教科版高中物理必修第一册精品课件 第2章 匀变速直线运动的规律 3 匀变速直线运动位移与时间的关系.ppt

第二章3匀变速直线运动位移与时间的关系

基础知识梳理与落实重点难点探究与突破目录索引即学即用检测与提升

【学习任务与素养目标】1.明确匀变速直线运动的位移。(物理观念)2.掌握利用v-t图像求解位移的方法。掌握位移—时间的关系式并能灵活应用。(科学思维)3.理解公式的矢量性,能运用位移与时间的关系分析、解决匀变速直线运动实际问题,感悟数学方法在物理学中的应用。(科学思维)4.掌握追及和相遇问题的处理方法,增强将物理知识应用于实际生活的意识。(科学态度与责任)

基础知识梳理与落实

一、匀变速直线运动的位移1.位移在v-t图像中的表示:做匀变速直线运动的物体的位移对应着v-t图像中的图线和包围的“面积”。?2.位移公式的推导:(1)上图中CB斜线下梯形的面积表示位移,面积S=,其中OC表示,AB表示t时刻的,OA表示,代入上式得位移x=;(2)将速度公式v=v0+at代入上式得x=。?3.(1)如果v0=0,则x=at2,表示初速度为零的匀加速直线运动的位移与时间的关系。(2)如果a=0,则x=v0t,表示匀速直线运动的位移与时间的关系。时间轴初速度v0速度v时间t

二、速度与位移的关系1.位移与速度的关系式:。?2.推导过程:v0+at

易错辨析(1)只有匀变速直线运动的v-t图像与t轴所围的面积等于物体的位移。()(2)位移公式x=v0t+at2仅适用于匀加速直线运动。()(3)初速度越大,时间越长,匀变速直线运动物体的位移一定越大。()×对于任何形式的直线运动,其v-t图像与t轴所围的面积都表示物体的位移。×x=v0t+at2适用于匀变速直线运动,既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动。×根据x=v0t+at2,匀变速直线运动的位移与初速度、加速度、时间三个因素有关,仅根据初速度和时间不能确定位移的大小。

(4)公式v2-=2ax中含有四个物理量,不含时间。()(5)在公式v2-=2ax中,x、v0、v、a都是矢量,应用时必须选取统一的正方向。()√√位移与速度关系式应用时必须选取统一的正方向,一般选初速度的方向为正方向。

重点难点探究与突破

学习任务一用v-t图像求位移情境导学甲同学把物体的运动分成几个小段,如图甲所示,每段位移≈每段起始时刻速度×每段的时间=对应矩形面积。所以,整个过程的位移≈各个小矩形面积之和。乙同学把运动过程分为更多的小段,如图乙所示,各小矩形的面积之和可以表示物体在整个过程的位移。

(1)比较以上两种分法,哪种能更精确地表示物体运动的位移?(2)结合甲、乙两同学的做法,丙同学认为,当Δt→0时,各矩形面积之和趋近于v-t图线下方的面积(如图丙)。试根据梯形面积推导匀变速直线运动的位移公式。提示(1)乙同学的做法能更精确地表示物体运动的位移。

规律总结对于任何形式的直线运动,物体在t时间内的位移都可以用v-t图线与坐标轴所围成的面积表示,如图所示。(1)当“面积”在t轴上方时,位移取正值,这表示物体的位移与规定的正方向相同。(2)当“面积”在t轴下方时,位移取负值,这表示物体的位移与规定的正方向相反。(3)物体的总位移等于各部分位移(正负面积)的代数和;物体通过的路程为t轴上、下“面积”绝对值的和。

典例剖析【例题1】(多选)甲、乙两车在平直公路上行驶,其v-t图像如图所示,对图像解读正确的是()A.甲车在0~4s内的位移大于乙车在4~8s内的位移B.乙车在前2s内的位移为70mC.在4~8s内,甲车的平均速度等于30m/sD.在4~8s内,乙车的平均速度等于10m/sBD

解析v-t图像与坐标轴所围面积的大小表示位移大小,由题图可知,甲车在0~4s内的位移小于乙车在4~8s内的位移,选项A错误;乙车在前2s内的位移为x2=×(40+30)×2m=70m,选项B正确;如图所示,在4~8s内,按虚线做匀加速直线运动时的平均速度为m/s=30m/s,甲车做变加速运动,其面积大于梯形的面积,平均速度大于30m/s,C错误;

方法技巧(1)匀变速直线运动的v-t图像为倾斜直线,与t轴围成图像的形状为三角形或梯形,根据三角形或梯形的面积公式计算物体运动的位移。(2)加速度变化的变加速直线运动的v-t图像为曲线,与坐标轴所围面积大于或小于同时间内匀变速直线运动图像与坐标轴所围面积。

对点演练1.(多选)甲、乙两物体位于同一直线上,t=0时刻甲在乙的右侧16m处