第二章 专题强化 匀变速直线运动的平均速度公式 v－t图像求位移-(配套课件) 2021-2022学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记(人教版)(京津鲁琼辽粤浙渝鄂冀湘云晋皖黑吉桂)

专题强化　匀变速直线运动的平均速度 公式　v－t图像求位移 第二章　匀变速直线运动的研究 【学习目标】 1.理解平均速度公式.并能用平均速度公式解决相关问题. 2.会用v－t图像求位移并判定变加速直线运动位移的大小. 【内容索引】 探究重点 提升素养 专题 强化练 3 TANJIUZHONGDIAN　 TISHENGSUYANG 探究重点　提升素养 1 如图1所示，如果匀变速直线运动的初速度为v0，末速度为v，这段时间中间时刻的瞬时速度为 ，试推导 . 导学探究 图1 一、平均速度公式的理解与应用 该段时间的末速度v＝v0＋at， 答案　方法一　解析法 在匀变速直线运动中，对于这段时间t， 方法二　图像法 知识深化 (1)匀变速直线运动中任意一段时间t内的平均速度等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，还等于该段时间初、末速度矢量和的一半. (2)若同时涉及位移与时间而不涉及加速度，选用平均速度公式及中间时 刻瞬时速度公式 2.三个平均速度公式的比较 例1　某汽车从车站由静止开出，做匀加速直线运动，运动了12 s时，发现还有乘客没上来，于是汽车立即做匀减速直线运动至停下，共历时20 s，运动了50 m，求汽车在上述运动中的最大速度的大小. 答案　5 m/s 解析　由于汽车在前、后两阶段均做匀变速直线运动， 例2　2019年6月6日，中国科考船“科学”号对马里亚纳海沟南侧系列海山进行调查，船上搭载的“发现”号遥控无人潜水器完成了本航次第10次下潜作业，“发现”号下潜深度可达6 000 m以上，如图2所示.潜水器完成作业后上浮，上浮过程初期可看作匀加速直线运动.今测得潜水器相继经过两段距离为8 m的路程，第一段用时4 s，第二段用时2 s，则其加速度大小是 图2 √ 1.利用v－t图像求位移 v－t图线与时间轴所围的“面积”表示位移.“面积”在时间轴上方表示位移为正，“面积”在时间轴下方表示位移为负；通过的位移为时间轴上、下“面积”绝对值之差.通过的路程为时间轴上、下“面积”绝对值之和. 二、 v－t图像求位移 (2)当物体做匀减速直线运动时，如图乙，公式中的a取负值.相当于从匀速直线运动的位移中“减去”了一部分. 图3 例3　某一做直线运动的物体的v－t图像如图4所示，根据图像求： (1)物体距出发点的最远距离； 图4 答案　6 m　 解析　当物体运动了3 s时，物体距出发点的距离最远， (2)前4 s内物体的位移大小； 答案　5 m　 (3)前4 s内物体通过的路程. 答案　7 m 针对训练1　(多选)一辆汽车从静止开始由甲地出发，沿平直公路开往乙地，汽车先做匀加速直线运动，接着做匀减速直线运动，开到乙地刚好停止，其速度－时间图像如图5所示，那么0～t0和t0～3t0 两段时间内 A.加速度大小之比为3∶1 B.位移大小之比为1∶2 C.平均速度大小之比为2∶1 D.平均速度大小之比为1∶1 √ 图5 √ 针对训练2　某物体做直线运动，物体的v－t图像如图6所示.若初速度的大小为v0，末速度的大小为v1，则在0～t1时间内物体的平均速度______ (选填“大于”“等于”或“小于”) . 图6 大于 3.v－t图像与x－t图像的比较 内容 种类 v－t图像 x－t图像 图线斜率 表示加速度 表示速度 图线与时间 轴所围面积 表示位移 无意义 两图线交点坐标 表示速度相同，不表示相遇，往往是距离最大或最小的临界点 表示相遇 相同点 表示物体做直线运动 例4　(2020·广元天立国际学校高二月考)有四个物体A、B、C、D，物体A、B运动的x－t图像如图7甲所示；物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v－t图像如图乙所示.根据图像做出的以下判断中正确的是 A.物体A和B均做匀变速直线运动 B.在0～3 s的时间内，物体A、B的 间距逐渐减小 C.t＝3 s时，物体C、D的位移相同 D.在0～3 s的时间内，物体C与D的间距逐渐增大 图7 √ 解析　由题图甲看出：物体A和B的位移－时间图像都是倾斜的直线，斜率都不变，速度都不变，说明两物体都做匀速直线运动，故A错误； 由题图甲看出，在0～3 s的时间内，物体A的位移都大于B的位移，且从图像上可以看出两者之间的距离一直在增大，故B错误； 由题图乙可以看出C、D两物体的v－t图线在t＝3 s交于一点，所以此时刻C、D的速度一定相同，根据v－t图线与t轴所围面积表示位移以及物体C、D从同一地点沿同一方向运动可知，t＝3 s时物体C、D的位移不相同，故C错误； 由题图乙看出：在0～3 s的时间内，D的速度较大，C、D间距离增大，故D正确. 返回 ZHUAN TI