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

第3节匀变速直线运动位移与时间的关系第二章

内容索引010203自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结04随堂练习

课标定位1.掌握利用v-t图像求解位移的方法。2.掌握位移—时间的关系式并能灵活应用。3.理解公式的矢量性,能运用速度与位移的关系分析、解决匀变速直线运动实际问题。

素养阐释1.结合位移公式的推导方法,感受利用极限思想解决物理问题的科学思维方法。2.通过公式的应用培养用物理语言表达物理规律的科学思维方式。3.结合公式分析实际问题,增强将物理知识应用于实际生活的意识,培养科学态度与责任这一素养。

自主预习·新知导学

一、匀速直线运动的位移1.做匀速直线运动的物体的位移为Δx=vt。2.做匀速直线运动的物体,它的v-t图像是一条平行于横轴的直线,位移Δx就对应着那段图像与两个坐标轴间所围成的矩形的“面积”。

二、匀变速直线运动的位移公式1.极限思想推导(1)把物体的运动分成几个小段,如图(a)所示,每段位移约等于每段起始时刻速度与每段的时间的乘积,对应小矩形“面积”。所有小矩形合起来是一个“阶梯形”的图形,用阶梯形图形的“面积”替代梯形的“面积”,两者存在一定的误差。(a)

(2)将时间间隔划分得更小些,如图(b)所示,所得的阶梯图形与原来的梯形相比较,误差就会更小。(3)当Δt→0时,如图(c)所示,“台阶”形的折线就变成了一条直线,它与两个坐标轴所围成的图形的“面积”,就可以看作等于那个梯形的“面积”。(b)(c)

2.结论:在匀变速直线运动的图像中,对应时间t的速度图像与两个坐标轴所围成的梯形的“面积”,在数值上等于在时间t内的位移值。

4.物体做变加速直线运动时,其v-t图像是一条曲线,此时物体的位移是否还对应v-t图像中图线与时间轴所包围的面积?提示:与分析匀变速直线运动的位移方法类似,变加速直线运动中,图线与时间轴所包围的面积也等于对应时间的位移。

【思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)位移公式仅适用于匀变速直线运动。()(2)对于一个做匀加速直线运动的物体加速度越大,位移越大。()(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。()(4)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。()(5)x-t图像中的图线就是物体的实际运动轨迹。()√××√×

2.一辆卡车在平直的公路上做匀速直线运动,速度为10m/s,突然司机发现前方15m有一障碍物,立即紧急刹车(忽略司机的反应时间),紧急刹车过程中的加速度的大小是5m/s2,回答下列问题:(1)我们求卡车刹车后某时间内的位移时,能否直接利用公式求解?(2)从开始刹车到车完全停下来需要经过多长时间?(3)刹车开始后1s内的位移大小?(4)卡车刹车过程运动的总位移为多少?(5)求卡车从刹车到停下来全程的平均速度。

合作探究·释疑解惑

知识点一匀变速直线运动的位移—时间关系式【问题引领】航天飞机着陆时,若已知航天飞机着陆时的速度和着陆打开阻力伞后做匀减速直线运动的加速度,求解其位移时注意什么问题?提示:应先计算出航天飞机从着陆到停止所用的时间,将计算出的时间与题中所已知的时间相比较,然后进行相应的计算。若题中所给的时间小于或等于计算出的时间,将所给的时间直接代入公式计算;若题中所给的时间大于计算出的时间,则计算出飞机速度减小到零所发生的位移即可。

【归纳提升】

【典型例题】【例题1】汽车刹车前速度为4m/s,刹车获得加速度大小为0.4m/s2,求:(1)汽车刹车开始后第20s末的速度;(2)汽车刹车开始后20s内滑行的距离s0;(3)静止前2s内汽车滑行的距离s。答案:(1)0(2)20m(3)0.8m解析:(1)设汽车刹车停下来的时间为t0,根据v=v0+at0得t0=10s所以汽车刹车开始后第20s末的速度为0。

【变式训练1】一辆汽车正在平直的公路上以72km/h的速度行驶,司机看见红色信号灯便立即踩下制动器,此后,汽车开始做匀减速直线运动。设汽车减速过程的加速度大小为5m/s2,求:(1)开始制动后,前2s内汽车行驶的距离;(2)开始制动后,前5s内汽车行驶的距离。答案:(1)30m(2)40m

知识点二位移—时间图像(x-t图像)【问题引领】下图为一运动物体的位移x(或速度v)与时间t的函数关系图像。此图线在x-t或v-t中各表示的意义是什么?提示:图线在x-t中表示物体做与规定正方向相反的匀速直线运动,初位移为x0。图线在v-t中表示物体做匀减速直线