第二章 第三节 匀变速直线运动的位移与时间的关系（课件）-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【导与练】高中同步全程学习（人教版）

3　匀变速直线运动的位移与时间的关系 物理 [课标引领] 学业质量水平要求 合格性考试 1.知道匀变速直线运动的位移与v-t图像中图线与坐标轴所围面积的对应关系。 2.了解匀变速直线运动的位移与时间关系,解决简单的实际问题 选择性考试 1.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系式,能对综合性问题进行分析和推理。 2.理解匀变速直线运动中速度与位移关系的得出过程,并能够解决实际问题 物理 基础探究 合作探究 课堂小结 物理 基础探究 形成概念·掌握新知 一、匀变速直线运动的位移 情境化导学 问题情境 新能源汽车逐步走入我们的视野,受到越来越多青年人的喜爱。表中是某同学记录新能源汽车速度随时间变化的一组实验数据,其中记录了汽车在0、1、2、3、4、5位置的瞬时速度。 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度v/(m·s-1) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62 物理 (1)利用匀速直线运动的公式x=vt,能估算出汽车从位置0到位置5的位移吗?如何估算? 答案:能;估算时,把一小段时间内的运动当成匀速直线运动,这一小段内某时刻的速度当成这段时间内匀速运动的速度,比如从位置0到位置1的位移x1=0.38 m/s×0.1 s=0.038 m,即由位置0到位置5的位移,估算公式为x= (0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1) m=0.438 m。 (2)若当初实验时取的时间间隔不是0.1 s,而是更小,比如0.06 s,两个估算的结果哪个更接近真实值? 答案:时间间隔越小,越接近真实值。 物理 1.v-t图像 初速度为v0,加速度为a的匀变速直线运动的v-t图像如图所示。 2.匀变速直线运动的位移 v-t图像中着色部分的 表示做匀变速直线运动物体的位移。 3.位移与时间的关系式:x= 。 4.公式的特殊形式 当v0=0时,x= (由静止开始的匀加速直线运动)。 梯形面积 物理 二、速度与位移的关系 问题情境 一汽车正匀速行驶,当它到达前方路口时开始减速,匀减速至某一速度后做匀速运动。试根据以上情境,探讨下列问题: (1)怎样推导速度—位移的关系式? 物理 物理 2ax v0+at 2ax 3.应用条件:已知量和未知量都不涉及 。 时间 物理 思考与自测 1.判断 × √ (3)匀变速直线运动的位移与初速度、加速度、末速度三个因素有关。 (　 　) √ 物理 物理 3.在某城市的一条道路上,规定车辆行驶速度不得超过30 km/h。在一次交通事故中,肇事车是一辆客车,量得这辆车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为7.6 m(如图),已知该客车刹车时的加速度大小为7 m/s2。请判断该车是否超速。 物理 合作探究 突破要点·提升关键 探究点一　匀变速直线运动位移公式的理解与应用 问题情境 两辆汽车,甲车正在向左匀减速行驶,乙车正在向右匀加速行驶。 答案:都可以。匀加速、匀减速运动都是匀变速直线运动。 (2)计算它们的位移属于矢量运算,解题时如何规定正方向呢? 答案:一般以初速度的方向为正方向。 物理 归纳拓展 1.对位移公式的理解 (1)位移公式 物理 (2)公式的矢量性:公式中x、v0、a都是矢量,应用时必须选取统一的正方向(一般选v0的方向为正方向)。通常有以下几种情况: 运动情况 取值 若物体做匀 加速直线运动 a与v0同向,a取正值 (v0方向为正方向) 若物体做匀 减速直线运动 a与v0反向,a取负值 (v0方向为正方向) 若位移的计 算结果为正值 说明位移的方向与规 定的正方向相同 若位移的计 算结果为负值 说明位移的方向与 规定的正方向相反 物理 (1)确定一个方向为正方向(一般以初速度的方向为正方向)。 (2)根据规定的正方向确定已知量的正负,并用带有正负号的数值表示。 (3)根据位移—时间关系式或其变形式列式、求解。 (4)根据计算结果说明所求量的大小、方向。 3.两种特殊形式 (1)当a=0时,x=v0t(匀速直线运动)。 (2)位移与时间的平方不是正比关系,时间越长,位移不一定越大。 物理 [例1] (多选)冰壶,又称掷冰壶、冰上溜石,是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,属冬奥会比赛项目,并设有冰壶世锦赛。在某次比赛中,冰壶被投出后,如果做匀减速直线运动,用时20 s停止,最后1 s内位移大小为0.2 m,则下面说法正确的是(　 　) A.冰壶的加速度大小是0.3 m/s2 B.冰壶的加速度大小是0.4 m/s2 C.冰壶第1 s内的位移大小是7.