【課件】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系+課件-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系知識(shí)回顧在前面我們通過實(shí)驗(yàn)探究小車的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律得到小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，并且得到了小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律：從公式中發(fā)現(xiàn)小車的速度隨時(shí)間均勻增加，那么速度在增加的同時(shí)，位移在如何變化呢？

對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，我們將如何計(jì)算它運(yùn)動(dòng)的位移？v＝v0＋

at一、勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移vv0ttv0t-vtvtvt結(jié)論：在勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t

圖象中，物體的位移x

在數(shù)值上等于圖線與坐標(biāo)軸所圍的矩形面積。時(shí)間軸上方的面積代表位移為正方向時(shí)間軸下方的面積代表位移為負(fù)方向x

=

v

t問題

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移是否也對(duì)應(yīng)v-t圖象一定的面積？tvv0tvt0?…

我們需要研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移規(guī)律！解決回顧

在初中時(shí)，我們曾經(jīng)用“以直代曲”的方法，估測一段曲線的長度。

將復(fù)雜問題抽象成一個(gè)我們熟悉的簡單模型，利用這個(gè)模型的規(guī)律進(jìn)行近似研究,能得到接近真實(shí)值的研究結(jié)果。這是物理思想方法之一。復(fù)雜問題簡單模型抽象研究化繁為簡的思想方法用簡單模型去探究復(fù)雜問題

怎樣研究變速運(yùn)動(dòng)？問題變速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)抽象在很短一段時(shí)間內(nèi)，化“變”為“不變”化繁為簡的思想方法

怎樣研究變速運(yùn)動(dòng)？問題

將運(yùn)動(dòng)分成時(shí)間相等（Δt）的若干段，在Δt內(nèi)，將物體視為勻速直線運(yùn)動(dòng)，每段位移之和即總位移。解決思想方法：用簡單模型來研究復(fù)雜問題探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移問題:一個(gè)物體以10m/s的速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s運(yùn)動(dòng)的位移。142t/sv/m/s104180探究：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的兩段，即Δt=2s內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。

在Δt=2s內(nèi)，視為勻速直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)速度取多大？問題

可以取Δt=2s內(nèi)的初速度或末速度，也可取中間任一點(diǎn)的速度解決探究1----取Δt的初速度研究142t/sv/m/s104180??

運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏??？問題:一個(gè)物體以10m/s的速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s運(yùn)動(dòng)的位移。探究1----取Δt的初速度研究????142t/sv/m/s104180

運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏??？311216問題:一個(gè)物體以10m/s的速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s運(yùn)動(dòng)的位移。探究1----取Δt的初速度研究142t/sv/m/s104180

運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏??？311216問題:一個(gè)物體以10m/s的速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s運(yùn)動(dòng)的位移。探究小結(jié)----圖象分析1142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s104180

⊿t越小,估算值就越接近真實(shí)值!

結(jié)論(偏小)48m52m54m探究2----取Δt的末速度研究142t/sv/m/s104180??

運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏小？問題:一個(gè)物體以10m/s的速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s運(yùn)動(dòng)的位移。探究2----取Δt的末速度研究????142t/sv/m/s104180

運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏小？311216問題:一個(gè)物體以10m/s的速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s運(yùn)動(dòng)的位移。探究2----取Δt的末速度研究31142t/sv/m/s104180

運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏小？問題:一個(gè)物體以10m/s的速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s運(yùn)動(dòng)的位移。探究小結(jié)----圖象分析2142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s104180

⊿t越小,估算值就越接近真實(shí)值!結(jié)論(偏大)64m60m58m誤差分析取⊿t內(nèi)的初速度進(jìn)行運(yùn)算----取⊿t內(nèi)的末速度進(jìn)行運(yùn)算----t/sv/m/s10418014231t/sv/m/s104180142如何解決

結(jié)果偏小

結(jié)果偏大探究3----用Δt內(nèi)中點(diǎn)的速度t/sv/m/s104180142t/s10418014231說明什么？v/m/s探究小結(jié)----圖象分析3142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s104180(偏小)48m52m54m142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s104180(偏大)64m60m58mt/sv/m/s104180142t/s1041801423156m56mt/sv/m/s10418014256m從v-t圖象中看到了什么？真實(shí)值？

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t

圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示位移。結(jié)論探究總結(jié)1、如Δt非常小，所有小矩形的面積之和就能非常準(zhǔn)確地代表物體發(fā)生的位移。2、如Δt非常非常小，所有小矩形的面積之和剛好等于v-t圖象下面的面積。“無限逼近”的思維方法----極限思想先微分再求總和的方法----微元法從v-t圖象中探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移v0v0tt結(jié)論：

在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象中，物體的位移x

在數(shù)值上等于圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積。時(shí)間軸上方的面積代表位移為正方向時(shí)間軸下方的面積代表位移為負(fù)方向推廣到任何直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像都是適用tvv0tvt0tvv0tvt0結(jié)論：

在直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象中，物體的位移x

在數(shù)值上等于圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積。時(shí)間軸上方的面積代表位移為正方向時(shí)間軸下方的面積代表位移為負(fù)方向vv0tt從v-t圖象中探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移ABCv=v0+ato勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系式（簡稱位移公式）S=xvv0ttv0梯形“面積”=位移消去末速度v二.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移1.位移公式：2.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较颍┤粑矬w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.⑶若v0=0,則⑷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.⑸代入數(shù)據(jù)時(shí),各物理量的單位要統(tǒng)一.(用國際單位制中的主單位)例題

一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12s，駛過了180m。汽車開始加速時(shí)的速度是多少？物理解題一般步驟根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念、規(guī)律可知求解運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的基本方法、步驟為:1.審題。弄清題意，畫情境圖，明確已知量，未知量，待求量。2.明確研究對(duì)象。選擇參考系、坐標(biāo)系。3.分析有關(guān)的物理量。4.應(yīng)用規(guī)律、幾何關(guān)系等建立解題方程。5.解方程。例題

一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12s，駛過了180m。汽車開始加速時(shí)的速度是多少？答：汽車開始加速時(shí)的速度是9m/s。。解：由得：t=12sx=180v0=?a=1m/s20x運(yùn)動(dòng)示意圖先用字母代表物理量上進(jìn)行運(yùn)算課本例題1例1：航空母艦的艦載機(jī)既要在航母上起飛，也要在航母上降落。⑴某艦載機(jī)起飛時(shí)，采用彈射裝置使飛機(jī)獲得10m/s的速度后，由機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)使飛機(jī)獲得25m/s2的加速度在航母跑道上勻加速前進(jìn)，2.4s后離艦升空。飛機(jī)勻加速滑行的距離是多少？0xv0=10m/sa=25m/s2t=2.4sx=?解：由得：答：飛機(jī)勻加速滑行的距離是96m。課本例題1⑵飛機(jī)在航母上降落時(shí)，需用阻攔索使飛機(jī)迅速停下來。若某次飛機(jī)著艦時(shí)的速度為80m/s，飛機(jī)鉤住阻攔索后經(jīng)過2.5s停下來。將這段運(yùn)動(dòng)視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，此過程中飛機(jī)加速度的大小及滑行的距離各是多少？解：由得加速度為負(fù)值表示做減速運(yùn)動(dòng)。由得加上括號(hào)，這樣就不容易忘記負(fù)號(hào)。0xv0=80m/sa=?t=2.5sx=?v=0三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度

在勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t

圖象中，物體的位移x

在數(shù)值上等于圖線與坐標(biāo)軸所圍的矩形面積。而平均速度勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度實(shí)例：一個(gè)滑雪的人，從85m長的山坡上勻變速滑下，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(shí)間?物理來源于生活，服務(wù)于生活

在公路上發(fā)生交通事故時(shí)，肇事司機(jī)緊急剎車