第一章 6 匀变速直线运动位移与时间的关系（课件）-2021-2022学年高中物理必修1【导与练】高中同步全程学习（教科版）

6　匀变速直线运动位移与时间的关系 物理 (教师参考) 目标导航 重点:匀变速直线运动的位移公式及其应用 难点:(1)匀变速直线运动的位移公式中正负值的确定及应用 (2)极限思想推导位移公式 物理 情境链接 猎豹在起跑之后三秒就能达到100 km/h的速度,但它的耐力不行,最高速度只能维持100米左右。而健壮的羚羊从相距猎豹某处逃避,只要在猎豹维持高速的阶段不被抓住,就能成功摆脱厄运。由于受到多种因素的影响,猎豹在这短短的三秒内的运动情况比较复杂,但可以把它的运动看成匀变速直线运动。那么这种运动的位移与时间有什么样的关系呢? 信息 物理 课前预习 课堂探究 随堂演练 物理 课前预习·掌握新知 一、匀变速直线运动位移与时间关系 1.位移在v-t图像中的表示:在匀变速直线运动的图像中,对应t时间内的图像与 间围成的“面积”在数值上等于 的值。如图所示,在0～t时间内的位移大小等于图中 的面积。 教材梳理 横轴 2.位移公式:x= 。 位移 梯形 物理 想一想 物体做变加速直线运动时,其v-t图像是一条曲线,此时物体的位移大小是否还对应v-t图像中图线与时间轴所包围的面积? 答案:与分析匀变速直线运动的位移方法类似,变加速直线运动中,图线与时间轴所包围的面积在数值上也等于对应时间内物体位移的大小。 物理 二、位移—时间图像(x-t图像) 1.定义:物体做直线运动时,位移随 变化的图像。 2.意义:描述 随时间的变化规律,并非物体的运动轨迹。 3.两种常见的x-t图像 (1)匀速直线运动的x-t图像:一条 直线,如图(甲)所示。 时间 位移 倾斜 (2)匀变速直线运动的x-t图像:一条 ,如图(乙)所示。 抛物线 物理 答案:不矛盾。因为x-t图像并非物体的运动轨迹。位移是矢量,物体做直线运动时,用“+”“-”表示位移的方向。在x-t坐标系中,x-t图像不是分布在横轴上方,就是分布在横轴的下方。分布在横轴上方表示位移方向与正方向相同,分布在横轴下方表示位移方向与正方向相反。X-t图像是一条曲线,只说明x与t不存在正比例函数关系。 物理 自主检测 B 物理 解析:据vt=v0+at可知,当v0与a同向时,vt增大;当v0与a反向时,vt减小。故当初速度v0方向为正方向时,匀加速直线运动中,a取正值;匀减速直线运动中,a取负值,故选项B正确。 物理 2.如图是某运动物体的x-t图像,则它的运动情况是(　 　) A.开始静止,然后向x轴负方向运动 B.开始静止,然后沿斜面下滑 C.先以恒定的速度运动,然后逐渐变慢 D.先沿一个平面滑动,然后沿斜面下滑 解析:起初x-t图像是水平的直线,表示物体处于静止状态,后来是斜向下的直线,表示物体做反方向的匀速运动,故A正确,C错误;x-t图像不是物体实际运动的轨迹,故B,D错误。 A 物理 3.(2020·广东韶关期中)(多选)一物体位移与时间的关系为x=5t+5t2(t以秒为单位,x以米为单位),则(　 　) A.该物体的初速度是5 m/s B.该物体的初速度是10 m/s C.该物体的加速度是5 m/s2 D.该物体的加速度是10 m/s2 AD 物理 4.假设某客机试飞时做匀加速直线运动,初速度大小为v0=30 m/s,加速度大小为a=5 m/s2,求: (1)飞机在3 s内的位移大小; (2)飞机在第3 s内的位移大小。 答案:(1)112.5 m　(2)42.5 m 物理 课堂探究·突破要点 要点一　对位移与时间关系的理解 |问题导学| 1.航天飞机着陆时,若已知航天飞机着陆时的速度和着陆打开阻力伞后做匀减速直线运动的加速度,求解其位移时注意什么问题? 物理 2.如图所示,一物体以某一初速度沿光滑斜面向上冲去,已知物体在斜面上运动的加速度不变,斜面足够长,求其发生的位移时,是否一定要先计算物体速度减为零需要的时间? 物理 |要点归纳| 物体做匀加速直线运动 a与v0同向,a取正值 物体做匀减速直线运动 a与v0反向,a取负值 位移的计算结果为正值 说明这段时间内位移的方向与规定的正方向相同 位移的计算结果为负值 说明这段时间内位移的方向与规定的正方向相反 物理 [典例1] 如图所示,一冰壶以速度v垂直进入四个矩形区域沿虚线做匀减速直线运动,且刚要离开第四个矩形区域E点时速度恰好为零,冰壶通过前三个矩形的时间为t,试通过所学知识计算冰壶通过第四个矩形所需要的时间是多少。 思路点拨:冰壶做匀减速直线运动,且最终的速度为零,初速度为v,故可采用匀变速直线运动的基本公式进行求解。 物理 答案:t 物理 规律方法 求运动物体位移的三种方法 物理 [针对训练1-