广西宾阳中学高三物理阶段复习课件 2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系 新人教版.ppt

4匀变速直线运动的速度与位移的关系 1 掌握位移速度公式 会用公式解决有关问题 2 知道匀变速直线运动的其他一些扩展公式 3 掌握匀变速直线运动的规律 灵活运用各种公式解决实际问题 重点 1 应用速度与位移的关系公式解决实际问题 2 与位移有关的关系式的总结与应用 难点 1 匀变速直线运动的位移 速度 加速度和时间之间的相互关系 2 选用正确公式快速解决实际问题 一 匀变速直线运动的速度与位移的关系匀变速直线运动的速度公式为 位移公式为 由以上两个公式消去时间t 就可以得出匀变速直线运动的位移与速度的关系式 v v0 at 二 匀变速直线运动的公式1 匀变速直线运动的几个基本公式 1 位移公式 2 速度公式 3 位移 速度公式 2 关于位移的几个不同公式 1 x 2 x 3 x v v0 at 判一判 1 公式 2ax适用于任何变速运动 2 由公式 2ax可知在一定时间t内 运动物体的末速度越大 位移就越大 3 对于匀变速直线运动问题 若不涉及时间 应优先考虑公式 2ax 4 若v 0 则公式 2ax变为 可知此时加速度a一定是负值 提示 1 公式 2ax只适用于匀变速直线运动 故 1 错 2 由公式 2ax可知 运动物体的位移不但与末速度有关 还与初速度 加速度有关 故 2 错 3 不涉及时间时 使用公式 2ax往往会使问题变得简单 方便 故 3 对 4 末速度为零 物体做减速运动 但加速度不一定为负值 若取与初速度方向反方向为正方向时 加速度即为正值 故 4 错 匀变速直线运动的速度与位移的关系式 2ax的讨论1 尝试独立推导位移与速度的关系公式 提示 由v v0 at可得代入有即 2ax 点拨 v2 v02 2ax是由公式v v0 at x v0t at2推导而出 一般情况下 对同一过程不能联立三式求解 2 关系式 2ax中一共有几个物理量 若求其中的一个物理量 需要知道几个物理量 试由公式 2ax推导v x的表达式 提示 关系式 2ax中一共有四个物理量 若求其中的一个物理量 需要知道其他三个物理量 由 2ax可推得v v取正值还是负值根据情况判断 3 2ax关系式中 首先规定v0的方向为正 则a和x的正负的含义分别是什么 提示 位移与速度的关系式 2ax为矢量式 应用它解题时 若规定初速度v0的方向为正方向 1 a与v0同向时a为正值 物体做匀加速运动 a与v0反向时a为负值 物体做匀减速运动 2 位移x 0 说明物体通过的位移的方向与初速度的方向相同 位移x 0 说明位移的方向与初速度的方向相反 知识点拨 对位移和速度关系的两点提醒 1 注意同一性 即v0 v a x应是同一个研究对象在同一运动过程中的初速度 末速度 加速度及发生的位移 2 注意矢量性 即以v0方向为正向 则其余三量与初速度同向则为正 反向则为负 探究归纳 匀变速直线运动的速度与位移的关系1 关系式 2ax 2 适用条件 匀变速直线运动 3 关系式 2ax为矢量式 注意各物理量的正 负号 典例1 在全国铁路第六次大提速后 火车的最高时速可达250km 若某列车正以216km h的速度匀速行驶 在列车头经路标a时 司机突然接到报告要求紧急刹车 因前方1000m处有障碍物还没有清理完毕 若司机听到报告后立即以大小为2m s2的加速度刹车 问该列车是否发生危险 思路点拨 判断列车是否发生危险 可根据列车的最大行驶速度 或列车停下所需要的位移来判断 解析 解法一 设列车停下所需要的位移为x 216km h 60m s由公式 2ax得 900m 因为900m 1000m 所以该列车没有发生危险 解法二 设列车没有发生危险时的最大行驶速度为v0由公式 2ax得因为所以该列车没有发生危险 答案 没有发生危险 变式训练 汽车以10m s的速度行驶 刹车后的加速度大小为3m s2 求它向前滑行12 5m后的瞬时速度 解析 设汽车的初速度方向为正方向 则v0 10m s a 3m s2 x 12 5m由公式 2ax得 2ax 102 2 3 12 5 m2 s2 25m2 s2所以v1 5m s v2 5m s 舍去 即汽车向前滑行12 5m后的瞬时速度大小为5m s 方向与初速度方向相同 答案 5m s 方向与初速度方向相同 综合应用运动学公式解决实际问题1 匀变速直线运动的三个基本公式v v0 at x v0t at2 2ax中一共包含几个物理量 它们分别是什么 若求出所有的物理量 至少需要知道几个物理量 提示 三个公式中一共有5个物理量 分别是初速度v0 加速度a 运动时间t 位移x和末速度v 由于每个公式中都含有4个物理量 故至少需要知道3个物理量 即可解出另外两个 称作 知三解二 提示 v v0 at v at v2 2ax 2 请回顾我们学习过的内容 尝试总结运动学公式 知识点拨 用运动学公式解题时的三点说明 1 已知的三个量中有v0 a时 另外两个量可以各用一个公式解出 无需联立方程 2 已知的三个量中有v0 a中的一个时 两个未知量中有一个可以用一个公式解出 另一个可以根据解出的量用一个公式解出 3 已知的三个量中没有v0 a时 可以任选两个公式联立求解v0 a 探究归纳 一 速度与位移的关系由v v0 at和x v0t at2 可得 2ax 二 匀变速直线运动的公式1 速度公式 v v0 at 2 位移公式 x v0t at2 3 平均速度公式 v平均 v0 v 2 4 位移 速度公式 2ax 典例2 飞机着陆后以6m s2大小的加速度做匀减速直线运动 其着陆速度为60m s 求 1 它着陆后12s内滑行的位移x 2 整个减速过程的平均速度 3 静止前4s内飞机滑行的位移x 思路点拨 解答本题首先判断飞机滑行的时间 再灵活运用匀变速直线运动的公式求解相应问题 解析 1 以初速度方向为正方向 则有a 6m s2飞机在地面滑行最长时间所以飞机12s内滑行的位移为10s内滑行的位移 由 2ax可得 2 解法一 30m s解法二 30m s 3 解法一 由 1 的分析可知飞机滑行6s时的速度v v0 at 60m s 6 6 m s 24m s故由v2 v 2 2ax 可得 48m解法二 逆向分析法 静止前4s内的位移大小与物体从静止开始以6m s2的加速度做匀加速直线运动4s的位移大小相等 所以 48m 答案 1 300m 2 30m s 3 48m 变式训练 一辆卡车初速度为v0 10m s 以a 2m s2的加速度行驶 求 1 卡车在3s末的速度v3 2 卡车在3s内的位移x3 解析 1 3s末速度v3 v0 at3 10m s 2 3m s 16m s 2 解法一 3s内位移x3 v0t3 10 3m 2 32m 39m解法二 由 2ax3得 39m 答案 1 16m s 2 39m 温馨提示 匀变速直线运动中往往遇到多过程问题 解答多过程问题时 一般先画出过程草图 标上已知量以便灵活选取公式 同时一定要注意转折点的速度 该点的速度是前段的末速度同时又是后段的初速度 是联系前后两段的桥梁 典例 从车站开出的汽车 做匀加速直线运动 走了12s时 发现还有乘客没上来 于是立即做匀减速直线运动至停车 汽车从开出到停止总共历时20s 行进了50m 求汽车的最大速度 思路点拨 把握住汽车在这段时间内运动的特点 初 末速度都为零 匀加速直线运动的末速度