第二章 第2节 位移变化规律（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（鲁科版2019）

第2节　位移变化规律 核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 知道匀变速直线运动位移与时间关系、位移与速度关系，并能应用公式解决实际问题． 理解v­t图像与对应时间轴所围面积能代表位移，能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动． 通过对匀变速直线运动的研究和对实际问题的处理，体验物理规律对生活实际的指导作用． 知识点一 匀变速直线运动的位移—时间关系 1.匀速直线运动的位移 (1)公式：s＝vt. (2)在v­t图像中表示位移： 对于匀速直线运动， 物体的位移在数值上等于v­t图线与对应的时间轴所包围的矩形的面积， 如图所示阴影图形面积就等于物体0～ t1时间内的位移． 2．匀变速直线运动的位移 (1)在v­t图像中的表示：做匀变速直线运动的物体的位移对应着v­t图像中的图线和时间轴包围的面积．如图所示，在0～t1时间内的位移大小等于梯形的面积．s＝(v0＋vt)t1 (2)位移公式s＝v0t＋at2．式中v0表示初速度，s表示物体在时间t内运动的位移． 1．匀速直线运动表示任意相等的时间内，质点的位移都是相等的. (　√　) 2．公式s＝v0t＋at2既适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动．(　√　) 3．初速度越大，时间越长，匀变速直线运动物体的位移就一定越大．(　×　) 知识点二 匀变速直线运动的位移—速度关系 1.公式：v－v＝2as． 2．推导： 速度公式：vt＝v0＋at． 位移公式：s＝v0t＋at2. 由以上两式可得位移与速度关系：v－v＝2as. 1．公式v－v＝2as适用于匀减速直线运动．(　√　) 2．公式v－v＝2as适用于所有的直线运动．(　×　) 3．由公式v－v＝2as可知在一定时间t内，运动物体的末速度越大，位移就越大．(　×　) 探究点一　匀变速直线运动的位移—时间关系　(运动观念之形成) ►要点归纳 1．公式的适用条件：位移公式s＝v0t＋at2只适用于匀变速直线运动． 2．公式的矢量性：公式s＝v0t＋at2为矢量公式，其中s、v0、a都是矢量，应用时必须选取统一的正方向．一般选v0的方向为正方向．通常有以下几种情况： 运动情况 取值 若物体做匀加速直线运动 a与v0同向，a取正值(v0方向为正方向) 若物体做匀减速直线运动 a与v0反向，a取负值(v0方向为正方向) 若位移的计算结果为正值 说明位移的方向与规定的正方向相同 若位移的计算结果为负值 说明位移的方向与规定的正方向相反 3.公式的两种特殊形式 (1)当a＝0时，s＝v0t(匀速直线运动). (2)当v0＝0时，s＝at2(由静止开始的匀加速直线运动). 4．如图所示，根据v­t图像的物理意义，图线在时间轴上方，表明物体向正方向运动，物体的位移为正值，同理图线与坐标轴所围的矩形的面积在时间轴的下方表明物体向负方向运动，位移是负值． 用“面积法”求位移要注意： (1)t轴以上的面积表示正方向的位移，以下表示负方向位移． (2)总位移等于各部分位移的代数和． (3)总路程等于t轴上、下面积绝对值的和． ►对点例练 2020年初，由新冠病毒引发的疫情在全世界蔓延，在全国人民的共同奋战下，我国的疫情基本上得到了有效的控制．在疫情防控期间各地均设有防疫检查点．某轿车司机以15 m/s的速度匀速行驶，发现前方防疫检查点的停车检查标志，经0.5 s反应后轻踩刹车开始以加速度a1匀减速运动，经5 s后速度为10 m/s，发现速度仍过快，司机继续踩刹车，以加速度a2匀减速运动，再经过5 s，恰好停在检查点．求： (1)加速度a1、a2的大小； (2)司机发现停车检查标志时距防疫检查点的距离x. 答案：(1)a1＝1 m/s2，a2＝2 m/s2；(2)x＝95 m 解析：(1)对第一段匀减速过程，根据速度与时间关系 v1＝v0－a1t1 解得a1＝1 m/s2 对于第二段匀减速过程，根据速度与时间关系 0＝v1－a2t2 解得a2＝2 m/s2 (2)反应时间内的位移 x0＝v0t0 第一段减速过程的位移 x1＝v0t2－a1t1 第二段减速过程的位移 x2＝v1t2－a2t2 全过程的位移 x＝x0＋x1＋x2 代入数据得x＝95 m [训练1] (2021·福建漳州市·高三三模)甲、乙两小车在同一直线上运动，它们的v­t图像如图所示．t＝0时刻两车在同一位置，则(　　) A．在0～2.0 s内甲车位移为10 m B．在0～2.0 s内两车加速度相同 C．在t＝1.5 s时两车再次相遇 D．在t＝1.0 s时两车距离20 m D　解析：A．甲车的加速度 a甲＝＝ m/s2＝10 m/s2 在0～2.0 s内甲车位移 x＝v0t＋a甲t2＝－10×2 m＋×10×22 m＝0 A错误；