2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

人教版(2019)必修第一册物理高中 2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 学习目标 1.了解匀变速直线运动位移与时间的推导过程，掌握位移与时间关系式，并会解决实际物理问题 2.会推导速度与位移关系式，并会解决实际物理问题 3.掌握并运用相关推论 写一写：请同学们写出做匀速直线运动的物体，在时间t内的位移与时间的关系式: 画一画：请同学们在坐标纸上作出匀速直线运动的v－t图像 x=vt 议一议：能否在v－t图像中表示出做匀速直线运动的物体在时间t内的位移呢？ 匀速直线运动的位移 v t 公式法 图像法 方法一： x=vt 结论： 匀速直线运动的位移对应着v–t 图线与t轴所夹的矩形“面积”。 方法二： 面积 v/m·s-1 t/s 2 6 4 10 8 3 4 5 6 0 2 1 甲 -2 -4 x 乙 X甲 X乙 特别提醒： 面积也有正负,面积为正值,表示位移的方向为正方向,面积为负值,表示位移的方向为负方向。 A A′ B′ B C C′ D D′ ？ v0 v t O t t1 t2 t3 O t t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 假如把时间轴无限分割，情况会怎么样呢？ 面积 v (m/s) t (s) v (m/s) t (s) v (m/s) t (s) 粗略地表示位移 较精确地表示位移 A A′ B′ B C C′ D D′ ？ v0 v t O t t1 t2 t3 O t t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 假如把时间轴无限分割，情况会怎么样呢？ 面积 v (m/s) t (s) v (m/s) t (s) v (m/s) t (s) 粗略地表示位移 较精确地表示位移 由图可知：梯形OABC的面积 S=（OC+AB）×OA/2 又v=v0+at 匀变速直线运动的位移 公式推导 C B A 得： 代入各物理量得： 知识拓展 V0 V 0 t t at V v0 t t v v+v0 某市规定，汽车在学校门前马路上的行驶速度不得超过40 km/h，约等于11 m/s.一辆汽车在校门前马路上遇紧急刹车，由于车轮抱死，滑行时在马路上留下一道笔直的车痕，交警测量了车痕长度为16m,又从监控资料上确定了该车从刹车到停止的时间为2s,立即求出了这辆车的初速度，判断出了该车有没有违章超速。你能吗？ 刹车距离 刹车时间 如何判断是否超速？ 某市规定，汽车在学校门前马路上的行驶速度不得超过40 km/h，约等于11 m/s.一辆汽车在校门前马路上遇紧急刹车，由于车轮抱死，滑行时在马路上留下一道笔直的车痕，交警测量了车痕长度为16m,又从监控资料上确定了该车从刹车到停止的时间为2s,立即求出了这辆车的初速度，判断出了该车有没有违章超速。你能吗？ 解：设汽车行驶方向为正方向 已知 X=16m,t=2s,末速度vt=0, 根据位移时间公式： 根据速度时间公式： 知识拓展 匀变速直线的位移-时间图像 因为位移公式是关于t的一元二次函数，故x－t图象是一条抛物线（一部分）。 注意：x-t图象不是物体运动的轨迹，而是位移随时间变化的规律。 思想与方法 微元法：在处理复杂的变化量问题时，常常先把整个区间化为若干小区间，认为每一小区间内研究的量不变，再求和。这是物理学中常用的一种方法。 魏晋时的数学家刘徽首创了“割圆术”，请同学们观察右面两个图并体会哪一个正多边形更接近圆的周长和面积。 一辆汽车原来匀速行驶，速度是24m/s，从某时刻起以2m/s2的加速度匀加速行驶。从加速行驶开始行驶180m所需时间为多少？ 解：设初速度v0方向为正，所需时间为t 根据题意得：v0 =24m/s a=2m/s2 x =180m 所以由 得：t2+24t-180=0 t1=6s t2= -30s 所以行驶180m所需的时间为6s (舍去） 注意要结合实际情况 随堂测试 11 例 航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。 （1)某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得10m/s的速度后，由机上发动机使飞机获得25m/s2的加速度在航母跑道上匀加速前进，2.4s后离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少？ （2）飞机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机停下来。若某次飞机着舰时的速度为80m/s，飞机钩住阻拦索后经过2.5s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动，此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是多少？ 学习任务：速度与位移的关系 速度与时间关系式（速度公式）： 位移与时间关系式（位移公式）： 如果不知道时间，怎么求位移呢？ 问题 学习任务：速度与位移的关系 公式变形 学习任务：速度与位移的关系 注意： （1）该公式只适用匀变速直线运动 （2）该公式是矢量式 因为v0、v、α、x均为矢量，使用公式时应先规