高中物理-第二章勻變速直線運動的研究4勻變速直線運動的速度與位移的關(guān)系學(xué)案課件-新人教版必修1

4．勻變速直線運動的速度與位移的關(guān)系第一頁，編輯于星期五：四點五十三分。第二頁，編輯于星期五：四點五十三分。※會推導(dǎo)勻變速直線運動的位移與速度的關(guān)系式※※能用公式分析解決有關(guān)問題第三頁，編輯于星期五：四點五十三分。第四頁，編輯于星期五：四點五十三分。車禍猛于虎也，汽車是一個具有天使和魔鬼雙重身份的工具，它給人們帶來方便快捷的同時，也給人類帶來很多災(zāi)難．“十次事故九次快〞，這是人們在無數(shù)次的交通事故中總結(jié)出來的平安警語．據(jù)統(tǒng)計，每年我國有十萬多人直接死于車禍．在公路上經(jīng)?？梢钥吹揭恍┫匏倥?，規(guī)定了汽車通過該路段的最高時速．第五頁，編輯于星期五：四點五十三分。據(jù)公安部門規(guī)定，北京市區(qū)交通繁忙路段機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？第六頁，編輯于星期五：四點五十三分。第七頁，編輯于星期五：四點五十三分。第八頁，編輯于星期五：四點五十三分。第九頁，編輯于星期五：四點五十三分。第十頁，編輯于星期五：四點五十三分。(3)公式是由勻變速運動的兩個根本關(guān)系式推導(dǎo)出來的，因不含時間，故有時應(yīng)用很方便．(4)公式中四個物理量v、v0、a、x都是矢量，計算時注意統(tǒng)一各物理量的正、負號．(5)假設(shè)v0＝0，那么v2＝2ax.第十一頁，編輯于星期五：四點五十三分。特別提醒：位移與速度的關(guān)系式v2－v02＝2ax為矢量式，應(yīng)用它解題時，一般先規(guī)定初速度v0的方向為正方向：(1)物體做加速運動時，a取正值，做減速運動時，a取負值．(2)位移x>0，說明物體通過的位移方向與初速度方向相同，x<0，說明位移的方向與初速度的方向相反．(3)適用范圍：勻變速直線運動．第十二頁，編輯于星期五：四點五十三分。在某城市的一條道路上，規(guī)定車輛行駛速度不得超過30km/h.在一次交通事故中，肇事車是一輛客車，量得這輛車緊急剎車(車輪被抱死)時留下的剎車痕跡長為7.6m(如以以下圖)，該客車剎車時的加速度大小為7m/s2.請判斷該車是否超速．第十三頁，編輯于星期五：四點五十三分。答案：該車超速解析：剎車距離x＝7.6m剎車時加速度a＝7m/s2，客車的末速度v＝0由勻變速直線運動位移與速度的關(guān)系v2－v02＝2ax得0－v＝2×(－7)×7.6＝－106.4得v0＝10.3m/s≈37.1km/h＞30km/h所以該客車超速.第十四頁，編輯于星期五：四點五十三分。第十五頁，編輯于星期五：四點五十三分。三個根本公式中共涉及五個物理量，只要知道三個量，就可以求其他兩個量，原那么上只要應(yīng)用三式中的兩式，任何勻變速直線運動問題都能解，但往往應(yīng)用推論式來解更簡單．第十六頁，編輯于星期五：四點五十三分。第十七頁，編輯于星期五：四點五十三分。特別提醒：(1)公式x＝v0t＋at2是位移公式，而不是路程公式．利用該公式求的是位移，而不是路程，只有在單方向直線運動中，所求的位移大小才等于路程．(2)分析物體的運動問題，要養(yǎng)成畫物體運動示意圖的習(xí)慣，并在圖中標(biāo)注有關(guān)物理量．這樣將加深對物體運動過程的理解，有助于發(fā)現(xiàn)量和未知量之間的相互關(guān)系，并迅速找到解題的突破口．第十八頁，編輯于星期五：四點五十三分。(3)如果一個物體的運動包含幾個階段，就要分段分析，弄清物體在每段上的運動情況及遵循的規(guī)律，應(yīng)該特別注意的是各段交接點處的速度往往是解題的關(guān)鍵，應(yīng)首先考慮．(4)末速度為零的勻減速直線運動可看成初速度為零，加速度相等的反向勻加速直線運動．第十九頁，編輯于星期五：四點五十三分。第二十頁，編輯于星期五：四點五十三分。如以下圖，滑塊由靜止從A點沿斜面勻加速下滑至斜面底端B，之后在水平面上做勻減速直線運動，最后停于C點．經(jīng)過B點時速度大小不變，AB＝4m，BC＝6m，整個運動用了10s，求滑塊沿AB、BC運動的加速度分別多大？第二十一頁，編輯于星期五：四點五十三分。第二十二頁，編輯于星期五：四點五十三分。點評：該題為單一物體多過程的計算，解答這類題的關(guān)鍵是：分析每一過程特征，選用恰當(dāng)規(guī)律列式，再結(jié)合過程間牽連關(guān)系綜合求解．第二十三頁，編輯于星期五：四點五十三分。 汽車給人們生活帶來極大便利，但隨著車輛的增多，交通事故也相應(yīng)增加，重視交通平安問題，關(guān)系到千百萬人的生命平安與家庭幸福，為了平安，在行駛途中，車與車之間必須保持一定的距離，因為，從駕駛員看見某一情況到采取制動動作的時間里，汽車仍然要通過一段距離(稱為思考距離)，而從采取制動動作到車完全靜止的時間里，汽車又要通過一段距離(稱為制動距離)．下表給出了駕駛員駕駛的汽車在不同速度下的思考距離和制動距離等局部數(shù)據(jù)．某同學(xué)分析這些數(shù)據(jù)，算出了表格中未給出的數(shù)據(jù)X、Y，該同學(xué)計算正確的選項是 ()第二十四頁，編輯于星期五：四點五十三分。A.X＝40，Y＝24 B．X＝45，Y＝24C．X＝60，Y＝22 D．X＝50，Y＝22答案：B速度(m/s)思考距離(m)制動距離(m)1012201518X20Y802530125第二十五頁，編輯于星期五：四點五十三分。第二十六頁，編輯于星期五：四點五十三分。平直公路上有甲、乙兩輛汽車，甲以0.5m/s2的加速度由靜止開始行駛，乙在甲的前方200m處以5m/s的速度做同方向的勻速運動，問：(1)甲何時追上乙？甲追上乙時的速度為多大？此時甲離出發(fā)點多遠？(2)在追趕過程中，甲、乙之間何時有最大距離？這個距離為多少？第二十七頁，編輯于星期五：四點五十三分。解析：畫出示意圖，如以下圖，甲追上乙時，x甲＝x0＋x乙，且t甲＝t乙(追及條件)，根據(jù)勻變速直線運動、勻速直線運動的位移公式列出方程，即能解得正確的結(jié)果．第二十八頁，編輯于星期五：四點五十三分。第二十九頁，編輯于星期五：四點五十三分。第三十頁，編輯于星期五：四點五十三分。點評：在用勻變速直線運動規(guī)律解答有關(guān)追及、相遇問題時，一般應(yīng)根據(jù)追及的兩個物體的運動性質(zhì)，結(jié)合運動學(xué)公式列出兩個物體的位移方程．同時要緊緊抓住追及相遇的一些臨界條件，如：當(dāng)速度較小的物體勻加速追速度較大的物體時，在兩物體速度相等時兩物體間距離最大；當(dāng)速度較大的物體勻減速追速度較小的物體時，在兩物體速度相等時兩物體間的距離最?。谌豁?，編輯于星期五：四點五十三分。 汽車正以10m/s的速度在平直的公路上前進，突然發(fā)現(xiàn)正前方有一輛自行車以4m/s的速度做同方向的勻速直線運動，汽車立即關(guān)閉油門做加速度大小為6m/s2的勻減速運動，汽車恰好不碰上自行車，求關(guān)閉油門時汽車離自行車多遠？答案：3m第三十二頁，編輯于星期五：四點五十三分。解析：在汽車做減速運動的過程中，自行車仍在作勻速運動．當(dāng)汽車的速度大于自行車速度時，兩車間距離在減小；當(dāng)兩車速度相等時，距離不變，當(dāng)汽車速度小于自行車速度時，距離增大；因此，當(dāng)汽車速度減小到與自行車速度相等沒有碰撞時，便不會碰撞．因而開始時兩車間距離等于汽車與自行車位移之差．第三十三頁，編輯于星期五：四點五十三分。汽車減速到4m/s時發(fā)生的位移和運動的時間分別為這段時間內(nèi)自行車發(fā)生的位移x自＝v自t＝4×1m＝4m，汽車關(guān)閉油門時離自行車的距離x＝x汽－x自＝(7－4)m＝3m.第三十四頁，編輯于星期五：四點五十三分。駕駛員看見過馬路的人，從決定停車到右腳剛剛踩在制動器踏板上經(jīng)過的時間，叫反響時間；在反響時間內(nèi)，汽車按一定速度行駛的距離稱為反響距離，從踩緊踏板到車停下來的這段距離稱為剎車距離，司機從發(fā)現(xiàn)情況到汽車完全停下來，汽車所通過的距離叫做停車距離，如以下圖．第三十五頁，編輯于星期五：四點五十三分。設(shè)某司機的反響時間為t0，停車距離為x.如果汽車正常行駛的速度為v0，制動后汽車做勻減速直線運動，設(shè)加速度大小為a，汽車質(zhì)量為m.請同學(xué)們就汽車司機從發(fā)現(xiàn)情況到汽車完全停止這一實際情境，推出停車距離x的表達式．第三十六頁，編輯于星期五：四點五十三分。第三十七頁，編輯于星期五：四點五十三分。點評：這是一道關(guān)于勻變速運動聯(lián)系實際的題目．所謂的反響時間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)險情到采取剎車措施所需要的時間，這是由人的神經(jīng)系統(tǒng)傳導(dǎo)信息的速率決定的，對于這類題目，關(guān)鍵是充分挖掘條件，建立合理的物理模型．第三十八頁，編輯于星期五：四點五十三分。 某航空母艦上的戰(zhàn)斗機起飛過程中最大加速度是a＝4.5m/s2，飛機速度要到達v0＝60m/s才能起飛，航空母艦甲板長為L＝289m，為使飛機完全起飛，航空母艦應(yīng)以一定速度航行以保證起飛平安，求航空母艦最小速度v是多少？(設(shè)飛機起飛對航母的狀態(tài)沒有影響，飛機的運動可以看作勻加速運動)．第三