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课文配套课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第一册3 匀变速直线运动的位移与时间的关系课文配套课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了必备知识，自我检测，问题一，问题二，问题三，随堂检测，答案40m等内容，欢迎下载使用。

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”。
3.(1)如果v0=0,则x= at2,表示初速度为零的匀加速直线运动的位移与时间的关系。(2)如果a=0,则x=v0t,表示匀速直线运动的位移与时间的关系。
三、用图像表示位移1.x-t图像:以时间t为横坐标,以位移x为纵坐标,描述位移随时间变化情况的图像。2.常见的x-t图像:(1)静止:一条平行于时间轴的直线。(2)匀速直线运动:一条倾斜的直线。
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大小。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.从静止开始做匀加速直线运动的物体,前10 s内的位移是10 m,则该物体运动1 min时的位移为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.36 mB.60 mC.120 mD.360 m解析由x1= 得物体运动的加速度a=0.2 m/s2,则物体运动1 min时的位移x= at2=360 m,选项D正确。答案D
3.一小球从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.LB.2LC.3LD.4L解析:设加速度为a,则v2=2aL,(2v)2-v2=2aLBC,得LBC=3L。答案:C4.火车由车站出发做匀加速直线运动,车头上某点A经过站台时速度为1 m/s,接着车身上某点B经过站台时速度为4 m/s,车尾上某点C经过站台时的速度是7 m/s,A、B、C三点在同一水平线上,则AB和BC距离之比为 (　　)A.17∶65B.5∶16 C.5∶11D.11∶5解析:设加速度为a,则 ,得LAB∶LBC=5∶11,选项C正确。答案:C
v-t图像求位移情景探究阅读课本“拓展学习”,请用“无限分割”“逐渐逼近”的思想说明v-t图像与t轴所围面积表示位移。要点提示(1)把物体的运动分成几个小段,如图甲,每段位移大小约等于每段起始时刻速度大小与每段的时间的乘积,该乘积对应矩形面积。所以,整个过程的位移大小约等于各个小矩形面积之和。
(2)把运动过程分为更多的小段,如图乙,各小矩形的面积之和可以更精确地表示物体在整个过程的位移大小。(3)把整个过程分得非常细,如图丙,小矩形合在一起成了一个梯形,梯形的面积就代表物体在相应时间间隔内的位移大小。
知识点拨v-t图像中的“面积”无论是匀速直线运动还是匀变速直线运动,物体在t时间内的位移都可以用v-t图像与t轴所包围的面积表示。1.当“面积”在t轴上方时,位移取正值,这表示物体的位移与规定的正方向相同。2.当“面积”在t轴下方时,位移取负值,这表示物体的位移与规定的正方向相反。3.当“面积”既在t轴上方,又在t轴下方时,位移为上、下“面积”的代数和,其正负表示位移与规定的正方向相同(或相反)。
实例引导例1质点做直线运动的速度—时间图像如图所示,该质点(　　)A.在第1 s末速度方向发生了改变B.在第2 s末加速度方向发生了改变C.在前2 s内发生的位移为零D.第3 s末和第5 s末的位置相同
解析由v-t图像可以看出前2 s内速度都为正值,说明速度的方向没有改变,A错;1~3 s内图线为一直线,说明质点的加速度不变,B错;v-t图像中图线与t轴包围的面积表示质点运动的位移,在前2 s内发生的位移为2 m,3~5 s内合位移为0,表示第3 s末和第5 s末的位置相同,C错,D对。答案D
对匀变速直线运动位移公式x=v0t+ at2的理解情景探究如图所示,汽车由静止以加速度a1启动,行驶一段时间t1后,又以加速度a2刹车,经时间t2后停下来。请思考:
(1)汽车加速过程及刹车过程中,加速度的方向相同吗?(2)根据位移公式求加速过程及减速过程中的位移时,速度及加速度的正、负号如何确定?
要点提示(1)汽车加速时加速度的方向与运动方向相同,减速时加速度方向与运动方向相反,因此两过程中加速度方向不同。(2)根据位移公式求位移时,一般取初速度方向为正方向,加速时,加速度取正值;减速时,加速度取负值。
知识点拨对位移公式x=v0t+ at2的理解
实例引导例2一物体做匀加速直线运动,初速度为v0=5 m/s,加速度为a=0.5 m/s2,求:(1)物体在前3 s内的位移。(2)物体在第3 s内的位移。
答案(1)17.25 m　(2)6.25 m
变式训练1一辆汽车原来匀速行驶,然后以2 m/s2的加速度减速行驶,从减速行驶开始,经12 s行驶了 264 m,则:(1)汽车在此12 s内的平均速度大小是多少?(2)汽车开始减速时的初速度大小是多大?
答案(1)22 m/s　(2)34 m/s
例3一辆汽车以72 km/h的速度行驶,现因事故急刹车并最终停止运动。已知汽车刹车过程的加速度不变,大小为5 m/s2,则从开始刹车经过5 s汽车通过的距离是多少?点拨对于刹车类问题应先求出汽车刹车的时间t0,然后判断所给出的时间t与t0的关系,再根据具体情况进行计算。
规律方法 “刹车类”问题的处理方法(1)刹车类问题一般视为匀减速直线运动,汽车停下后不能做反向的运动。(2)处理该类问题时,首先要判断刹车后经多长时间速度变为零(即刹车时间)。
变式训练2在平直公路上,一汽车的速度为20 m/s。从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以4 m/s2的加速度运动,求:刹车后第4 s末、第6 s末汽车的速度大小。解析设汽车实际运动时间为t,v=0,a=-4 m/s2。由v=v0+at知t=5 s第4 s末汽车的速度v4=v0+at=4 m/s,第6 s末汽车的速度v6=0。答案4 m/s 0
对速度与位移的关系式的理解情景探究如果你是机场跑道设计师,若已知飞机的加速度为a,起飞速度为v,你应该如何来设计飞机跑道的长度?要点提示由公式v2- =2ax即可算出跑道的长度。
知识点拨对公式v2- =2ax的理解
实例引导例4 某型号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,已知某型号的战斗机在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5.0 m/s2,当飞机的速度达到50 m/s时才能离开航空母舰起飞。设航空母舰处于静止状态。问:(1)若要求该飞机滑行160 m后起飞,弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?(2)若某舰上不装弹射系统,要求该型号飞机仍能在此舰上正常起飞,问该舰身长至少应为多长?
解析:(1)设弹射系统使飞机具有的初速度为v0,由运动学公式(2)不装弹射系统时,飞机从静止开始做匀加速直线运动。由公式v2=2ax可知该舰身长至少应为答案:(1)30 m/s　(2)250 m
规律方法 公式v2- =2ax的应用(1)当物体做匀变速直线运动时,如果不涉及时间,一般用速度与位移的关系式较方便。(2)末速度为零的匀减速直线运动,应用此公式往往较方便。
变式训练3做匀加速直线运动的列车出站时,车头经过站台时的速度为1 m/s,车尾经过站台的速度为7 m/s,则车身的中部经过站台的速度为(　　)A.3.5 m/sB.4 m/sC.5 m/sD.5.5 m/s解析:设列车长度为x,加速度为a,解得v中=5 m/s,故C对。答案:C
1.一物体做匀变速直线运动,下列说法正确的是(　　)A.物体的末速度一定与时间成正比B.物体的位移一定与时间的二次方成正比C.物体的速度在一段时间内发生的变化与这段时间成正比D.若物体做匀加速直线运动,则速度和位移都随时间增大;若物体做匀减速直线运动,则速度和位移都随时间减小解析由速度公式v=v0+at和位移公式x=v0t+ at2可知,选项A、B错误;由加速度的定义式a= 可知,选项C正确;当物体做匀减速直线运动时,速度随时间减小,但位移随时间增大,选项D错误。答案C
2.某质点的位移随时间变化规律的关系是x=4t+2t2,x与t的单位分别为m和s,则质点的初速度与加速度分别为(　　)A.4 m/s与2 m/s2B.0与4 m/s2C.4 m/s与4 m/s2D.4 m/s与0解析将质点的位移随时间变化规律的关系x=4t+2t2与匀变速直线运动的位移与时间的关系式x=v0t+ at2对比,得出v0=4 m/s,a=4 m/s2,选项C正确。答案C
3.一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动,公路边每隔15 m有一棵树,如图所示,汽车通过A、B两相邻的树用了3 s,通过B、C两相邻的树用了2 s,求汽车运动的加速度大小和通过树B时的速度大小。
答案1 m/s2　6.5 m/s