2.3 匀变速直线运动位移与时间关系 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 目标： 1.能利用得出匀变速直线运动的位移与时间关系式，进一步体会利用图像分析物体运动规律的研究方法。 2.能推导出匀变速直线运动的速度与位移关系式，体会科学推理的严密性。 3.能在实际问题情境中使用匀变速直线运动的位移公式解决问题，体会物理知识的实际应用价值。 4.了解图像围成的面积即相应时间的位移。提高应用数学研究物理问题的能力。 2 匀速直线运动的位移 结论：匀速直线运动的v – t 图象与t轴所围的矩形“面积”就等于“位移”。 2、速度时间图象 （v-t图象） 1、位移公式 x=vt 平行于时间轴的直线 v t 图象法 公式法 v/m·s-1 t/s 2 6 4 10 8 3 4 5 6 0 2 1 -2 -4 x 面积也有正负,面积为正,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. X1 X2 当速度为正值和为负值时,位移有什么不同？ 5 7 8 9 6 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 时间（s） 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 速度（m/s） 0.194 0.380 0.569 0.754 0.937 1.125 1.311 1.从表中看，物体做什么运动？为什么？ 2.请说一说怎样估算出物体从位置0到位置6的位移。 匀加速直线运动，因为在相同的时间内速度的增加量都相同。 a=4.65m/s2 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 时间（s） 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 速度（m/s） 0.194 0.380 0.569 0.754 0.937 1.125 1.311 a=4.65m/s2 X=0.194*0.24m=0.0466m X=0.194*0.12m+0.754*0.12m=0.1138m X=0.194*0.08m+0.569*0.08m+0.937*0.08=0.1360m X=0.194*0.04m+0.380*0.04m+0.569*0.04m+0.754*0.04m+0.937*0.04m+1.125*0.04m=0.1584m X=0.754*0.24m=0.1810m 0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 左图是上面物体速度-时间的图象 估算出的位移在数值上等于五个矩形的面积之和。 0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 各位置的时间间隔越小，矩形的面积之和就越接近物体的真实位移。 0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 当时间分得无限小时，小矩形就会无穷多，它们的面积之和就等于斜线下梯形的面积，也就是整个运动的位移。 ☆梳理深化 1、匀变速直线运动速度-时间图线与坐标轴所围图形的面积，在数值上等于运动位移，该结论适用于匀加速、匀减速和非匀变速直线运动。 2、公式推导： 梯形面积公式S＝ (OC＋AB)·OA 与之对应的物体的位移x＝ (v0＋v)t 由速度公式v＝v0＋at 代入上式得x＝v0＋ at2 匀变速直线运动的位移与时间的关系 学习任务：匀变速直线运动的位移 1.公式： 2.理解: ⑴反映了位移随时间的变化规律。 ⑵因为v0、a、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向。（一般以v0的方向为正方向） (3)代入数据时,各物理量的单位要统一.(用国际单位制中的主单位) 【问题思考】 自己阅读教材45页的拓展学习，思考：材料中体现了什么科学思想？ 古代人是怎么求圆的面积的呢？ 科学思想方法：把过程先微分后再累加(积分)的思想。(无限分割，逐渐逼近)，此思想方法能否应用到v-t图像上？ 典型例题 【例题】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10 m/s的速度后，由机上发动机使飞机获得25 m/s2 的加速度在航母跑道上匀加速前进，2.4 s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，需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为80 m/s，飞机钩住阻拦索后经过2.5 s 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？ 新知讲解 分析 两个问题都是已知匀变速直线运动的时间来计算位移。 第（1）问需要用匀变速直线运动的位移与时间的关系式计算。 第（2）问中，飞机着舰做匀减速直线运动的加速度需要根据速度与时间的关系式计算。匀减速运动各矢量的方向较为复杂，因此需要