第二章 第3节 匀变速直线运动的位移与时间的关系（课件）-2020-2021新教材高一物理必修第一册【创新设计】同步学考笔记（人教版）

* @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 核心素养 阅读材料 第3节　匀变速直线运动的位移与时间的关系 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 核心素养 阅读材料 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道匀速直线运动的位移与v－t图像中矩形面积的对应关系。 2.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系式，会应用此关系式分析和计算有关匀变速直线运动问题。 3.了解利用极限思想推导位移公式的方法。 4.理解匀变速直线运动的速度与位移关系。 5.会应用速度与位移的关系式分析有关问题。 1.科学探究 用科学研究中的极限方法分析物理问题，通过推理，获得结论。 2.关键能力 利用数学思维来研究物理问题的能力 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 核心素养 阅读材料 一、匀变速直线运动的位移 1.利用图v－t图像求位移 面积 2.匀变速直线运动位移与时间的关系式 v－t图像与时间轴所围的梯形_______表示位移，如图所示，x＝eq \f(1,2)(v0＋v)t。 x＝_______________，当初速度为0时，x＝_______。 v0t＋at2 at2 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 核心素养 阅读材料 二、速度与位移关系 2.推导 速度与时间的关系式v＝____________。 位移与时间的关系式x＝_________。 由以上两个公式消去t，可得 2ax v0＋at v0t＋at2 1.公式：v2－veq \o\al(2,0)＝___________。 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 核心素养 阅读材料 [判一判] × × × (1)公式v2－veq \o\al(2,0)＝2ax适用于任何直线运动。( ) (2)做匀变速直线运动的物体的末速度越大，位移越大。( ) (3)对匀减速直线运动，公式v2－veq \o\al(2,0)＝2ax中的a必须取负值。( ) * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 核心素养 阅读材料 1.适用条件：匀变速直线运动。 2.矢量性：公式中x、v0、a都是矢量，应用时必须选取统一的正方向。 ■情境导入 探究 通常选取初速度的方向为正方向 a、v0同向时a取正值 a、v0反向时a取负值 位移的计算结果 正值：说明位移方向与规定的正方向相同 负值：说明位移方向与规定的正方向相反 对x＝v0t＋at2的理解和应用 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 核心素养 阅读材料 3.两种特殊形式 (1)当a＝0时，x＝v0t(匀速直线运动)。 (2)当v0＝0时，x＝eq \f(1,2)at2(由静止开始的匀加速直线运动)。 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 核心素养 阅读材料 [例1] 一辆以v0＝90 km/h的速度做匀速运动的汽车，司机发现前方的障碍物后立即刹车，刹车过程可看成匀减速运动，加速度大小为2.5 m/s2，从刹车开始计时，求： (1)汽车第4 s内的位移； (2)汽车运动120 m所用的时间； (3)前15 s内汽车的位移大小。 解析　(1)由题意得v0＝90 km/h＝25 m/s，由于汽车做匀减速运动， 所以a＝－2.5 m/s2， 因此第4 s内的位移Δx＝x4－x1＝(80－63.75)m＝16.25 m。 前4 s内的位移x4＝v0t4＋eq \f(1,2)ateq \o\al(2,4)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(25×4－\f(1,2)×2.5×16)) m＝80 m 前3 s内的位移x3＝v0t3＋eq \f(1,2)ateq \o\al(2,3)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(25×3－\f(1,2)×2.5×9)) m＝63.75 m * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 核心素养 阅读材料 解得t＝8 s或12 s(舍)。 (3)设刹车时间为t0，则0＝v0＋at0 解得t0＝10 s<15 s 答案　(1)16.25 m　(2)8 s　(3)125 m (2)由x＝v0t＋at2，当x＝120 m时 故15 s时车已停下，故前15 s内的位移大小为刹车过程前10 s内的位移x′＝v0t′＋at′2＝125 m。 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 核心素养 阅读材料 [针对训练1] 2018年11月18日下午，2018年澳门F3大赛正式比赛结束，英国车手丹·蒂克图姆(Dan Ticktum)夺冠。在比赛初始的直道加速阶段，将蒂克图姆驾驶的赛车看作初速度为零的匀加速直线运动，前2 s内的位移是8 m，则(　　) A.赛车的加速度是2 m/s2 B.赛车的加速度