高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系课件 新人教版必修1(1).ppt

4匀变速直线运动的速度与位移的关系 自主阅读 自我检测 一 匀变速直线运动的位移与速度的关系1 位移与速度的关系式 若v0 0 则v2 2ax 2 请你利用所学的速度关系式和位移关系式推导匀变速直线运动中速度和位移的关系式 提示 二 匀变速直线运动的三个基本公式1 速度公式 v v0 at 2 位移公式 3 位移与速度关系式 自主阅读 自我检测 自主阅读 自我检测 解析 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 答案 自主阅读 自我检测 自主阅读 自我检测 3 如图所示 一猎豹以10m s的速度奔跑 它发现前方丛林似乎有猎物活动 于是开始减速 当减速奔跑了60m时速度减小到2m s 试求猎豹的加速度 负号表示猎豹的加速度方向和它奔跑的方向相反 答案 0 8m s2 知识点一 知识点二 知识点三 对位移 速度关系式的理解问题导引如果你是机场跑道设计师 若已知飞机的加速度为a 起飞速度为v 你应该如何来设计飞机跑道的长度 知识点一 知识点二 知识点三 知识归纳1 公式的适用条件 公式表述的是匀变速直线运动的速度与位移的关系 适用于匀变速直线运动 2 公式的意义 公式反映了初速度v0 末速度v 加速度a 位移x之间的关系 当其中三个物理量已知时 可求另一个未知量 3 公式的矢量性 公式中v0 v a x都是矢量 应用时必须选取统一的正方向 一般选v0方向为正方向 1 物体做加速运动时 a取正值 做减速运动时 a取负值 2 x 0 说明物体通过的位移方向与初速度方向相同 x 0 说明位移的方向与初速度的方向相反 4 特例 1 当v0 0时 v2 2ax 初速度为零的匀加速直线运动 2 当v 0时 末速度为零的匀减速直线运动 知识点一 知识点二 知识点三 画龙点睛此公式中四个物理量均为矢量 应用时注意各物理量的正负值 解出的结果为速度时常有正 负两解 应根据题目的物理意义确定选哪个解 知识点一 知识点二 知识点三 典例剖析 例1 某型号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统 已知某型号的战斗机在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5 0m s2 当飞机的速度达到50m s时才能离开航空母舰起飞 设航空母舰处于静止状态 问 1 若要求该飞机滑行160m后起飞 弹射系统必须使飞机具有多大的初速度 2 若某舰上不装弹射系统 要求该型号飞机仍能在此舰上正常起飞 问该舰身长至少应为多长 知识点一 知识点二 知识点三 1 当物体做匀变速直线运动时 如果不涉及时间 一般用速度位移公式较方便 2 刹车问题由于末速度为零 应用此公式往往较方便 知识点一 知识点二 知识点三 变式训练1做匀加速直线运动的列车出站时 车头经过站台时的速度为1m s 车尾经过站台的速度为7m s 则车身的中部经过站台的速度为 a 3 5m sb 4m sc 5m sd 5 5m s 知识点一 知识点二 知识点三 中间时刻的瞬时速度与平均速度问题导引一质点做匀变速直线运动的v t图象如图所示 已知一段时间内的初速度为v0 末速度为v 求 1 这段时间内的平均速度 用v0 v表示 知识点一 知识点二 知识点三 知识点一 知识点二 知识点三 知识点一 知识点二 知识点三 典例剖析 例2 物体从静止开始做匀加速直线运动 3s内通过的位移是3m 求 1 3s内物体的平均速度大小 2 第3s末的速度大小 知识点一 知识点二 知识点三 知识点一 知识点二 知识点三 知识点一 知识点二 知识点三 知识点一 知识点二 知识点三 一个有用的推论问题导引如图 小球无初速度从光滑斜面上滚下 用闪光照相机每隔一定时间拍一次照 记录小球在不同时刻的位置 请思考 1 小球经过这几个位置时的速度有什么特点 2 相邻两个位置间的距离有什么特点 要点提示 1 小球做初速度为零的匀加速直线运动 由速度公式v at可以判断小球在不同位置的速度 2 相邻位置间的距离可由公式判断 知识点一 知识点二 知识点三 知识归纳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 x x2 x1 at2 2 应用 1 判断物体是否做匀变速直线运动如果 x x2 x1 x3 x2 xn xn 1 at2成立 则a为一恒量 说明物体做匀变速直线运动 画龙点睛打点计时器打出的纸带上相邻两点间的时间都是0 02s 因此 x at2可用来求纸带的加速度 知识点一 知识点二 知识点三 典例剖析 例3 一物体做匀变速直线运动 在连续相等的两个时间间隔内 通过的位移分别是24m和64m 每一个时间间隔为4s 求物体在第1个4s初的速度大小和物体的加速度大小 点拨 若题中已知等时间间隔内的位移 用逐差法求解较为简单 解析 方法一常规解法如图所示 物体从a到b 再从b到c各用时4s ab 24m bc 64m 设物体的加速度为a 则 将x1 24m x2 64m t 4s代入两式得va 1m s a 2 5m s2 知识点一 知识点二 知识点三 答案 1m s2 5m s2 知识点一 知识点二 知识点三 变式训练3 多选 一个质点做匀加速直线运动 第3s内通过的位移是2m 第4s内通过的位移是2 5m 那么 由此可以知道 a 这2s内的平均速度是2 25m sb 第3s末的瞬时速度是2 25m sc 质点运动的加速度是0 125m s2d 质点运动的加速度是0 5m s2 1 2 3 4 1 关于公式 下列说法正确的是 a 此公式只适用于匀加速直线运动b 此公式适用于匀变速直线运动c 此公式只适用于位移为正的情况d 此公式不可能出现a x同时为负值的情况解析 公式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 既适用于位移为正的情况 也适用于位移为负的情况 选项b正确 a c错误 当物体做匀加速直线运动 且规定初速度的反方向为正方向时 a x就会同时为负值 选项d错误 答案 b 1 2 3 4 2 假设某战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动 达到起飞速度v所需时间为t 则起飞前的运动距离为 a vtb c 2vtd 不能确定解析 因为战机在起飞前做匀加速直线运动 则 b正确 答案 b 1 2 3 4 3 假设某次列车在离车站9 5km处开始制动刹车 此时列车的速度为342km h 列车匀减速到站并刚好停住 求 1 该列车进站时的加速度大小 2 列车减速运动的时间 解析 1 列车初速度v0 342km h 95m s 停住时v 0 答案 1 0 475m s2 2 200s 1 2 3 4 4 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xab 15cm xbc 20c