《匀变速直线运动的位移与时间的关系》课件

3.匀变速直线运动的位移与时间的关系必备知识•自主学习关键能力•合作探究新课程标准1．理解匀变速直线运动的规律．2．能运用规律解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限法．核心素养目标物理观念理解匀变速直线运动的位移与时间及速度与位移的关系．科学思维体会位移公式的推导方法，感受极限法的运用和微元的思想．科学态度与责任课前篇自主预习[必备知识]一、匀速直线运动的位移1.做匀速直线运动的物体在时间t内的位移x=vt。2.做匀速直线运动的物体,其v-t图像如图所示。根据位移计算公式,在下图中,图线与对应的时间轴所包围的矩形的面积可以表示物体运动的位移。二、匀变速直线运动的位移1.位移在v-t图像中的表示:做匀变速直线运动的物体的位移对应着v-t图像中的图线和时间轴包围的“面积”。三、速度与位移的关系1.位移与速度的关系式:v2-=2ax。2.推导过程:四、匀变速直线运动的三个基本公式1.速度公式:v=v0+at。

[自我检测]1.正误辨析(1)只有匀变速直线运动的v-t图像与t轴所围的面积等于物体的位移。(

)解析

对于任何形式的直线运动,其v-t图像与t轴所围的面积都表示物体的位移。答案

×(2)位移公式x=v0t+at2仅适用于匀加速直线运动。(

)解析

x=v0t+at2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。答案

×(3)初速度越大,时间越长,匀变速直线运动物体的位移一定越大。(

)解析

根据x=v0t+at2匀变速直线运动的位移与初速度、加速度、时间三个因素有关,仅根据初速度和时间不能确定位移的大小。答案

×(4)确定公式v2-=2ax中的四个物理量时,必须选取同一参考系。(

)解析

位移与速度关系式中的四个物理量都与参考系的选取有关,确定它们的数值时,选取的参考系必须是统一的。答案

√(5)在公式v2-=2ax中,x、v0、v、a都是矢量,应用时必须选取统一的正方向。(

)解析

位移与速度关系式应用时必须选取统一的正方向,一般选初速度的方向为正方向。答案

√2.一小球从A点由静止开始做匀变速直线运动,经过距离L到达B点,速度为v,接着到达C点时速度为2v,则BC间的距离为(

)A.L B.2L

C.3L D.4L解析

设加速度为a,则v2=2aL,(2v)2-v2=2aLBC,得LBC=3L。答案

C关键能力•合作探究

矢量性v0、a、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向．一般以v0的方向为正方向特点公式中包含四个物理量，不涉及末速度，已知其中任意三个物理量时，可求出剩余的一个物理量适用范围匀变速直线运动2．v-­t图像中“面积”的理解对于任何形式的直线运动，物体在t时间内的位移都可以用v-­t图线与t轴所包围的面积表示，如图所示．

(1)当“面积”在t轴上方时，0～t1时间内的位移x1取正值．(2)当“面积”在t轴下方时，t1～t2时间内的位移x2取负值．(3)t1～t2时间内的总位移为x1与x2的代数和x1＋x2，总路程为|x1|＋|x2|.

【答案】

(1)2m

(2)1.5m

(3)6m

例2某汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h，若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，立即紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过4s才停下来，该汽车是否会出现安全问题？

迁移拓展在【例2】中并没有考虑驾驶员的反应时间，但在现实生活中，反应时间是行车安全中不可忽略的一个因素．如果驾驶员看到交通事故后的反应时间是0.5s，该汽车行驶是否会出现安全问题？

教你解决问题运动示意图如图所示．位移—时间关系式的应用步骤：(1)确定一个方向为正方向(一般以初速度的方向为正方向)．(2)根据规定的正方向确定已知量的正、负，并用带有正、负号的数值表示．(3)根据位移—时间关系式或其变形式列式、求解．(4)根据计算结果说明所求量的大小和方向．针对训练1

一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动，公路边每隔15m有一棵树，如图所示，汽车通过A、B两相邻的树用了3s，通过B、C两相邻的树用了2s，则汽车通过树B时的速度为(

)

A．3m/sB．3.5m/sC．6.5m/sD．8.5m/s答案：C

针对训练2

某一做直线运动的物体的图像如图所示，根据图像求：

(1)物体距出发点的最远距离；(2)前4s内物体的位移大小；(3)前4s内物体通过的路程．答案：(1)6m

(2)5m

(3)7m

探究点二速度与位移的关系式的理解与应用导学探究

交通事故中，交警为了了解汽车开始刹车时的车速，判断汽车是否超速，只要知道刹车时的加速度大小，再测出刹车痕迹长度就行．这是怎么办到的？

公式意义速度与位移的关系适用范围匀变速直线运动优点该式不涉及时间，研究的问题中若不涉及时间，利用该式求解更加方便矢量性其中的x、v、v0、a都是矢量，应用时必须选取统一的正方向．若选初速度v0的方向为正方向：(1)物体做匀加速直线运动，a取正值；(2)物体做匀减速直线运动，a取负值两种特殊形式

迁移拓展在【例3】描述的情景中，若航空母舰上没有弹射装置，且舰载机在滑行前具有和舰相同的初速度v0，其他条件不变，要使舰载机能从舰上起飞，v0的最小值为多少？

利用速度位移关系式解题(1)选择匀变速直线运动的物体为研究对象，依据题意明确研究过程．(2)分析研究对象的初末速度、加速度和位移，知道其中三个物理量，可计算第四个物理量．(3)选择正方向，判定各物理量的正负，代入公式计算．针对训练3

[河北唐县第一中学高一联考](多选)交通法规定“斑马线礼让行人”，若以速度为12m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，有行人正在过斑马线，此时汽车的前端距停车线12m，该车减速时的加速度大小为7.5m/s2，