【人教版】物理必修一：2.4《匀变速直线运动位移与速度的关系》ppt课件

,第二章,匀变速直线运动的研究,学案4匀变速直线运动的速度与位移的关系,目标定位,1.会推导速度与位移的关系式，知道式中各物理量的含义，会用公式v22ax进行分析和计算.2.掌握三个平均速度公式及其适用条件.3.会推导xaT2并会用它解决相关问题,知识探究,自我检测,一、速度位移的关系式,问题设计,射击时，火药在枪筒中的燃烧燃气膨胀，推动弹头加速运动如果把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动，子弹在枪筒中运动的初速度为v0，子弹的加速度是a，枪筒长为x.试分析求解子弹射出枪口时的速度,知识探究,答案vv0at,要点提炼,1.匀变速直线运动的位移速度公式：v2，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x0说明物体通过的位移方向与初速度方向，x0说明物体通过的位移方向与初速度方向.,2ax,正值,负值,相同,相反,2.当v00时，.3.公式特点：不涉及.,v22ax,时间,延伸思考,物体做匀加速运动，取初速度v0方向为正方向，应用公式v2v022ax求解运动位移为x时的速度v时，v有一正一负两解，两解都有意义吗？为什么？若匀减速运动呢？答案物体做单一方向的加速直线运动，速度不可能是负值，故正值有意义，负值无意义应舍掉.,若物体做匀减速直线运动，根据情况而定.如果物体做单方向的匀减速运动，只有正值有意义；如果物体先做减速运动，速度减到零后再反向加速运动，速度的两个解都有意义，正值与负值分别表示减速运动过程中和反向加速运动过程中位移为x时的速度.,二、中间时刻的瞬时速度与平均速度,问题设计,一质点做匀变速直线运动的vt图象如图1所示.已知一段时间内的初速度为v0，末速度为v.求：,图1,(1)这段时间内的平均速度(用v0、v表示).答案因为vt图象与t轴所围面积表示位移，t时间内质点的位移可表示为,(2)这段时间内中间时刻的瞬时速度.,答案由题图可知中间时刻的瞬时速度的大小等于梯形中位线的长度，即：,(3)这段位移中间位置的瞬时速度.,答案对前半位移有对后半位移有两式联立可得,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：.,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与中间位置的瞬时速度哪一个大？,答案如图甲、乙所示，中间位置的瞬时速度与t对应，故有.,三、重要推论xaT2的推导及应用,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x1，紧接着第二个T时间内的位移为x2.试证明：x2x1aT2.答案证明：设物体的初速度为v0自计时起T时间内的位移,在第2个T时间内的位移,由两式得连续相等时间内的位移差为,即xaT2.,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xx2x1.2.应用(1)判断物体是否做匀变速直线运动如果xx2x1x3x2xnxn1aT2成立，则a为一恒量，说明物体做匀变速直线运动.,aT2,(2)求加速度利用xaT2，可求得a.,典例精析,一、速度与位移关系的简单应用,例1A、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xABxBC等于()A.18B.16C.15D.13,解析由公式v22ax，得v22axAB，(3v)22a(xABxBC)，联立两式可得xABxBC18.,A,例2一质点做匀变速直线运动，初速度v02m/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,代入数据解得，4s末的速度v48m/s,解法二利用两个基本公式,再由vv0at得质点4s末的速度v4(21.54)m/s8m/s2s末的速度v2(21.52)m/s5m/s,答案(1)8m/s,(2)5m/s,针对训练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，其速度时间图象如图2所示，那么0t和t3t两段时间内()A.加速度大小之比为31B.位移大小之比为12C.平均速度大小之比为21D.平均速度大小之比为11,图2,答案BD,三、对xaT2的理解与应用,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？,解以上两式得v08m/s，a2m/s2,解法三物体运动开始后第2s、第6s时的速度分别为：,答案8m/s2m/s2,课堂要点小结,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12，它们运动的最大位移之比为(),1,2,3,自我检测,B,1,2,3,机已在四川某地试飞成功.假设该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(),1,2,3,答案B,1,2,3,3.(对xaT2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3所示的照片，测得xAB15cm，xBC20cm.试问：,图3,1,2,3,(1)小球的加速度是多少？解析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是一个小球在不同时刻的位置.(1)由推论xaT2可知，小球加速度为,答案5m/s2,1,2,3,(2)拍摄时小球B的速度是多少？解析由题意知B点对应AC段的中间时刻，