2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

物理必修第一册课堂学案 第3节 匀变速直线运动的位移与时间的关系 答案精解P [学习目标]1，理解匀变速直线运动的位移与时间的关系，会用公式x=十解决匀变速直线运 动的问题（物理观念）.2.理解匀变速直线运动的速度与位移的关系式并会应用公式一(=2x解题 (科学思维) 课前·教材预案 教材梳理 移与时间的关系式x=十2a,得一6 知识点一 匀变速直线运动的位移 1.位移在v-1图像中的表示：做匀变速直线运动 I自主检测 的物体的位移对应着。-1图像中的直线和 1.判断下列说法的正误. 包围的面积.如图所示，在0~。时间 内的位移大小等于 的面积 1①位移公式x=1+之a仅适用于匀加速 直线运动，而子一诟=2ux适用于任意运动. () (2)在v-t图像中，图线与时间轴所包围的“面 积”表示位移。 () 2.位移公式x (3)确定公式一=2a.x中的四个物理量的 (1)公式中x、w、a均是 ,应用公式解 数值时，选取的参考系应该是统一的.() 题前应先根据正方向明确它们的正、负值 (4)因为-6=2a.x,=f十2ax,所以物体 (2)当6=0时，x= ,表示初速度为 的末速度v一定大于初速度v, () 零的匀加速直线运动的 与时间的 2.汽车沿平直公路做匀加速直线运动，初速度为 关系 10m/s,加速度为2m/s,5s末汽车的速度为 知识点二 位移与速度的关系 ,5s内汽车的位移为 ,在汽 L.关系式：一听= 车速度从10m/s达到30m/s的过程中，汽车 2.推导：由速度与时间的关系式v ,位 的位移为 课堂·深度探究 考点一匀变速直线运动的位移 (2)汽车加速过程和减速过程中运动的位移 【情境导学】如图所示，汽车由静止以加速度a 相同吗？ 启动，行驶一段时间4后，又以加速度a2刹 车，经时间2后停下来.请问： ,=01 ,-0 【知识拓展】 L.在v-1图像中，图线与坐标轴所围的面积对应 (1)汽车加速过程及刹车过程中，加速度的方 物体的位移，t轴上方面积表示位移为正，1轴 向相同吗？ 下方面积表示位移为负。 ·32· 第二章匀变速直线运动的研究 2位移与时间公式x=1+2a心只适用于匀变 【变式1】一物体做匀减速直线运动，初速度大小 为=5m/s,加速度大小为0.5m/s,求： 速直线运动. (1)物体在前3s内的位移大小： 3.公式中x、a都是矢量，应用时必须选取正 (2)物体在第3s内的位移大小. 方向.一般选%的方向为正方向.当物体做匀 减速直线运动时，a取负值，计算结果中，位移 x的正负表示其方向。 4当=0时，=a,即由静止开始的匀加速 直线运动的位移与时间公式，x与t成正比 【例题1】某物体从静止开始做匀加速直线运动， 加速度为1m/s2,求： (1)物体在2s内的位移大小： (2)物体在第2s内的位移大小： (3)物体在第二个2s内的位移大小 匀变速直线运动的速度与位移的 思维导引：首先运用位移公式求出2s内的位 考点二 关系 移，再求出1s内的位移，然后相减即可求出 【情境导学】机场在设计跑道时，会根据飞机的相 第2s内的位移：根据第2s末的速度为第二 关参数来设计跑道的长度.若已知飞机的加 个2s的初速度，利用公式求解位移. 速度为a,起飞速度为u,则跑道的长度至少 为多长？ 【知识拓展】 1.适用范围：仅适用于匀变速直线运动 2.矢量性：公式中6、U、a、x都是矢量，应用解题 时一定要先设定正方向，一般取方向为正 方向： (1)若是加速运动，a取正值，若是减速运动，a 取负值， (2)x>0,位移的方向与初速度方向相同， x<0位移的方向与初速度方向相反. (3)>0,速度的方向与初速度方向相同，<0 误区防错 速度的方向与初速度方向相反： 应用位移一时间公式的两点注意 【例题2】某航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹 1,此公式只对匀变速直线运动（匀加或匀减 射系统，已知某型号的飞机在跑道上加速时 均可)适用，对非匀变速直线运动不适用. 可能产生的最大加速度为5.0m/s2,当飞机 2.因位移是关于时间t的二次函数，故x-t图 的速度达到50m/s时才能离开航母起飞，设 像为抛物线，并且它不是质点的轨迹曲线 航母处于静止状态 ·33· 物理必修第一册课堂学案 (1)若要求该飞机滑行160m后起飞，弹射系 【变式2】汽车以36km/h的速度在平直公路上 统必须使飞机至少具有多大的初速度？ 匀速行驶，刹车后以2m/s2的加速度做匀减 (2)若该舰上不装弹射系统，要求该型号飞机 速直线运动，求： 仍能在此舰上正常起飞，问该舰身长至少应 (1)刹车后3s末的速度大小： 为多少？ (2)刹车后汽车发生位移16m所经历的时间： 思维导引：因不涉及时间，直接用公式一 (3)刹车后8s内汽车通过的位移大小. =2ax求