【课件】匀变速直线运动的位移与时间的关系+课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系知识回顾在前面我们通过实验探究小车的速度随时间的变化规律得到小车做匀变速直线运动，并且得到了小车速度随时间的变化规律：从公式中发现小车的速度随时间均匀增加，那么速度在增加的同时，位移在如何变化呢？

对于匀变速直线运动，我们将如何计算它运动的位移？v＝v0＋

at一、匀速直线运动的位移vv0ttv0t-vtvtvt结论：在匀速直线运动的v-t

图象中，物体的位移x

在数值上等于图线与坐标轴所围的矩形面积。时间轴上方的面积代表位移为正方向时间轴下方的面积代表位移为负方向x

=

v

t问题

匀变速直线运动的位移是否也对应v-t图象一定的面积？tvv0tvt0?…

我们需要研究匀变速直线运动的位移规律！解决回顾

在初中时，我们曾经用“以直代曲”的方法，估测一段曲线的长度。

将复杂问题抽象成一个我们熟悉的简单模型，利用这个模型的规律进行近似研究,能得到接近真实值的研究结果。这是物理思想方法之一。复杂问题简单模型抽象研究化繁为简的思想方法用简单模型去探究复杂问题

怎样研究变速运动？问题变速运动匀速运动抽象在很短一段时间内，化“变”为“不变”化繁为简的思想方法

怎样研究变速运动？问题

将运动分成时间相等（Δt）的若干段，在Δt内，将物体视为匀速直线运动，每段位移之和即总位移。解决思想方法：用简单模型来研究复杂问题探究匀变速直线运动的位移问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s运动的位移。142t/sv/m/s104180探究：将运动分成等时的两段，即Δt=2s内为匀速运动。

在Δt=2s内，视为匀速直线运动。运动速度取多大？问题

可以取Δt=2s内的初速度或末速度，也可取中间任一点的速度解决探究1----取Δt的初速度研究142t/sv/m/s104180??

运算结果偏大还是偏小？问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s运动的位移。探究1----取Δt的初速度研究????142t/sv/m/s104180

运算结果偏大还是偏小？311216问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s运动的位移。探究1----取Δt的初速度研究142t/sv/m/s104180

运算结果偏大还是偏小？311216问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s运动的位移。探究小结----图象分析1142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s104180

⊿t越小,估算值就越接近真实值!

结论(偏小)48m52m54m探究2----取Δt的末速度研究142t/sv/m/s104180??

运算结果偏大还是偏小？问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s运动的位移。探究2----取Δt的末速度研究????142t/sv/m/s104180

运算结果偏大还是偏小？311216问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s运动的位移。探究2----取Δt的末速度研究31142t/sv/m/s104180

运算结果偏大还是偏小？问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s运动的位移。探究小结----图象分析2142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s104180

⊿t越小,估算值就越接近真实值!结论(偏大)64m60m58m误差分析取⊿t内的初速度进行运算----取⊿t内的末速度进行运算----t/sv/m/s10418014231t/sv/m/s104180142如何解决

结果偏小

结果偏大探究3----用Δt内中点的速度t/sv/m/s104180142t/s10418014231说明什么？v/m/s探究小结----图象分析3142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s104180(偏小)48m52m54m142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s10418031142t/sv/m/s104180(偏大)64m60m58mt/sv/m/s104180142t/s1041801423156m56mt/sv/m/s10418014256m从v-t图象中看到了什么？真实值？

匀变速直线运动的v-t

图象与时间轴所围的面积表示位移。结论探究总结1、如Δt非常小，所有小矩形的面积之和就能非常准确地代表物体发生的位移。2、如Δt非常非常小，所有小矩形的面积之和刚好等于v-t图象下面的面积。“无限逼近”的思维方法----极限思想先微分再求总和的方法----微元法从v-t图象中探究匀变速直线运动的位移v0v0tt结论：

在匀变速直线运动的v-t图象中，物体的位移x

在数值上等于图线与坐标轴所围的面积。时间轴上方的面积代表位移为正方向时间轴下方的面积代表位移为负方向推广到任何直线运动的v-t图像都是适用tvv0tvt0tvv0tvt0结论：

在直线运动的v-t图象中，物体的位移x

在数值上等于图线与坐标轴所围的面积。时间轴上方的面积代表位移为正方向时间轴下方的面积代表位移为负方向vv0tt从v-t图象中探究匀变速直线运动的位移ABCv=v0+ato匀变速直线运动位移与时间的关系式（简称位移公式）S=xvv0ttv0梯形“面积”=位移消去末速度v二.匀变速直线运动的位移1.位移公式：2.对位移公式的理解:⑴反映了位移随时间的变化规律。⑵因为υ0、a、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向。（一般以υ0的方向为正方向）若物体做匀加速运动，a取正值,若物体做匀减速运动，则a取负值.⑶若v0=0,则⑷特别提醒：t是指物体运动的实际时间,要将位移与发生这段位移的时间对应起来.⑸代入数据时,各物理量的单位要统一.(用国际单位制中的主单位)例题

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是多少？物理解题一般步骤根据运动学的基本概念、规律可知求解运动学问题的基本方法、步骤为:1.审题。弄清题意，画情境图，明确已知量，未知量，待求量。2.明确研究对象。选择参考系、坐标系。3.分析有关的物理量。4.应用规律、几何关系等建立解题方程。5.解方程。例题

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是多少？答：汽车开始加速时的速度是9m/s。。解：由得：t=12sx=180v0=?a=1m/s20x运动示意图先用字母代表物理量上进行运算课本例题1例1：航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。⑴某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得10m/s的速度后，由机上发动机使飞机获得25m/s2的加速度在航母跑道上匀加速前进，2.4s后离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少？0xv0=10m/sa=25m/s2t=2.4sx=?解：由得：答：飞机匀加速滑行的距离是96m。课本例题1⑵飞机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为80m/s，飞机钩住阻拦索后经过2.5s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动，此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是多少？解：由得加速度为负值表示做减速运动。由得加上括号，这样就不容易忘记负号。0xv0=80m/sa=?t=2.5sx=?v=0三、匀变速直线运动的平均速度

在匀速直线运动的v-t

图象中，物体的位移x

在数值上等于图线与坐标轴所围的矩形面积。而平均速度匀变速直线运动的平均速度实例：一个滑雪的人，从85m长的山坡上匀变速滑下，初速度是1.8m／s，末速度是5.0m／s，他通过这段山坡需要多长时间?物理来源于生活，服务于生活

在公路上发生交通事故时，肇事司机紧急刹车