2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系課件高一上學期物理人教版

2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系1.掌握勻變速直線運動的v-t圖象與位移的關系。2.掌握勻變速直線運動位移與時間的關系式。3.能夠根據(jù)勻變速直線運動的v-t圖象，求位移。4.能用公式分析解決有關問題。勻速直線運動勻速直線運動的位移公式是什么？在時間t內的位移：x=vt在v-t圖象中如何表示勻速直線運動的位移？對于勻速直線運動，物體的位移對應著v-t圖象中一塊矩形的面積從v-t圖象中探究勻變速直線運動的位移勻變速直線運動的位移與v-t圖象是否也有類似關系？下表是一位同學用某種方法得到的小車在幾個位置的瞬時速度，原始紙帶沒有保存（探究小車的運動規(guī)律的實驗）能否根據(jù)表中數(shù)據(jù)，估算小車從位置0到位置5的位移？x=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1以上過程中運用的方法可以應用到v-t圖象上。思考：那么我們該如何去提高估算的精確程度呢？如果當初實驗時時間間隔不是取0.1s，而是取得更小些，比如0.06s，同樣用這個方法計算，誤差是不是會小一些？如果取0.04s、0.02s……誤差會怎樣？歡迎大家發(fā)表意見。梯形OABC的面積在數(shù)值上就等于做勻變速直線運動物體在0(此時速度為v0)到t(此時速度為v)這段時間的位移。在勻變速直線運動的v-t圖象中，物體的位移x在數(shù)值上等于圖線與坐標軸所圍的面積。逐漸逼近分割無限分割橫軸上方的面積與橫軸下方的面積有什么分別？上方的面積表示位移為正

（即與規(guī)定的正方向相同）下方的面積表示位移為負（即與規(guī)定的正方向相反）討論：一質點以一定初速度沿豎直方向拋出，得到它的v-t圖象如圖所示，試求出它在前2s內的位移；前4s內的位移。前2s內物體的位移為5m前4s內物體的位移為0注意：當圖象在時間軸下方時，表示的位移為負。

典例精析例1.一輛玩具車運動的v-t圖象如圖所示，下列說法正確的是（）A．2s末玩具車運動的速度大小為5m/sB．在0～2s內玩具車運動的加速度大小為10m/s2

C．在0～4s內玩具車先做勻加速直線運動后做勻速運動D．在0～4s內玩具車運動的位移大小為20mC方法歸納對于速度-時間圖象，應明確圖象的斜率表示物體運動的加速度，圖象與時間軸圍成的面積表示物體通過的位移。變式

質點做直線運動的v-t圖象如圖所示，則對該質點的運動描述正確的是（）A．前8s內質點的位移為零B．第2s末和第4s末質點在同一位置C．第2s末和第4s末質點的速度相同D．第3s末加速度方向發(fā)生了變化B勻變速直線運動的位移公式能否利用上述結論找出勻變速直線運動的位移與時間的關系式呢？勻變速直線運動位移與時間的關系式（簡稱位移公式）S=(OC+AB)×OA/2v=v0

+at若位移的計算結果為正值

說明這段時間內位移的方向與規(guī)定的正方向相同

若位移的計算結果為負值

說明這段時間內位移的方向與規(guī)定的正方向相反

若物體做勻加速直線運動a與v0同向，a取正值若物體做勻減速直線運動a與v0反向，a取負值

x=

+v0t勻加速直線運動勻減速直線運動①公式中的x、v0、a均為矢量，應用時必須選取統(tǒng)一方向為正方向。一般規(guī)定初速度的方向為正方向②利用此式和v=v0+at綜合應用，可以解決所有的勻變速直線運動問題。注意：小組討論：航空母艦的艦載機既要在航母上起飛，也要在航母上降落。（1）某艦載機起飛時，采用彈射裝置使飛機獲得10m/s的速度后，由機上發(fā)動機使飛機獲得25m/s2的加速度在航母跑道上勻加速前進，2.4s后離艦升空。飛機勻加速滑行的距離是多少？（2）飛機在航母上降落時，需用阻攔索使飛機迅速停下來。若某次飛機著艦時的速度為80m/s，飛機鉤住阻攔索后經(jīng)過2.5s停下來。將這段運動視為勻減速直線運動，此過程中飛機加速度的大小及滑行的距離各是多少？分析兩個問題都是已知勻變速直線運動的時間來計算位移。第(1)問需要用勻變速直線運動的位移與時間的關系式計算。第(2)問中，飛機著艦做勻減速直線運動的加速度需要根據(jù)速度與時間的關系式計算。勻減速運動各矢量的方向較為復雜，因此需要建立一維坐標系來確定它們的正負。解：(1)根據(jù)勻變速直線運動的位移與時間的關系式，有(2)沿飛機滑行方向建立一維坐標系：飛機初速度v0=80m/s,末速度v=0，根據(jù)勻變速直線運動的速度與時間的關系式，有：加速度為負值表示方向與x軸正方向相反。再根據(jù)勻變速直線運動的位移與時間的關系式，有飛機起飛時滑行距離為96m。著艦過程中加速度的大小為32m/s2,滑行距離為100m。典例精析例2.一物體在以xOy為直角坐標系的平面上運動，其運動規(guī)律為x=-2t2-4t，y=3t2+6t（式中的物理量單位均為國際單位），關于物體的運動，下列說法正確的是（）A．物體在x軸方向上做勻減速直線運動B．物體運動的軌跡是一條直線C．物體在y軸方向上做變加速直線運動D．物體運動的軌跡是一條曲線B方法歸納結合勻變速直線運動位移公式正確分析物體運動的初速度與加速度，是正確解題的關鍵。變式

我國新研制的隱形戰(zhàn)機殲-20已列陣人民空軍王牌部隊。在某次試飛中，飛機由靜止開始做勻加速直線運動，直至起飛。則此過程中飛機的（）A．速度一直很大B．速度的變化率不斷增大C．位移的變化率保持不變D．位移的變化率不斷增大D勻變速直線運動的位移與速度的關系思考：據(jù)公安部門規(guī)定，北京市區(qū)交通繁忙路段機動車輛的速度限制在25km/h以內，并要求駕駛員必須保持至少5m的車距．一旦發(fā)生交通事故，我們會看到交警測量有關距離(如圖)，其中非常重要的是剎車距離．你知道測量剎車距離的目的嗎？這樣做的物理原理是什么？回顧：勻變速直線運動的速度公式和位移公式。（２）位移公式-----（１）速度公式―――由上面兩個公式,請看下面實例：發(fā)射子彈時，子彈在槍筒中的運動可以看作是勻加速運動，如果槍彈在槍筒中的加速度大小是５×10５m/s2

，槍筒長0.64m，槍彈射出槍口時的速度是多大？v=?v0=0a=5×105m/s2x=0.64m0.64x/m0解題思路：①先根據(jù)位移時間公式，求出總時間t=？②根據(jù)速度時間公式求出v＝？解：以子彈運動的方向為正方向由v=v0+at得：v=at=5×105×1.6×10-3m/s=800m/s思考：能否只用一個關系式就能求得結果呢？題中已知條件和所求的結果都不涉及時間t，將兩個公式聯(lián)立，消去t，就直接得到位移與速度的關系式了。請同學們自己推導位移與速度的關系式：勻變速直線運動的位移與速度的關系不涉及到時間t，用這個公式方便式中四個量都是矢量，都有正負小組討論：動車鐵軌旁兩相鄰里程碑之間的距離是1km。某同學乘坐動車時，通過觀察里程碑和車廂內電子屏上顯示的動車速度來估算動車減速進站時的加速度大小。當他身邊的窗戶經(jīng)過某一里程碑時，屏幕顯示的動車速度是126km/h。動車又前進了3個里程碑時，速度變?yōu)?4km/h。把動車進站過程視為勻減速直線運動，那么動車進站的加速度是多少?它還要行駛多遠才能停下來?分析：由于把動車進站過程視為勻減速直線運動，因此可以應用勻變速直線運動的速度與位移關系式計算動車的加速度。本題加速度方向跟速度方向相反，因此需要建立一維坐標系來處理相關物理量的正負號。解：沿動車運動方向為正方向建立一維坐標系。把動車通過3000m的運動稱為前一過程，之后到停下來稱為后一過程。設在前一過程中的末位置為M點。初速度v0=126km/h=35m/s，末速度vM=54km/h=15m/s,位移x1=3000m。對前一過程，根據(jù)勻變速直線運動的速度與位移的關系式，有對后一過程，末速度v=0,初速度vM=15m/s。由

,有動車進站的加速度大小為0.167m/s2，方向與動車運動方向相反；還要行駛674m才能停下來。方法歸納本題考察速度位移公式的應用，根據(jù)速度位移公式分別計算出AB和BC段的位移，然后相比即可計算出結果來，在應用中注意初末速度的具體值。1.如圖所示，一輛長為14m的公交車出站后做加速度大小為1.5m/s2的勻加速直線運動，公交車先后通過地面上的兩條標線A、B，所用時間分別為4s和2s，則兩條標線A、B之間的距離為（）A．30mB．20mC．12.25mD．10mD2.在一次交通事故中，交通警察測量出肇