高中物理 2.3 匀变速直线运动的规律（二）课件 沪科版必修1.ppt

高中物理 必修1 沪科版 第2章研究匀变速直线运动的规律2 4匀变速直线运动的规律 二 掌握三个平均速度公式及其适用条件 3 1 会推导速度与位移的关系式 并知道匀变速直线运动的速度与位移的关系式中各物理量的含义 2 会用公式vt2 v2 2as进行分析和计算 4 会推导 s at2并会用它解决相关问题 0 一 速度位移公式的推导及应用 答案 问题设计 我国第一艘航空母舰 辽宁号 已有能力同时起飞3架歼15战机 如图为辽宁舰上3个起飞点示意图 1 2号位置为短距起飞点 起飞线长105米 3号位置为远距起飞点 起飞线长195米 如果歼15战机起飞速度为50m s 起飞时航母静止不动 且不使用弹射系统 则战机由3号起飞点起飞的加速度至少是多少 设跑道水平 根据vt v0 at s v0t at2 2 由 得t vt v0 a 把 代入 得整理得 vt2 v2 2as 将v0 0 vt 50m s s 195m代入上式得 a 6 41m s2 0 1 匀变速直线运动的位移速度公式 vt2 v02 此式是矢量式 应用解题时一定要先选定正方向 并注意各量的符号 若v0方向为正方向 则 1 物体做加速运动时 加速度a取 做减速运动时 加速度a取 2 位移s 0说明物体通过的位移方向与初速度方向 s 0说明物体通过的位移方向与初速度方向2 两种特殊情况 1 当v0 0时 2 当v 0时 3 公式特点 该公式不涉及 要点提炼 2as vt2 2as v2 2as 正值 负值 相同 相反 时间 0 二 中间时刻的瞬时速度与平均速度 答案 问题设计 一质点做匀变速直线运动的v t图像如图所示 已知一段时间内的初速度为v0 末速度为vt 1 这段时间内的平均速度 用v0 vt表示 2 中间时刻的瞬时速度 3 这段位移中间位置的瞬时速度 1 v t图像与t轴所围面积表示位移 位移 平均速度 2 由图中可知 中间时刻的瞬时速度大小等于梯形中位线长度 位移 时间 二 中间时刻的瞬时速度与平均速度 答案 问题设计 3 对前一半位移 对后一半位移 解得 一质点做匀变速直线运动的v t图像如图所示 已知一段时间内的初速度为v0 末速度为vt 1 这段时间内的平均速度 用v0 vt表示 2 中间时刻的瞬时速度 3 这段位移中间位置的瞬时速度 要点提炼 1 中间时刻的瞬时速度2 中间位置的瞬时速度3 平均速度公式总结 适用条件 适用条件 适用条件 注意对匀变速直线运动有 任意运动 匀变速直线运动 匀变速直线运动 延伸思考 在匀变速直线运动中 中间时刻的瞬时速度vt 2与中间位置的瞬时速度vs 2哪一个大 t o v t o v s s 2 s s 2 结论 无论匀加速还是匀减速直线运动 都有中间位置的瞬时速度大于中间时刻的瞬时速度 三 重要推论 s at2的推导及应用 证明 问题设计 物体做匀变速直线运动 加速度为a 从某时刻起t时间内的位移为s1 紧接着第二个t时间内的位移为s2 试证明 s2 s1 at2 设物体的初速度为v0 自计时起t时间内的位移s1 v0t at2 2 在第2个t时间内的位移s2 v0 2t a 2t 2 2 s1 v0t 3at2 2 由 两式得连续相等时间内的位移差为 s s2 s1 v0t 3at2 2 v0t at2 2 at2 即 s at2 要点提炼 1 匀变速直线运动中 在连续相等的时间t内的位移之差为一恒定值 即 s 2 应用 1 判断物体是否做匀变速直线运动如果 s s2 s1 s3 s2 sn sn 1 at2成立 则a为一恒量 说明物体做匀变速直线运动 2 求加速度利用连续相等时间段内的位移差 s 可求得a s t2 at2 解析 例1 a b c三点在同一条直线上 一物体从a点由静止开始做匀加速直线运动 经过b点的速度是v 到c点的速度是3v 则sab sbc等于 a 1 8b 1 6c 1 5d 1 3 a 速度 位移公式 从a到b 从b到c 初速度为0 例2 一质点做匀变速直线运动 初速度v0 2m s 4s内位移为20m 求 1 质点4s末的速度 2 质点2s末的速度 解析 解法一 利用平均速度公式 4s末速度 2s末的速度 s 20m 的灵活应用 解析 例2 一质点做匀变速直线运动 初速度v0 2m s 4s内位移为20m 求 1 质点4s末的速度 2 质点2s末的速度 解法二 利用两个基本公式 由 解得 由 解得 4s末的速度 2s末的速度 s 20m v0 2m s v2 v4 的灵活应用 解析 一辆汽车从静止开始由甲地出发 沿平直公路开往乙地 汽车先做匀加速直线运动 接着做匀减速直线运动 开到乙地刚好停止 其速度 时间图像如图所示 那么0 t和t 3t两段时间内 a 加速度大小之比为3 1b 位移大小之比为1 2c 平均速度大小之比为2 1d 平均速度大小之比为1 1 bd v t图中面积 表示位移 v t图中斜率 表示加速度 解析 解法一 利用关系式 s at2 前4s内的位移 例3 做匀加速直线运动的物体 从开始计时起连续两个4s的时间间隔内通过的位移分别是48m和80m 则这个物体的初速度和加速度各是多少 对的理解与应用 解析 例3 做匀加速直线运动的物体 从开始计时起连续两个4s的时间间隔内通过的位移分别是48m和80m 则这个物体的初速度和加速度各是多少 解法二 利用两个基本公式 由 前4s内 前8s内 解得 对的理解与应用 解析 解法三 利用平均速度公式 物体的加速度 物体的初速度 第2s时速度 第6s时速度 例3 做匀加速直线运动的物体 从开始计时起连续两个4s的时间间隔内通过的位移分别是48m和80m 则这个物体的初速度和加速度各是多少 对的理解与应用 解析 1 速度与位移关系的简单应用 两个小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动 若它们的初速度之比为1 2 它们运动的最大位移之比为 a 1 2b 1 4c d 2 1 b 速度 位移公式 解析 2 的灵活应用 汽车自o点出发从静止开始在平直公路上做匀加速直线运动 途中在6s内分别经过p q两根电线杆 已知p q电线杆相距60m 车经过电线杆q时的速率是15m s 则下列说法正确的是 a 经过p杆时的速率是5m sb 车的加速度是1 5m s2c p o间的距离是7 5md 车从出发到经过q所用的时间是9s acd 从p到q 从o到p 从o到q o p q 解析 3 对 s at2的理解和应用 从斜面上某一位置每隔0 1s释放一个相同的小球 释放后小球做匀加速直线运动 在连续释放几个后 对在斜面上滚动的小球拍下如图所示的照片 测得sab 15cm sbc 20cm 试问 1 小球的加速度是多少 2 拍摄时小球b的速度是多少 3 拍摄时scd是多少 小球释放后做匀加速直线运动 且每相邻的两个小球的时间间隔相等 均为0 1s 可以认为a b c d各点是一个小球在不同时刻的位置 1 由推论 s at2 小球的加速度 解析 2 b点对应ac段的中间时刻 则b点速度等于ac段的平均速度 3 连续相等时