第2节 位移变化规律 第1课时（教学课件）物理鲁科版2019必修第一册

高中物理必修一 第二章 匀变速直线运动 第二节 位移变化规律 匀速直线运动的位移 1、S = v t V=5m/s t=3s 由此可见： 对于匀速直线运动,物体的位移在数值上等于v – t 图象与坐标轴所围成的矩形的面积。 公式法 图象法 2、S = “面积” 新课引入 矩形面积有什么物理意义？ v0 v t 0 vt 匀变速直线运动中，位移的大小能不能也用其v-t图象与坐标轴围成的面积来表示？ t S = “面积” 问题： t v v0 O t v v0 O t v v0 O t t v v0 O t 5 2t 5 3t 5 4t 5 t 将匀变速直线运动 v-t 图像中的时间分为许多小的时段 在每个时段中，认为物体近似以某一速度做匀速直线运动，每个时段所对应的位移在数值上等于该时段对应的矩形面积 时段划分越细,设想的运动就越接近真实运动，矩形面积之和就越接近梯形的面积 当所取的时段足够小时，设想的运动便可等同于真实运动，矩形面积之和便等于梯形面积 该梯形面积在数值上便等于匀变速直线运动的位移大小 微积分的思想求位移大小 由图可知：梯形OABC的面积 S = (OC+AB)×OA / 2 代入各物理量得： v t= v0 + at t v v0 O t vt A B C 匀变速直线运动平均速度： 一、匀变速直线运动的 位移—时间关系 又 又 匀变速直线运动的位移—时间关系 （1）若物体作匀加速运动，则a与 v0 （2）若物体作匀减速运动，则a与 v0 ----同向 ----反向 at V/(m·s-1) t0 t/s o v v0 at 2 V0t at o V/(m·s-1) t0 v v0 t/s S=V0t + at2 S=V0t + (-a)t2 匀变速直线运动的位移公式 一、匀变速直线运动的位移—时间关系 （3）若v0=0 一、匀变速直线运动的位移—时间关系 用图像直观描述匀变速直线运动的位移与时间的关系 仍以图 2-1 所示的汽车运动为例 匀变速直线运动的S-t图象是一条抛物线 可直观看出物体运动过程中位移随时间的变化情况，并可求出不同时间内物体运动的位移。 一小汽车从静止开始做匀加速直线运动，20秒内运动了800m，问加速度为多大？ S=800m t=20s 解：设汽车的加速度为a，已知t=20s,S=800m V0=0 根据位移公式 得a=4m/s2 飞机着陆后以6m/s2的加速度做匀减速直线运动，着陆速度为60m/s， 求：（1）飞机能滑行多远？ (2)静止前4s内飞机滑行的距离? 解:(1)设飞机能滑行的距离为S，由题意知 v0=60m/s a=-6m/s2 vt=0 根据公式vt=v0+at 可得t=10s 代入公式 得s=300m (2)对于末速度是0的匀减速直线运动，以看成是初速度为0的匀加速直线运动的逆过程， 即v0=0，a=6m/s2,t=4s 由公式 得s=48m 这样是不是更简单些？ 二、匀变速直线运动的位移—速度关系 对于一个以加速度 a 做匀变速直线运动的物体，有时仅知道物体运动的初速度 v 0 和末速度 v t ，不知道时间，怎么确定物体的位移呢？ 消去时间 t 若v0=0 匀变速直线运动的位移—速度（s-v）关系式 若vt=0 汽车从开始制动到停止所行驶的距离，是衡量汽车制动性能的参数之一。某型号的汽车以 100 km/h 的速度在柏油路面上行驶，急刹车后做匀减速直线运动。若匀减速时的加速度大小为 5 m/s2，开始制动后 2 s 内汽车行驶的距离是多少？从开始制动到完全停止，汽车行驶的距离是多少？ 解：由题意知， 解法一：应用位移-速度关系 此时，速度方向与初速度方向相同，车未停。 解：由题意知， 汽车减速到停时， 由 得 设时间为t0， 解法二：应用位移-时间关系 解：由题意知， 解法二：应用位移-平均速度关系 此时，速度方向与初速度方向相同，车未停。 汽车减速到停时， 由 得 设时间为t0， 我国道路交通安全法规定，机动车因故障在高速公路临时停车时，需在故障车来车方向 150 m 以外设置警告标志。某司机驾驶汽车以 120 km/h 的速度在高速公路上匀速行驶，发现前方警告标志时刹车使汽车减速至停止。该司机从发现警告标志到汽车开始制动的反应时间为 0.6 s，制动时的加速度大小为 5 m/s2 。假设制动后，汽车做匀减速直线运动，那么从司机发现警告标志到汽车停下，行驶的距离是多少？请解释上述交通法规的必要性。 解：由题意知， 由 得从刹车到停下的时间 得从刹车到停下的位移 由 因此从发现警告标志到停下的位移 作业 课本P44 1、2、3、4 $