第2章 第3节 匀变速直线运动的位移与时间的关系（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（人教版2019，浙江专用）

匀变速直线运动的位移与时间的关系 第3节 (赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。 续 表 课前预知教材 落实主干基础 01 02 目 录 课堂精析重难 深度发掘知能 4 课前预知教材 落实主干基础 一、匀变速直线运动的位移 1．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 2．匀变速直线运动的位移 (1)图像表示：在v-t图像中，做匀变速直线运动的物 体的位移对应着v-t图像中的图线和_______包围的面积。 如图所示，在0～t时间内的位移大小等于_____的面积。 时间轴 梯形 初速度 加速度 位移 无论v-t图线是平行于t轴的直线，还是倾斜直线，或者是曲线，v-t图线与t轴所围面积均表示物体在这段时间内的位移大小。 v0＋at 2ax v2－v02＝2ax 速度与位移的关系式v2－v02＝2ax仅适用于匀变速直线运动。如果在所研究的问题中，已知量和未知量都不涉及时间，利用这个公式求解，往往会更简便。 1．如图所示为F1赛车在启动加速阶段的v-t图像，请对以下结论作出判断： (1)F1赛车在启动加速阶段，速度与时间成正比。 ( ) (2)F1赛车在启动加速阶段，位移与时间成正比。 ( ) [微情境·大道理] √ × √ 2．如图所示是“歼-15”战机在“山东舰”上起飞的画面，若已知“歼-15”战机的加速度为a，起飞时的速度为v。 (1)如果“山东舰”静止在海上，应该如何来确定飞机跑道的最小长度？ (2)如果航空母舰使用弹射系统使战斗机具有初速度v0，求飞机跑道的最小长度。 强化点(一)　匀变速直线运动的位移 任务驱动　 1.如图甲为匀速直线运动的v-t图像，图中阴影部分 的面积与物体在0～t1时间内的位移在数值上是否相等？ 提示：相等。 课堂精析重难 深度发掘知能 2.如图乙是某物体以初速度v0做匀变速直线运动的 v-t图像。试推导匀变速直线运动的位移与时间的关系。 提示：物体做匀变速直线运动的图像如图所示。 可将物体的运动按时间分成若干小段，将每一小段 内的运动看成是匀速直线运动，其速度用这一小段起始 时刻的瞬时速度表示。这样匀变速直线运动转变成了匀 速直线运动的问题。 [要点释解明] [典例]　短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段，一次比赛中，某运动员用11.00 s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2 s内通过的距离为7.5 m，则该运动员的加速度以及在加速阶段通过的距离为 (　 ) A．5 m/s2　11 m　 B．5 m/s2　10 m C．2.5 m/s2　11 m　 　 D．2.5 m/s2　10 m [答案]　B 1．(2023·湖南永兴高一检测)(多选)一质点做匀变速直线运动，初速度为0,2 s后末速度变为4 m/s。则 (　 ) A．加速度为4 m/s2 B．加速度为2 m/s2 C．位移为8 m D．位移为4 m [题点全练清] 答案：BD 2．(多选)一物体运动的位移与时间的关系为x＝(6t＋4t2)m，则(　 ) A．这个物体的初速度为6 m/s B．这个物体的初速度为12 m/s C．这个物体的加速度为－8 m/s2 D．这个物体的加速度为8 m/s2 答案：AD 强化点(二)　速度与位移的关系 [要点释解明] 1．公式的适用条件 公式v2－v02＝2ax表述的是匀变速直线运动的速度与位移的关系，适用于匀变速直线运动。 2．公式的意义 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。J 3．公式的矢量性 公式中v0、v、a、x都是矢量，应用时必须选取统一的正方向，一般选v0方向为正方向。 (1)物体做加速运动时，a取正值，做减速运动时，a取负值。 (2)x＞0，说明物体通过的位移方向与初速度方向相同；x＜0，说明位移的方向与初速度的方向相反。 4．两种特殊形式 (1)当v0＝0时，v2＝2ax(初速度为0的匀加速直线运动)。 (2)当v＝0时，－v02＝2ax(末速度为0的匀减速直线运动)。 [典例]　随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49 t，以54 km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车，货车立即做匀减速直线运动，加速度的大小为2.5 m/s2(不超载时则为5 m/s2)。 (1)若前方无阻挡，问从刹车到停下来此