2019_2020学年高中物理第二章匀变速直线运动的研究第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系课件.pptx

1、第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系,自主学习,学习目标,1.知道v-t图象中“面积”与位移的对应关系。推导匀变速直线运动的位移与时间的关系公式。,一、匀速直线运动的位移 知识梳理 1.位移在v-t图象中的表示 做匀变速直线运动的物体的位移对应着v-t图象中的图线和 包围的面积。如图所示,在0t0时间内的位移大小等于 的面积。 2.位移公式 x= 。,时间轴,教材提炼,梯形,练一练 1.下列关于匀变速直线运动及位移公式x=v0t+ at2中的加速度的方向和 正、负值的说法,错误的是( ) A.对匀加速直线运动,公式中a一定取正值 B.匀加速直线运动中加速度方向一定和初速度方向相同 C.匀加速

2、直线运动中加速度也有可能取负值 D.若规定初速度方向为正方向,则匀加速直线运动公式中a取正值,解析:只有加速度方向与初速度方向相同时,物体才会做加速运动,所以选项B正确;若规定初速度方向为负方向,则减速运动时,加速度为正值,加速运动时,加速度为负值,所以选项A错误,C,D正确。,A,2.(2018浙江11月学考)一辆汽车沿平直道路行驶,其v-t图象如图所示。在t=0到t=40 s这段时间内,汽车的位移是( ) A.0 B.30 m C.750 mD.1 200 m,C,二、用图象表示位移(x-t图象) 知识梳理 1.意义:表示物体的 随 变化的规律。 2.静止物体的x-t图象:是一条 的直线。

3、 3.匀速直线运动的x-t图象:是一条 直线。,位移,时间,平行于时间轴,倾斜,练一练 (2019浙江4月学考)甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图象如图所示,则在0t1时间内( ) A.甲的速度总比乙大 B.甲、乙位移相同 C.甲经过的路程比乙小 D.甲、乙均做加速运动,B,解析:在x-t图象中,图线的斜率表示物体的速度,由图可知,在t1时刻乙的速度大于甲的速度,A错误;甲、乙初始位置相同,末位置相同,二者位移相同,B正确;甲、乙同一地点沿同一方向做直线运动,路程相等,C错误;甲的斜率不变,甲做匀速运动,D错误。,要点一位移公式的理解及应用 例1 一物体做匀加速

4、直线运动,初速度为3 m/s,加速度为2 m/s2,求: (1)该物体在第3 s末的速度; (2)该物体在前3 s内的位移; (3)该物体在第4 s内通过的位移。,课堂探究,思路探究:第(2)(3)两问分别求的是哪段时间内的位移?选用什么公式来求解位移?,解析:(1)物体在第3 s末的速度 v3=v0+at3=3 m/s+2 m/s23 s=9 m/s。,答案:(1)9 m/s(2)18 m(3)10 m,误区警示,(3)因为位移公式是一元二次函数,故x-t图象是抛物线的一部分。,针对训练1:一辆汽车以15 m/s的初速度冲上长为120 m的斜坡,设汽车在上坡过程中做匀减速直线运动,加速度大小

5、为0.6 m/s2,问汽车驶过这一坡道需用多长时间?,答案:10 s,要点二刹车类问题 例2 汽车刹车前的速度为10 m/s,刹车后获得的加速度大小 为4 m/s2。求: (1)汽车刹车开始后2 s内滑行的距离;,答案:(1)12 m,(2)汽车刹车开始后4 s内滑行的距离;,答案:(2)12.5 m,(3)从开始刹车到汽车位移为10.5 m所经历的时间。,答案:(3)1.5 s,规律方法,(2)比较所给时间与刹车时间的关系确定运动时间,最后再利用运动学公式求解。若tt刹,不能盲目把时间代入,若tt刹,则在t时间内未停止运动,可用公式求解。,针对训练2:一辆卡车紧急刹车过程加速度的大小是5 m

6、/s2,如果在刚刹车时卡车的速度为10 m/s,求: (1)刹车开始后1 s内的位移大小;,答案:(1)7.5 m,(2)刹车开始后3 s内的位移大小和3 s内的平均速度大小。,C,要点三两种运动图象的比较 例3 如图所示的位移(x)时间(t)图象和速度(v)时间(t)图象中,给出四条曲线1,2,3,4分别代表四个不同物体的运动情况,关于它们的物理 意义,下列描述正确的是( ) A.图线1表示物体做曲线运动 B.x-t图象中t1时刻v1v2 C.v-t图象中0t3时间内3和4的平均速度大小不等 D.两图象中,t2,t4时刻分别表示2,4开始反向运动,思路探究:(1)v-t图线和x-t图线的倾斜

7、程度分别表示什么? 答案:v-t图线的倾斜程度表示加速度大小,倾斜方向表示加速度方向;x-t图线的倾斜程度表示速度大小,倾斜方向表示速度方向。 (2)t2时刻和t4时刻中图线出现拐点的物理意义是什么? 答案:t2时刻出现拐点的物理意义是表示物体运动方向发生变化,t4时刻图线出现拐点的物理意义是表示物体的加速度方向发生变化,但运动方向不变。,解析:无论速度时间图象还是位移时间图象只能表示物体做直线运动,而不能表示物体做曲线运动,故选项A错误;在x-t图象中图线的斜率表示物体的速度,在t1时刻图线1的斜率大于图线2的斜率,故v1v2,故选项B错误;在v-t图线中,图线与时间轴围成的面积等于物体发生

8、的位移,故在0t3时间内,4围成的面积大于3围成的面积,故4的平均速度大于3的平均速度,故选项C正确;x-t图线的斜率表示物体的速度,斜率大于0,表示物体沿正方向运动,斜率小于0,表示物体沿负方向运动;而t2时刻之前物体的运动沿正方向,t2时刻之后物体沿负方向运动,故t2时刻开始反向运动,t4时刻没有反向运动,故选项D错误。,规律方法,运动图象的应用技巧 (1)确认是哪种图象,v-t图象还是x-t图象。 (2)理解并熟记五个对应关系。 斜率与加速度或速度对应。 纵截距与初速度或初始位置对应。 横截距对应速度或位移为零的时刻。 交点对应速度或位置相同。 拐点对应运动状态发生改变。,针对训练3:某

9、教师从学校骑自行车出发先后到两位同学家中去家访,其s-t图象如图甲所示,试在图乙中画出该教师的v-t图象。,答案:见解析图,解析:910 h内,图象的斜率为15 km/h,表示教师做匀速直线运动的速度为15 km/h;1011 h内,教师位置坐标保持为15 km不变,表示教师静止,速度为0;1112 h内,图象斜率为15 km/h,表示教师做匀速运动的速度为15 km/h;1213 h内,教师又静止;1314 h内,图象斜率为-30 km/h,表示教师向负方向做匀速直线运动的速度为30 km/h, 14 h末回到原出发点,综上可知,其v-t图象如图所示。,课堂达标,1.一遥控玩具小汽车在平直路

10、面上运动的位移时间图象如图所示,则下列说法正确的是( ) A.前15 s内汽车的位移为30 m B.20 s末汽车的速度为1 m/s C.前10 s内汽车的加速度为3 m/s2 D.前25 s内汽车做单方向直线运动,A,2.某物体运动的v-t图象如图所示,根据图象可知,该物体( ) A.第1 s末与第3 s末的速度方向相反 B.在0到5 s末的时间内,位移为10 m C.第1 s内与第5 s内加速度方向相同 D.在0到2 s末的时间内,加速度为1 m/s2,D,3.为测试汽车的性能,关闭汽车发动机,让汽车以20 m/s的初速度冲上一长为48 m的斜坡,行驶中的汽车加速度大小为4 m/s2,求汽车上坡需要多长时间?,答案:4 s,4.汽