2.3勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系課件高一上學(xué)期物理人教版4

2.3勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握勻變速直線運(yùn)動的

v-t

圖象與位移的關(guān)系。2.掌握勻變速直線運(yùn)動位移與時(shí)間的關(guān)系式。3.能夠根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的

v-t

圖象，求位移。4.能用公式分析解決有關(guān)問題。新課導(dǎo)入勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動的位移為恰好等于v-t圖線與坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積。勻變速直線運(yùn)動勻變速直線運(yùn)動的位移是不是也等于v-t圖線與坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積?？新課導(dǎo)入4勻變速直線運(yùn)動的位移借助圖像甲某物體以初速度做勻變速直線運(yùn)動的速度-時(shí)間圖像。丁如果時(shí)間分的非常細(xì)，小矩形就會非常多，它們的面積就等于cb斜線下梯形的面積，也就是整個(gè)運(yùn)動的位移。丙如果各位置的時(shí)間間隔小一些，這些矩形面積之和就能比較精確地代表整個(gè)運(yùn)動的位移。乙每兩個(gè)位置間的位移，近似等于以為底、以速度為高的細(xì)高矩形的面積。矩形面積之和，可以粗略地表示運(yùn)動過程的位移。新課導(dǎo)入5借助極限思維，可以由特殊推及到一般，對于任意形狀的位移-時(shí)間圖像都適用。運(yùn)動物體的位移，可用圖像著色部分圖形的面積來表示。下列是某同學(xué)所做的“探究小車的運(yùn)動規(guī)律”的測量記錄（見下表），表中“速度v”一行是這位同學(xué)用某種方法得到的物體在0,1,2，……，5幾個(gè)位置的瞬時(shí)速度。原始的紙帶沒有保存。位置編號012345時(shí)間t/s00.10.20.30.40.5速度v/(m.s-1)0.380.630.881.111.381.62能不能根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，用最簡單的方法估算實(shí)驗(yàn)中小車從位置0到位置5的位移？知識點(diǎn)一：勻變速直線運(yùn)動的位移位置編號012345時(shí)間t/s00.10.20.30.40.5速度v/(m.s-1)0.380.630.881.111.381.62用下面的方法估算：

科學(xué)思想方法：先把過程無限分割,以“不變”近似代替“變”,然后再進(jìn)行累加的思想。此科學(xué)思想方法能否應(yīng)用到變速直線運(yùn)動的v-t圖象上，利用面積法求位移呢？這一材料給了我們什么啟示與思想呢？思考v/(m.s-1)020405101530t/s5010v/(m.s-1)020405101530t/s5010設(shè)計(jì)方案:從

v-t圖象中探究勻變速直線運(yùn)動的位移分割v/m/s020405101530t/s5010勻變速直線運(yùn)動的位移仍可用圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示下面請同學(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/stvv/（m?s-1）

即位移：將

v＝v0＋at

代入上式，有

典例精析例.一輛玩具車運(yùn)動的v-t圖象如圖所示，下列說法正確的是（）A．2s末玩具車運(yùn)動的速度大小為5m/sB．在0～2s內(nèi)玩具車運(yùn)動的加速度大小為10m/s2

C．在0～4s內(nèi)玩具車先做勻加速直線運(yùn)動后做勻速運(yùn)動D．在0～4s內(nèi)玩具車運(yùn)動的位移大小為20mC知識點(diǎn)二：勻變速速直線運(yùn)動位移公式的理解(1)公式中各個(gè)量的意義勻變速直線運(yùn)動。(2)適用條件：(3)矢量性：公式x＝v0t＋1/2at2為矢量式，其中的x、v0、a都是矢量，應(yīng)用時(shí)必須選取統(tǒng)一的正方向。

位移時(shí)間加速度初速度在v--t圖像中，圖線與時(shí)間軸所圍成的“面積”表示物體的位移，所以已知v--t圖像求位移時(shí)采用“面積”法計(jì)算，可以快速解題。(5)利用v--t圖像的“面積”求物體的位移(4)兩種特殊形式①當(dāng)a＝0時(shí)，x＝v0t→勻速直線運(yùn)動的位移公式。②當(dāng)v0＝0時(shí)，x＝1/2at2→由靜止開始的勻加速直線運(yùn)動的位移公式。14【例題】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。(1)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？解：(1)15【例題】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。(2)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)動視為勻減速直線運(yùn)動，此過程中飛機(jī)加速度的大小及滑行的距離各是多少？(2)對于勻減速直線運(yùn)動，建立一維坐標(biāo)系，根據(jù)加速度的定義式，可得飛機(jī)起飛時(shí)滑行距離為96m。著艦加速度大小為32m/s2，滑行距離為100m。

知識點(diǎn)三：勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系據(jù)公安部門規(guī)定，北京市區(qū)交通繁忙路段機(jī)動車輛的速度限制在25km/h以內(nèi)，并要求駕駛員必須保持至少5m的車距．一旦發(fā)生交通事故，我們會看到交警測量有關(guān)距離(如圖)，其中非常重要的是剎車距離．你知道測量剎車距離的目的嗎？這樣做的物理原理是什么？思考回顧：勻變速直線運(yùn)動的速度公式和位移公式。（２）位移公式-----（１）速度公式―――由上面兩個(gè)公式,請看下面實(shí)例：發(fā)射子彈時(shí)，子彈在槍筒中的運(yùn)動可以看作是勻加速運(yùn)動，如果槍彈在槍筒中的加速度大小是５×10５m/s2

，槍筒長0.64m，槍彈射出槍口時(shí)的速度是多大？v=?v0=0a=5×105m/s2x=0.64m0.64x/m0解題思路：①先根據(jù)位移時(shí)間公式，求出總時(shí)間t=？②根據(jù)速度時(shí)間公式求出v＝？解：以子彈運(yùn)動的方向?yàn)檎较蛴蓈=v0+at得：v=at=5×105×1.6×10-3m/s=800m/s思考：能否只用一個(gè)關(guān)系式就能求得結(jié)果呢？題中已知條件和所求的結(jié)果都不涉及時(shí)間t，將兩個(gè)公式聯(lián)立，消去t，就直接得到位移與速度的關(guān)系式了。請同學(xué)們自己推導(dǎo)位移與速度的關(guān)系式：勻變速直線運(yùn)動的速度與位移的關(guān)系不涉及到時(shí)間t，用這個(gè)公式方便式中四個(gè)量都是矢量，都有正負(fù)

該公式只適用勻變速直線運(yùn)動小組討論：動車鐵軌旁兩相鄰里程碑之間的距離是1km。某同學(xué)乘坐動車時(shí)，通過觀察里程碑和車廂內(nèi)電子屏上顯示的動車速度來估算動車減速進(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)，屏幕顯示的動車速度是126km/h。動車又前進(jìn)了3個(gè)里程碑時(shí)，速度變?yōu)?4km/h。把動車進(jìn)站過程視為勻減速直線運(yùn)動，那么動車進(jìn)站的加速度是多少?它還要行駛多遠(yuǎn)才能停下來?分析：由于把動車進(jìn)站過程視為勻減速直線運(yùn)動，因此可以應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的速度與位移關(guān)系式計(jì)算動車的加速度。本題加速度方向跟速度方向相反，因此需要建立一維坐標(biāo)系來處理相關(guān)物理量的正負(fù)號。解：沿動車運(yùn)動方向?yàn)檎较蚪⒁痪S坐標(biāo)系。把動車通過

3000m

的運(yùn)動稱為前一過程，之后到停下來稱為后一過程。設(shè)在前一過程中的末位置為M點(diǎn)。初速度

v0=126km/h=35m/s，末速度vM=54km/h=15m/s,位移

x1=3000m?！纠}】動車鐵軌旁兩相鄰里程碑之間的距離是1km。某同學(xué)乘坐動車時(shí)，通過觀察里程碑和車廂內(nèi)電子屏上顯示的動車速度來估算動車減速進(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)，屏幕顯示的動車速度是126km/h。動車又前進(jìn)了3個(gè)里程碑時(shí)，速度變?yōu)?4km/h。把動車進(jìn)站過程視為勻減速直線運(yùn)動。那么動車進(jìn)站的加速度是多少？它還要行駛多遠(yuǎn)才能停下來？【分析】由于把動車進(jìn)站過程視為勻減速直線運(yùn)動，因此可以應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的速度與位移關(guān)系式計(jì)算動車的加速度。本題加速度方向跟速度方向相反，因此需要建立一維坐標(biāo)系來處理相關(guān)物理量的正負(fù)號?！窘馕觥垦貏榆囘\(yùn)動方向?yàn)檎较蚪⒁痪S坐標(biāo)系。把動車通過3000m的運(yùn)動稱為前一過程，之后到停下來稱為后一過程。設(shè)在前一過程中的末位置為M

點(diǎn)。初速度v0＝126km/h＝35m/s，末速度vM＝54km/h＝15m/s，位移x1＝3000m。對前一過程，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的速度與位移的關(guān)系式，有對后一過程，末速度v

＝0，初速度

vM

＝15m/s由

v2

＝vM2

＋2ax2，有

1.如圖所示，一輛長為14m