高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 匀变速直线运动的位移与时间的关系教学ppt课件

课题名

2.3《匀变速直线运动的位移与时间的关系》

课型

新授课

教学目标

1.画出匀变速直线运动的v-t图像，了解图像与位移关系，并体会“极限”和“微元求和”的思想

2.能利用v-t图像与位移关系推导出匀变速直线运动的位移与时间关系式

教学重难点

重点：

能在实际问题情境中使用匀变速直线运动的位移和时间的关系式解决问题

难点：

匀变速直线运动的位移时间关系式的推导及应用。

教学环节

教学过程

课堂导入

探究一：  

问题1：若物体以v0的速度做匀速直线运动，则t时间内运动位移。

问题2：请将该运动画在v-t图像，求图线与初、末时刻图线和时间轴围成的面积。

问题3：若物体以-v0的速度做匀速直线运动，

      t轴上方面积表示位移为正

t轴下方面积表示位移为负

探究二：

    问题4：如图所示若物体连续经历不同的匀速直线运动，

               则t3时间内运动位移。

x=v1t1+v2 (t2-t1)+v3 (t3-t2)

探究三：

可不可以从v-t图象中求匀变速直线运动的位移呢？

在匀变速直线运动中，虽然速度时刻变化，但只要时间足够小，速度变化就非常小，在这段时间内近似应用我们熟悉的匀速运动计算位移的方法进行运算，其误差非常小 .

当时间分的无限小时，计算所得位移会样？这样小矩形也就会无穷多，它们的面积之和会怎样？

斜线下面的面积而代表了整个运动的位移。

总结归纳：匀变速直线运动的位移大小等于v-t图像中

          图线与时间轴所围成图形的“面积”

知识精讲

一、匀变速直线运动的位移

1.总结匀变速直线运动的位移

结论:图中梯形的“面积”就代表物体从0到t这段时间的位移。

微元法：把运动无限分割,以“不变”代替“变”,   再进行累加 。

2、匀变速直线运动的位移的推导

(1)图像法

匀变速直线运动的位移用v-t图像的梯形面积表示。

(2)公式法

位移写成x=(v0+v)t/2    速度与时间的关系式v=v0+at

得到匀变速直线运动位移与时间的关系式 

二、匀变速直线运动位移与时间的关系式

x=(v0+v)t/2     x=v0t+at2/2

1.两式哪一个是匀变速直线运动位移与时间的关系式？

2.公式理解：公式中x的含义是什么？是位置还是位移？

3.如果物体在做匀减速运动，在使用上式分析问题时，需要注意什么？

4.如果物体的初速度为0，做匀加速运动，它的 v - t 图像是什么样的？它的关系式是什么？

5.公式的物理意义是什么

三、公式理解：公式中x的含义是什么？是位置还是位移？

         x-x0=v0t+at2/2

开始时(0时刻)物体位于坐标原点，所以在t时刻位移的大小等于该时刻物体的位置坐标x。如果计时开始时物体位于x0的位置，那么在t时刻位移的大小就是x- x0，上面的公式就应该写为x−x0=v0t+at2/2

四、公式注意点

    x=v0t+at2/2

1.适用条件：只适用于匀变速直线运动

2.矢量性：x、v0、a均为矢量

①应先选取正方向，一般以v0的方向为正方向

②加速时，a取正值；减速时，a取负值

3.单位：x、v0、a、t 统一为国际单位

4.注意实际问题，如刹车问题，先求运动的时间

  观察视频：飞机的起飞与降落

巩固提升一：

   1.(1)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？

    规定v0=10m/s的速度方向为正方向，则a1=25m/s2,运动时间t1=2.4s

由，得：

飞机滑行的距离为：

(2)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？

飞机降落过程为匀减速直线运动，初速度v01=80m/s，末速度为v=0，运动时间t=2.5s

，得：

由，得：

飞机滑行的距离为：

设计意图：加深学生对匀变速直线运动的速度与时间关系式和位移与时间关系式的理解，培养学生解决问题的思路、方法和书写规范。培养学生利用已知的条件和要解决的问题合理选择公式，锻炼学生的分析综合的科学思维。

巩固提升二：

2.．足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中。某足球场长90m、宽60m。攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为12m/s的匀减速直线运动，加速度大小为。试求：

（1）足球从开始做匀减速运动后6s时的速度大小；

（2）足球从开始做匀减速运动后8s时的位移大小；

（3）足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员沿边线向前追赶足球，他的启动过程可以视为初速度为0，加速度为的匀加速直线运动，他能达到的最大速度为8m/s。该前锋队员至少经过多长时间能追上足球？

   解（1）足球减速为0的时间为

则足球从开始做匀减速运动后6s时的速度大小为

（2）8s时足球恰好停止，此时位移大小为

（3）前锋队员做匀加速运动时间为

此时位移为

之后前锋队员做匀速直线运动，到足球停止时，其位移为

由x1 = x3可知，足球停止运动时，前锋队员恰好追上足球，经过的时间为8s。

巩固提升三：

3. 如图所示为一质点做直线运动的速度—时间图像．求：

(1)质点离出发点的最大位移；

(2)在0～22 s内物体的总位移和总路程．

【解析】　(1)由图可知，当物体的速度为零时，离出发点最远，位移最大，即t＝20 s时．根据速度—时间图线与时间轴围成的面积表示位移，则最大位移有x＝×5×5 m＋5×9 m＋×4 m＋×12×2 m＝103.5 m.

(2)由图可知，在0～22 s内物体的总位移等于0～18 s内的位移，则有x′＝在0～22 s内物体的总路程等于所有面积的绝对值之和，则有

s＝×5×5 m＋5×9 m＋×4 m＋×12×2 m＋×12×2 m＝115.5 m.

×5×5 m＋5×9 m＋×4 m＝91.5 m

课堂小结

   归纳总结：现在我们已经学习了关于匀变速直线运动的二个基本公式，下 面来做一下总结

板书设计

2.3匀变速直线运动的位移

V-t图像围成的面积

公式 

注意事项：

课后作业

    1.  如图是物体做直线运动的v－t图像，由图可知，在0～4 s内，物体的位移是(　　)

A．2.5 m　　　　　　　 B．－1 m

C．1.5 m               D．0

2.汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度大小为5 m/s2，那么开始刹车后2 s内与开始刹车后6 s内汽车通过的位移之比为(　　)

A．1∶1　　　　　　　　B．1∶3

C．3∶4                 D．4∶3

3.雨雪天气路面湿滑，会很大程度上降低轮胎抓地力，给行车安全带来了一定的安全隐患，所以保持安全车距显得尤为重要．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s(这段时间汽车仍保持原速)．晴天汽车在干燥的路面上刹车时的加速度大小为a＝7.5 m/s2.

(1)若晴天汽车在干燥高速公路上行驶的速度为30 m/s，求行车的安全距离；

(2)若遇大雪天气，汽车刹车的加速度将减小为晴天时的0.4倍，且能见度较低，已知此时的安全距离为36 m，求汽车安全行驶的最大速度．

教学反思