高中物理 2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系课件 新人教版必修1.ppt

第二章匀变速直线运动的研究 3匀变速直线运动的位移与时间的关系 高中物理 必修一 人教版 目标定位 匀变速直线运动的位移与时间的关系 了解位移公式的推导过程 理解公式的含义 知道位移对应v t图象与坐标轴围成的面积 了解匀速直线运动的x t图象的意义 特点 会用它处理简单的相关问题 1 2 3 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 会利用公式x v0t at2和匀变速直线运动的v t图象解决有关问题 预习导学 一 匀变速直线运动的位移 想一想 在上图中 质点在5s内的位移是多大 答案 速度 时间图象中矩形的面积表示质点的位移 由图可知质点3秒内的位移为3 3 9 m 后2秒的位移为2 2 4 m 5秒内的位移是9m 4m 13m 二 匀变速直线运动的位移 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 想一想 如果物体运动的v t图象如图所示 5s内物体的位移是多大 答案 根据速度 时间图象面积表示位移 可知物体t时间内的位移等于梯形的面积 x s 3 5 5 2m 20m 匀变速直线运动的位移与时间的关系 1 1 面积之和 3 梯形的面积 预习导学 三 用图象表示位移 x t图象 1 时间位移 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 想一想 如果质点的位移 时间图象是一条平行于时间轴的直线 但是在x的负半轴上 这表示质点做什么运动呢 答案 只要是平行与时间轴的位移 时间图象即表示物体静止 匀变速直线运动的位移与时间的关系 2 平行于时间 3 倾斜的 课堂讲义 一 匀变速直线运动的位移公式及有关计算 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 如图所示 在匀变速直线运动中运用 无限分割 逐步逼近 的微分思想可得v t图象与时间轴所围成的 面积 表示位移 匀变速直线运动的位移与时间的关系 1 位移时间公式x v0t at2的推导 速度图线和时间轴所包围的梯形面积为 与之对应的物体的位移 由速度公式v v0 at 课堂讲义 一 匀变速直线运动的位移公式及有关计算 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 适用条件 匀变速直线运动 匀变速直线运动的位移与时间的关系 2 对位移公式 x v0t at2的的理解 若物体做匀加速直线运动 a与v0同向 a取正值 若物体做匀减速直线运动 a与v0反向 a取负值 若位移的计算结果为正值 说明位移的方向与规定的正方向相同 若位移的计算结果为负值 说明位移的方向与规定的正方向相反 2 公式为矢量式 其中的x v0 a都是矢量 应用时必须选取统一的正方向 一般选初速度v0的方向为正方向 课堂讲义 一 匀变速直线运动的位移公式及有关计算 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 3 两种特殊形式 匀变速直线运动的位移与时间的关系 2 对位移公式 x v0t at2的的理解 当a 0时 x v0t 匀速直线运动 当v0 0时 x at2 由静止开始的匀加速直线运动 3 用速度 时间图象求位移 图线与时间轴所围成的面积表示位移 面积 在时间轴上方表示位移为正 在时间轴下方表示位移为负 通过的路程为时间轴上 下方 面积 绝对值之和 课堂讲义 例1一辆汽车以1m s2的加速度加速行驶了12s 驶过了180m 汽车开始加速时的速度为多少 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 匀变速直线运动的位移与时间的关系 o 180m 12s 解析 以v0方向为正方向 由x v0t at2得 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 匀变速直线运动的位移与时间的关系 例2物体由静止开始在水平面上行驶 0 6s内的加速度随时间变化的图线如图所示 1 画出物体在0 6s内的v t图线 2 求在这6s内物体的位移 解析 1 第1秒内匀加 v1 at 4m s 4 1 4s内加速度不变 匀速 4 6s内匀减 v6 v1 a t 0m s 2 与时间轴所围面积表示位移 课堂讲义 二 位移时间图象 x t图象 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 几种常见的位移 时间图象 1 静止的物体的x t图象是平行于时间轴的直线 如图a 2 匀速直线运动的x t图象是一条倾斜的直线 如图b 3 匀变速直线运动的x t图象是抛物线 如图c 2 对x t图象的几点说明 匀变速直线运动的位移与时间的关系 1 纵坐标 初 末位置的纵坐标差的绝对值表示位移的大小 初 末位置纵坐标差的正负号表示位移的方向 正值表示位移沿正方向 负值表示位移沿负方向 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 2 斜率 斜率的绝对值表示速度的大小 斜率的正负号表示速度的方向 斜率为正值 表示速度为正方向 斜率为负 表示速度为负方向 3 截距 纵截距表示物体起始位置 横截距表示物体开始运动的时刻 匀变速直线运动的位移与时间的关系 1 纵坐标 初 末位置的纵坐标差的绝对值表示位移的大小 初 末位置纵坐标差的正负号表示位移的方向 正值表示位移沿正方向 负值表示位移沿负方向 二 位移时间图象 x t图象 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 4 交点 交点表示两物体在同一时刻处于同一位置 即相遇 3 注意 1 无论是v t图象还是x t图象都不是物体的运动轨迹 匀变速直线运动的位移与时间的关系 2 v t图象和x t图象都只能描述直线运动 不能描述曲线运动 二 位移时间图象 x t图象 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 匀变速直线运动的位移与时间的关系 例3如图是在同一条直线上运动的a b两质点的位移 时间图象 由图可知 a t 0时 a在b后面b b物体在t2秒末追上a并在此后跑在a的前面c 在0 t1时间内b的运动速度比a大d a物体在0 t1做加速运动 之后做匀速运动 a在b前 两者相遇 斜率表示加速度va vb 匀速 之后静止 b 课堂讲义 三 刹车类问题 车辆刹车类问题是实际问题 刹车后的车辆可认为是做匀减速直线运动 当速度减小到零时 车辆就会停止 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 匀变速直线运动的位移与时间的关系 先求出它们从刹车到静止的刹车时间 解答此类问题的思路是 再比较所给时间与刹车时间的关系确定运动时间 最后再利用运动学公式求解 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 例4一辆汽车以108km h的速度行驶 现因紧急事故急刹车并最终停止运动 已知汽车刹车过程的加速度的大小为6m s2 则从开始刹车经过7s汽车通过的距离是多少 匀变速直线运动的位移与时间的关系 解析 v0 108km h 30m s 选v0的方向为正方向 a 6m s2 减速到停止的时间 7s 方法一 刹车7s内通过的距离等于刹车5s内经过的位移 方法二 把汽车的运动看做反向的加速运动 对点练习 匀变速直线运动的位移及有关计算 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 某质点的位移随时间变化的关系是x 4t 4t2 x与t的单位分别为m和s 下列说法正确的是 a v0 4m s a 4m s2b v0 4m s a 8m s2c 2s内的位移为24md 2s末的速度为24m s 匀变速直线运动的位移与时间的关系 x 4t 4t2 vs v0 4m s x 4 2 4 22 24m v v0 at 20m s bc 对点练习 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 2 一个物体由静止开始做匀加速直线运动 第1s末的速度达到4m s 物体在第2s内的位移是 a 6mb 8mc 4md 1 6m 匀变速直线运动的位移与时间的关系 匀变速直线运动的位移及有关计算 由v1 at 得 解析 第1s末的速度等于第2s初的速度 a 对点练习 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 匀变速直线运动的位移与时间的关系 位移 时间图象 x t图象 3 甲 乙两质点同时开始做直线运动 它们的位移x与时间t的图象如图所示 则 a 甲物体做匀加速直线运动 乙物体做曲线运动b 甲 乙两物体从同一地点出发c 当甲 乙两物体速度相同时 二者之间的距离为零d 甲 乙两物体有两次相遇 直线运动 匀速 出发点相距x0 不在