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)+

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系

導(dǎo)入新課3世紀(jì)中期，魏晉時(shí)期的數(shù)學(xué)家劉徽首創(chuàng)割圓術(shù)，為計(jì)算圓周率建立了嚴(yán)密的理論和完善的算法，所謂割圓術(shù)，就是不斷倍增圓內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)求出圓周率的方法。其基本原理是：越是把圓周分割得細(xì)，其內(nèi)接正多邊形的周長(zhǎng)就越是接近圓周。如此不斷地分割下去，一直到圓周無(wú)法再分割為止，也就是到了圓內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)無(wú)限多的時(shí)候，它的周長(zhǎng)就與圓周"合體"而完全一致了。查閱相關(guān)材料（觀看視頻），說(shuō)明其中蘊(yùn)含的科學(xué)研究的思想。觀看視頻：南沙永署礁新建機(jī)場(chǎng)飛機(jī)試飛：艦載機(jī)起飛、降落。思考：1、在海島上建飛機(jī)跑道為什么要吹砂填海？2、艦載機(jī)起飛必須達(dá)到一定的速度，為什么艦載機(jī)起飛時(shí)要利用彈射裝置，降落時(shí)要用攔阻索？3、位移也是運(yùn)動(dòng)中重要的物理量，勻變速運(yùn)動(dòng)位移與哪些因素有關(guān)？導(dǎo)入新課勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系☆交流討論1.圖甲為勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式討論一下，它代表了哪個(gè)物理量？如圖所示，陰影部分的面積在數(shù)值上與物體在2s內(nèi)的位移是什么關(guān)系？v（m/s）t/s102t/s2.圖乙為勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式討論一下，它與圖甲的區(qū)別和聯(lián)系。甲v(m/s)乙-102☆梳理深化1、在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，v-t圖象的面積可代表對(duì)應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)的位移。2、時(shí)間軸上方速度、位移為正，表示速度、位移的方向與規(guī)定的正方向相同;時(shí)間軸下方速度、位移為負(fù),表示速度、位移的方向與規(guī)定的正方向相反。勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系☆鞏固提升例、一物體在水平面上沿直線運(yùn)動(dòng)，速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，請(qǐng)計(jì)算物體在3s內(nèi)發(fā)生的位移。解析：s=s1+s2+s3=4×1+8×1+12×1=24m勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系t/sv/(m/s)01231284探究用ｖ-ｔ圖像能否表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移粗略地表示位移較精確地表示位移勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移無(wú)限分割，逐漸逼近的極限思想梯形OABC的面積就代表做勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體在0（此時(shí)速度為v0）到t（此時(shí)速度為v）這段時(shí)間的位移。由圖可知：梯形OABC的面積S=（OC+AB）×OA/2又v=v0+at勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式推導(dǎo)CBA得：代入各物理量得：對(duì)位移公式

的理解:⑴反映了位移隨時(shí)間的變化規(guī)律。⑵因?yàn)棣?、a、x均為矢量，使用公式時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向。(一般以υ0的方向?yàn)檎较?若物體做勻加速運(yùn)動(dòng),a取正值,若物體做勻減速運(yùn)動(dòng),則a取負(fù)值。(3)若v0=0,則x=(4)特別提醒:t是指物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)際時(shí)間,要將位移與發(fā)生這段位移的時(shí)間對(duì)應(yīng)起來(lái)。v0v0tv0v0tv0v0tv0v0t在每一小段內(nèi)，可粗略認(rèn)為物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。各段位移可以用一個(gè)又窄又高的小矩形的面積代表。小矩形的面積之和近似地代表物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移。微元求和t時(shí)間內(nèi)位移等于圖像中的梯形面積這種分析問(wèn)題的方法具有一般意義，原則上對(duì)于處理任意形狀的v-t圖像都適用?！纠课矬w從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為1m/s2，求：(1)物體在2s內(nèi)的位移；(2)物體在第2s內(nèi)的位移；(3)物體在第二個(gè)2s內(nèi)的位移。應(yīng)用位移公式解題的一般步驟(1)確定一個(gè)方向?yàn)檎较?一般以初速度的方向?yàn)檎较?。(2)根據(jù)規(guī)定的正方向確定已知量的正、負(fù)，并用帶有正、負(fù)的數(shù)值表示。(3)根據(jù)位移—時(shí)間關(guān)系式或其變形式列式、求解。(4)根據(jù)計(jì)算結(jié)果說(shuō)明所求量的大小、方向。【例】汽車(chē)沿平直公路勻減速剎車(chē)，初速度大小為7m/s，第1s內(nèi)的位移大小為6m，求：(1)汽車(chē)剎車(chē)的加速度大小；(2)汽車(chē)剎車(chē)后4s內(nèi)的位移大小?！罱涣饔懻撚汕懊娴膶W(xué)習(xí)我們知道，描述運(yùn)動(dòng)的五個(gè)物理量——初速度、末速度、位移、時(shí)間、加速度相互影響，相互制約，你能根據(jù)已掌握的勻變速運(yùn)動(dòng)位移公式和速度公式推導(dǎo)速度位移公式嗎？勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系消去時(shí)間t對(duì)速度位移公式的理解☆梳理深化1.公式優(yōu)勢(shì)：因公式v2－v02＝2ax不涉及物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，故在不要求計(jì)算時(shí)間時(shí)，應(yīng)用該式分析勻變速直線運(yùn)動(dòng)較簡(jiǎn)便2.適用條件：勻變速直線運(yùn)動(dòng)3.矢量性：v2－v02＝2ax為矢量式，x、v0、a都是矢量，應(yīng)用時(shí)必須選取統(tǒng)一的正方向，一般選初速度v0的方向?yàn)檎较颉?1)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a取正值；勻減速直線運(yùn)動(dòng)，a取負(fù)值(2)位移與正方向相同，取正值；位移與正方向相反，取負(fù)值勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系v0t2Tv0v2TvTTx2-x1=aT.T=aT2x3-x2=aT.T=aT2x2-x1=x3-x2=x4-x3=…..=aT2同理可證：利用圖象證明位移差公式利用圖象證明位移差公式xm-xn=(m-n)aT2【課堂反饋】在一事故現(xiàn)場(chǎng)，交警測(cè)量一汽車(chē)剎車(chē)后滑行的位移為32m，已知汽車(chē)的加速度為4m/s2，若此路段限速為36km/h，則該汽車(chē)是否超速？x=16mV0？a=-4m/s2V=0解析：取向右為正方向根據(jù)題意可知：a=-4m/s2末速度為V=0位移為x=16mV0=16m/s36km/h=10m/s＞超速注意??！公式的矢量性：公式中v0、v、a、x都是矢量，應(yīng)用時(shí)必須選取統(tǒng)一的正方向，一般選v0方向?yàn)檎较颉?(1)物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a取正值，做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a取負(fù)值。 (2)x＞0，說(shuō)明物體通過(guò)的位移方向與初速度方向相同；x＜0，說(shuō)明位移的方向與初速度的方向相反。實(shí)驗(yàn)次數(shù)12剎車(chē)前速度(km/h)2090剎車(chē)痕跡長(zhǎng)度（m）2.040.0【課堂反饋】下表是王芳同學(xué)探究車(chē)輛制動(dòng)距離的試驗(yàn)，假設(shè)車(chē)輛剎車(chē)過(guò)程做勻減速直線運(yùn)動(dòng),請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，求出每次實(shí)驗(yàn)剎車(chē)過(guò)程中的加速度。解：1、飛機(jī)在跑道上滑行，離地起飛時(shí)的速度是60m/s，若飛機(jī)滑行時(shí)加速度大小為4m/s2，則飛機(jī)從開(kāi)始滑行至起飛需時(shí)間————s，起飛的跑道長(zhǎng)至少為————m。課堂練習(xí)2、某物體的初速度為2m/s，在4s的時(shí)間內(nèi)速度均勻增大到6m/s，那么該物體在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移x為————m。1545016課堂練習(xí)3、某航母跑道長(zhǎng)200m，飛機(jī)在航母上滑行的最大加速度為6m/s2，起飛需要的最低速度為50m/s，那么，飛機(jī)在滑行前，需要借助彈射系統(tǒng)獲得的最小初速度為（

）A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/sB課堂練習(xí)4、汽車(chē)以20m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，剎車(chē)后的加速度為5m/s2，那么開(kāi)始剎車(chē)后2s與開(kāi)始剎車(chē)后6s汽車(chē)通過(guò)的位移分別為多少？

課堂練習(xí)5、汽車(chē)以20m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，剎車(chē)后的加速度為5m/s2，那么開(kāi)始剎車(chē)后2s與開(kāi)始剎車(chē)后6s汽車(chē)通過(guò)的位移之比為（）A.1︰4B.3︰5C.3︰4D.5︰9C拓展提高B1、做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度v隨位移x的變化規(guī)律v2-4=2x，v與x的單位分別為m/s和m，據(jù)此可知（）A.初速度v0=4m/sB.初速度v0=2m/sC.加速度a=-1m/s2D.加速度a=2m/s22、一質(zhì)點(diǎn)沿一直線運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)，位于坐標(biāo)原點(diǎn)，下圖為質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象．由