24頁/共46頁 變式訓(xùn)練2某物體做直線運(yùn)動的vt圖象如圖所示，通過圖象回答下列問題： (1)物體在OA、AB、BC階段各做什么運(yùn)動，加速度為多大？ (2)物體在2s末和7s末的即時速度為多大？ (3)物體的最大位移是多少？全過程的位移為多少？第7s內(nèi)的位移是多少？第25頁/共46頁 答案：見解析 分析：在用vt圖象求解物

7、體的位移和路程的問題時，要注意以下兩點(diǎn)：(1)速度圖象中直線的斜率即為勻變速直線運(yùn)動的加速度；(2)速度圖象和t軸所圍成的面積的數(shù)值等于物體位移的大??；速度圖象和t軸所圍成的面積的絕對值的和等于物體的路程第26頁/共46頁第27頁/共46頁第28頁/共46頁 例3一個滑雪的人，從85m長的山坡上勻變速直線滑下(如下圖所示)，初速度是1.8m/s，末速度是5.0m/s，他通過這段山坡需要多長時間？ 答案：25s第29頁/共46頁第30頁/共46頁第31頁/共46頁第32頁/共46頁 變式訓(xùn)練3火車沿平直鐵軌勻加速前進(jìn)，通過一路標(biāo)時的速度為10.8km/h,1min后變成54km/h，又需經(jīng)一段時

8、間，火車的速度才能達(dá)到64.8km/h.求所述過程中，火車的位移是多少？第33頁/共46頁第34頁/共46頁第35頁/共46頁 一、勻速直線運(yùn)動的位移 1取運(yùn)動的初始時刻物體的位置為_，這樣，物體在時刻t的位移等于這時的_，從開始到t時刻的時間間隔為_ 2做勻速直線運(yùn)動的物體在時間t內(nèi)的位移x_.在它的vt圖象中，位移對應(yīng)著邊長為_和_的一個_的面積第36頁/共46頁 二、勻變速直線運(yùn)動的位移 3同樣，我們也可以利用勻變速直線運(yùn)動的_來求位移做勻變速直線運(yùn)動的物體，在時間t內(nèi)的位移的數(shù)值_速度圖線下方的_的面積 4做勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系是_當(dāng)v00時，公式可簡化為_第37頁/共46

9、頁第38頁/共46頁 1兩物體都做勻變速直線運(yùn)動，在給定的時間間隔內(nèi) () A加速度大的，其位移一定也大 B初速度大的，其位移一定也大 C末速度大的，其位移一定也大 D平均速度大的，其位移一定也大 答案：D第39頁/共46頁第40頁/共46頁 2一枚火箭由地面豎直向上發(fā)射，其vt圖象如圖所示，由圖象可知() A火箭第1s內(nèi)的加速度小于第2s內(nèi)的加速度 B火箭在前2s內(nèi)上升，在第3s內(nèi)下落 C第2s末火箭離地面最遠(yuǎn) D第3s末火箭回到地面 答案：A第41頁/共46頁 解析：圖線在第1s內(nèi)的傾斜程度小于在第2s內(nèi)的傾斜程度，說明火箭第1s內(nèi)的加速度小于第2s內(nèi)的加速度，A正確；火箭在3s內(nèi)的速度方向都為正值，說明火箭在3s內(nèi)都是上升的，故B、C錯誤；至第3s末，火箭的位移矢量和最大而不等于零