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课件ppt

这是一份高中物理人教版 (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课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了导入新课，交流讨论，匀变速直线的位移，vm·s-1，梳理深化，巩固提升，速度与位移的关系，知v030ms，由v22ax’，知x’250m等内容，欢迎下载使用。

在高速公路上，可以看到路旁或地面上有限速标志，路旁还有车距确认标志。限速及保持一定的车距都是为了防止发生交通事故。因为汽车速度越大，刹车过程中滑行的距离就越长，行驶的汽车之间车距越小，就越容易发生追尾相撞事故。你知道车速的大小与刹车时间、刹车距离以及车距到底有什么关系吗？
图线与时间轴所围的面积在数值上等于物体在这段时间内的位移
问题1：请在图中画出以速度v做匀速直线运动的物体的v-t图象，根据位移计算公式x=vt，观察图象的什么特征可以表示物体运动的位移？
O t/s
如果时间间隔减小，则能得到了小车在更多位置的瞬时速度，再用相同的方法计算出的位移会更接近物体的实际位移。
材料1：在“探究小车的运动规律”的测量记录中，某同学得到了小车在0，1，2，3，4，5几个位置的瞬时速度。如下表：
问题2：能否根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？要想提高估算的精确程度，想想你有什么好的方法？
x=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1=6m
材料2：分割和逼近的方法在物理学研究中有着广泛的应用。早在公元263年，魏晋时的数学家刘徽首创了“割圆术” 。请你观察图所示的两个圆的内接正多边形，体会圆内正多边形的边数越多，其周长和面积就越接近圆的周长和面积。在“割圆术”中，蕴含了那些物理思想
问题3：我们可以采用这种思想方法研究匀加速直线运动的速度-时间图象。一物体做匀变速直线运动的速度-时间图象如图所示。请你模仿刘徽 “割圆术” 的做法，来“分割”v-t图线与坐标轴所围成的面积，论证说明该面积在数值上也等于匀变速运动物体的位移。
将时间无限分割，无数矩形面积之和即梯形面积，即根据微分与极限思想可知，做匀变速直线运动物体在0（此时速度为v0）到t（此时速度为v）这段时间的位移就等于图线与时间轴所围的面积。
问题4：请根据匀变速直线运动的v-t图象与位移的关系，推导出在时间t内物体的位移？
问题5：请你根据上问中推导出的关系式，推导在时间t内物体的平均速度，并结合图像分析匀变速直线运动的平均速度有怎样的特点？
问题6：请你将 代入问题4中推导出的关系式， 推导在时间t内物体的位移？
1、匀变速直线运动的位移与v-t图象v-t图象的图线与时间轴所围的面积在数值上等于物体在这段时间内的位移。位移是矢量，有大小也有方向。在v-t图象中，当表示位移的面积在时间轴上方时，位移取正值，这表示物体的位移与规定的正方向相同；当表示位移的面积在时间轴下方时，位移取负值，这表示物体的位移与规定的正方向相反。如图所示，在0～t1内的位移x1取正值；在t1～t2内的位移x2取负值；物体在0～t2内的总位移x取等于x1和x2的代数和，即x= x1－|x2|。
2、矢量性：一般取v0的方向为正方向，若物体做匀加速直线运动，a与v0同向，a取正值若物体做匀减速直线运动，a与v0反向，a取负值
3、做匀变速直线运动的物体，在一段时间t内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，也等于该段时间的初、末速度的平均值。
选择原则：给出一段总时间和位移，将平均速度转化为瞬时速度
例1、某一做直线运动的物体的v-t图像如图所示，根据图像求：①物体距出发点的最大距离②前4s内物体的位移大小③前4s内通过的路程
练习1、航空母舰是大规模战争中的重要武器，灵活起降的飞机是它主要的攻击力之一民航客机起飞时要在2.5min内使飞机从静止加速到44m/s，而舰载飞机借助助推设备，在2s内就可把飞机从静止加速到83m/s，设起飞时飞机在跑道上做匀加速直线运动，供民航客机起飞的跑道的长度约是航空母舰的甲板跑道长度的（ ）A．800倍 B．80倍 C．400倍 D．40倍
练习2、一辆汽车以72km/h的速度正在平直公路上匀速行驶，突然发现前方50m处有需要紧急停车的危险信号，司机立即采取刹车措施。已知该车在刹车过程中加速度的大小为5m/s2，则从刹车开始经过5s汽车前进的距离是多少？此时是否已经进入危险区域？
解析：由匀变速直线运动公式 知，汽车速度为零时所需时间 ，故汽车运动4s时，速度为零，由速度位移公式 知， ，没有进入危险区域。
问题1：汽车在平直公路上以72k m/h的速度做匀速直线运动，发现前面有情况而刹车做匀减速直线运动,加速度大小为5m/s2,则从开始制动到完全停止，汽车行驶的距离是多少？你能不求时间就计算出结果吗？
问题2：匀变速直线运动的速度与位移有怎样的关系？应用速度与位移的关系式分析匀变速直线运动有何优势？
因公式不涉及物体的运动时间，故在不要求计算时间时，应用该式分析匀变速直线运动较简便，特别对于由静止开始的匀加速直线运动求达到某速度时的位移和刹车问题中的刹车距离。
问题3：回顾所学的匀变速直线运动的公式，思考每个公式中涉及几个量？所有的公式共涉及几个量？要想能求解至少需要几个量？
初速度v0和加速度a，运动时间t，位移x和末速度v
1、匀变速直线运动的速度与位移的关系式为①适用条件：匀变速直线运动②意义：公式反应了初速度v0、末速度v、加速度a和位移x之间的关系，当其中三个量已知时，可求另一个未知量。
③矢量性：公式中v0、v、a、x都是矢量，应用时必须选取统一的正方向，一般选v0方向为正方向。物体做加速运动时，加速度a取正值，做减速运动时，加速度a取负值。x＞0，说明物体通过的位移方向与初速度方向相同；x＜0，说明物体通过的位移方向与初速度方向相反。
④特例：当v0=0时， （初速度为零的匀加速直线运动）当v=0时， （末速度为零的匀减速直线运动）
（2）匀变速直线运动中有关位移的三个公式：
题中无加速度a，也不让求加速度
题中无末速度v，也不让求末速度
题中无运动时间t，也不让求运动时间
例2、如图所示，某型号航空母舰上装有帮助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5.0m/s2，当飞机的速度达到50m/s时才能离开航母起飞，设航母处于静止状态，问：
（1）若要求该飞机滑行160m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）设应用弹射系统帮助起飞时初速度为v0，
由v2-v02=2ax
例2、如图所示，某型号航空母舰上装有帮助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5.0m/s2，当飞机的速度达到50m/s时才能离开航母起飞，设航母处于静止状态，问：（1）若要求该飞机滑行160m后起飞，弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？
（2）若无弹射系统，飞机从静止开始做匀加速直线运动，
例2、如图所示，某型号航空母舰上装有帮助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5.0m/s2，当飞机的速度达到50m/s时才能离开航母起飞，设航母处于静止状态，问：（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？
练习3、如图所示，木块A、B并排且固定在水平桌面上，A的长度是L，B的长度是2L，一颗子弹沿水平方向以v1射入A，以速度v2穿出B，子弹可视为质点，其运动可视为匀变速直线运动，则子弹穿出A时的速度为（ ）A． B． C． D．
练习4、某汽车正以72km/h在公路上行驶，为“礼让行人”，以5m/s2加速度刹车，则以下说法正确的是（　　 ）A. 刹车后2s时的速度大小为10m/sB. 汽车滑行40m停下C. 刹车后5s时的速度大小为0D. 刹车后6s内的位移大小为30m
匀变速直线运动的v-t图象
位移与时间的关系匀变速直线运动的
一辆执勤的警车停在公路边，当警员发现从它旁边以8m/s匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶，经2.5s，警车发动起来，以加速度2m/s2做匀加速运动，警车要多长时间才能追上违章的货车呢？
生活中我们经常遇到这种问题，两物体在同一直线上运动，经常会遇到追及或相遇问题。这类问题的关键是两个物体能否同时到达空间的某位置。解决此类问题的方法是找清楚两物体运动的时间关系和两物体在运动过程中的位移关系，分别对两物体研究，列出各自的位移方程，然后利用时间关系、速度关系、位移关系来解决问题。