内容正文:
3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
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人教物理 必修 第一册
学习目标要求 核心素养和关键能力
1.知道匀速直线运动的位移与vt图像中矩形面积的对应关系。
2.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系式,会应用此关系式分析和计算有关匀变速直线运动问题。
3.了解利用极限思想推导位移公式的方法。
4.理解匀变速直线运动的速度与位移关系。
5.会应用速度与位移的关系式分析有关问题。 1.核心素养
用科学研究中的极限方法分析物理问题,通过推理,获得结论。
2.关键能力
利用数学思维来研究物理问题的能力。
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必备知识 自主学习
关键能力 合作探究
课堂检测 巩固演练
课时作业 素养达标
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一 匀速直线运动的位移
1.做匀速直线运动的物体在时间t内的位移x=________。
2.在v-t图像中,位移在数值上等于v-t图像与时间轴所围的________。
vt
面积
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时间轴
梯形
初速度
位移
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2ax
v0+at
2ax
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匀变速直线运动位移公式的理解及应用
如图所示,某质点做匀变速直线运动,已知初速度为v0,在t时刻的速度为v,加速度为a,利用位移大小等于vt图像中图线与时间轴所围梯形的面积推导匀变速直线运动的位移与时间关系。
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(1)在匀加速直线运动中,a与v0同向,a取正值;在匀减速直线运动中,a与v0反向,a取负值。
(2)若位移的计算结果为正值,说明位移方向与规定的正方向相同;若位移的计算结果为负值,说明位移方向与规定的正方向相反。
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角度1 位移公式的应用
一物体做匀减速直线运动,初速度大小为5 m/s,加速度大小为0.5 m/s2,求:
(1)物体在3 s内的位移大小;
[答案] (1)12.75 m
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(2)物体在第3 s内的位移大小。
[答案] (2)3.75 m
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角度2 应用位移公式解决刹车类问题
汽车以10 m/s的速度行驶5 min后突然刹车,如果刹车过程中汽车做匀变速直线运动,加速度大小为5 m/s2,则刹车后3 s内汽车行驶的距离是多少?
[答案] 10 m
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1.一物体的位移函数式是x=4t+2t2+5(m),那么它的初速度和加速度分别是( )
A.2 m/s,0.4 m/s2 B.4 m/s,2 m/s2
C.4 m/s,4 m/s2 D.4 m/s,1 m/s2
C
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2.一辆汽车以10 m/s的速度匀速行驶,遇到紧急情况,突然以大小为2 m/s2的加速度匀减速刹车,则从刹车开始计时,汽车在6 s内的位移是( )
A.24 m B.25 m
C.60 m D.96 m
B
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速度与位移关系式v2-v02=2ax的理解及应用
在高速公路上,有时会发生“追尾”事故——后面的汽车撞上前面的汽车。造成追尾的主要因素是超速和精力不集中,如图所示是交警在处理一起事故。
(1)交警同志在干什么呢?他们这样做的目的是什么?
(2)为什么通过测量刹车距离就能知道汽车是否超速?
提示:(1)他们在测量刹车距离,目的是看看车是否超速。
(2)因为速度和位移存在一定的关系,即v2-v02=2ax。
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1.适用条件
速度与位移的关系式v2-v02=2ax仅适用于匀变速直线运动。
2.意义
公式v2-v02=2ax反映了初速度v0、末速度v、加速度a、位移x之间的关系,当其中三个物理量已知时,可求另一个未知量。
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