第二章 第3节 匀变速直线运动的位移与时间的关系（课件PPT)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

匀变速直线运动的研究 第二章　 第3节　匀变速直线运动的位移与时间的关系 课件使用说明 本课件使用Office2016制作，请使用相应软件打开并使用。 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑。 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验。 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题。 课前·教材预案 课堂·深度探究 课末·随堂演练 课时作业（八） 　　[学习目标]1.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系， 会用公式x＝v0t＋at2解决匀变速直线运动的问题（物理观 念）.2.理解匀变速直线运动的速度与位移的关系式并会应用 公式v2－＝2ax解题（科学思维）. 返回目录 物理　必修　第一册 　 课前·教材预案 知识点1　匀变速直线运动的位移 1. 位移在v－t图像中的表示：做匀变速直线运动的物体的位移 对应着v－t图像中的直线和 包围的面积.如图所示， 在0～t0时间内的位移大小等于 的面积. 时间轴　 梯形　 返回目录 物理　必修　第一册 　 2. 位移公式x＝ ⁠. （1）公式中x、v0、a均是 ，应用公式解题前应先根 据正方向明确它们的正、负值. （2）当v0＝0时，x＝ ，表示初速度为零的匀加速直线 运动的 与时间的关系. v0t＋at2　 矢量　 at2　 位移　 返回目录 物理　必修　第一册 　 知识点2　位移与速度的关系 1. 关系式：v2－＝ ⁠. 2. 推导：由速度与时间的关系式v＝ ，位移与时间 的关系式x＝v0t＋at2，得v2－＝ ⁠. 2ax　 v0＋at　 2ax　 返回目录 物理　必修　第一册 　 1. 判断下列说法的正误. （1）位移公式x＝v0t＋at2仅适用于匀加速直线运动，而v2－ ＝2ax适用于任意运动. （　×　） （2）在v－t图像中，图线与时间轴所包围的“面积”表示位 移. （　√　） （3）确定公式v2－＝2ax中的四个物理量的数值时，选取的 参考系应该是统一的. （　√　） × √ √ 返回目录 物理　必修　第一册 　 （4）因为v2－＝2ax，v2＝＋2ax，所以物体的末速度v一 定大于初速度v0. （　×　） × 返回目录 物理　必修　第一册 　 2. 汽车沿平直公路做匀加速直线运动，初速度为10 m/s，加速 度为2 m/s2，5 s末汽车的速度为 ，5 s内汽车的位移 为 ，在汽车速度从10 m/s达到30 m/s的过程中，汽车 的位移为 ⁠. 20 m/s　 75 m　 200 m　 返回目录 物理　必修　第一册 　 课堂·深度探究 考点1　匀变速直线运动的位移 【情境导学】如图所示，汽车由静止以加速度a1启动，行驶一 段时间t1后，又以加速度a2刹车，经时间t2后停下来.请问： 返回目录 物理　必修　第一册 　 （1）汽车加速过程及刹车过程中，加速度的方向相同吗？ 答案　（1）不相同； （2）汽车加速过程和减速过程中运动的位移相同吗？ 答案　（2）不相同. 返回目录 物理　必修　第一册 　 1. 在v－t图像中，图线与坐标轴所围的面积等于物体的位移， t轴上方面积表示位移为正，t轴下方面积表示位移为负. 2. 位移与时间公式x＝v0t＋at2只适用于匀变速直线运动. 3. 公式中x、v0、a都是矢量，应用时必须选取正方向.一般选 v0的方向为正方向.当物体做匀减速直线运动时，a取负值，计 算结果中，位移x的正负表示其方向. 4. 当v0＝0时，x＝at2，即由静止开始的匀加速直线运动的位 移与时间公式，x与t2成正比. 返回目录 物理　必修　第一册 　 【例题1】如图所示，我国的一艘海警船以某一速度离开港 口，前去我国海域进行巡逻执法，离开港口后立即以a＝1 m/s2 的加速度匀加速航行，12 s时间内加速行驶了180 m，请问这艘 海警船离开港口开始加速时的速度是多少？ 返回目录 物理　必修　第一册 　 （1）当v0＝0时，x＝at2.即由静止开始的匀加速直线运动的 位移大小与其运动时间的二次方成正比. （2）当a＝0时，x＝v0t.即加速度为零的运动是匀速直线运动. 解析　以海警船开始加速时的速度方向为正方向，根据x＝v0t ＋at2，解得v0＝－at＝ m/s－×1×12 m/s＝9 m/s. 答案　9 m/s 思维导引：对公式x＝v0t＋at2的理解： 思维导引： 返回目录 物理　必修　第一册 　 【变式1】如图甲所示为某风景区内的一滑道，全长一千多 米，全部采用大理石打磨建造，依山势蜿蜒而下.滑道中某 一段倾斜直道如图乙所示.为了计算该段滑道的长度L，某 同学让一小滑块从该滑道顶端由静止滑下，加速度a＝4 m/s2，已知在到达滑道底端前最后2 s内滑块滑过的距离为 该滑道长度的.求： 返回目录 物理　必修　第一册 　 （1）滑块运动的总时间t及该段滑道的长度L； 解析　（1）由题意知最后2 s前滑块滑过的距离为L，由运 动学公式得L＝at2，L＝a（t－2 s）2，联立解得t＝6 s， L＝72 m. 答案　（1）6 s　72 m （2）滑块到达该滑道底端时的速度v的大小. 解析　（2）滑块到达该滑道底端时的速度v＝at＝24 m/s. 答案　（2）24 m/s 返回目录 物理　必修　第一册 　 考点2　匀变速直线运动的速度与位移的关系 【情境导学】机场在设计跑道时，会根据飞机的相关参数来设 计跑道的长度.若已知飞机的加速度为a，起飞速度为v，则跑 道的长度至少为多长？ 答案　由v2－＝2ax得x＝. 返回目录 物理　必修　第一册 　 1. 适用范围：仅适用于匀变速直线运动. 2. 矢量性：公式中v0、v、a、x都是矢量，应用解题时一定要 先选定正方向，一般取v0方向为正方向： （1）若是加速运动，a取正值，若是减速运动，a取负值. （2）x＞0，位移的方向与初速度方向相同，x＜0位移的方向 与初速度方向相反. （3）v＞0，速度的方向与初速度方向相同，v＜0速度的方向 与初速度方向相反. 返回目录 物理　必修　第一册 　 【例题2】某航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，已知 某型号的飞机在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5.0 m/s2，当飞机的速度达到50 m/s时才能离开航母起飞，设航母 处于静止状态. （1）若要求该飞机滑行160 m后起飞，弹射系统必须使飞机至 少具有多大的初速度？ 返回目录 物理　必修　第一册 　 （2）若该舰上不装弹射系统，要求该型号飞机仍能在此舰上 正常起飞，问该舰身长至少应为多少？ 思维导引：因不涉及时间，直接用公式v2－＝2ax求解位移 或者速度. 答案　D 解析　（1）设弹射系统使飞机具有的初速度至少为v0，由公 式v2－＝2ax，可得v0＝＝30 m/s. 思维导引： 返回目录 物理　必修　第一册 　 （2）如果没有弹射系统，飞机就要从静止开始加速，做匀加 速直线运动，由公式v2＝2ax'，得x'＝＝250 m，即该舰身长 至少为250 m. 答案　（1）30 m/s　（2）250 m 返回目录 物理　必修　第一册 　 【变式2】汽车以36 km/h的速度在平直公路上匀速行驶，刹车 后以2 m/s2的加速度做匀减速直线运动，求： （1）刹车后3 s末的速度大小； 解析　（1）汽车的初速度大小为v0＝36 km/h＝10 m/s，刹车 时间t＝＝5 s， 所以刹车后3 s末的速度大小为 v1＝v0－at1＝4 m/s. 答案　（1）4 m/s　 返回目录 物理　必修　第一册 　 （2）刹车后汽车发生位移16 m所经历的时间； 解析　（2）设汽车发生位移x所经历的时间为t2， 则汽车的位移x＝v0t2－a＝16 m， 解得t2＝2 s或t2＝8 s（舍去）. 答案　（2）2 s 返回目录 物理　必修　第一册 　 （3）刹车后8 s内汽车通过的位移大小. 解析　（3）由于8 s大于汽车的 刹车时间，所以8 s内汽车通过的位移大小为刹车距离，即x1＝ ＝25 m. 答案　（3）25 m 返回目录 物理　必修　第一册 　 课末·随堂演练 1. （位移—时间关系的应用）某辆赛车在一段平直跑道上做 初速度为零的匀加速直线运动，前2 s内的位移是8 m，则 （　　） A. 赛车的加速度是2 m/s2 B. 赛车的加速度是3 m/s2 C. 赛车第4 s内的位移是32 m D. 赛车第4 s内的位移是14 m 答案　D 返回目录 物理　必修　第一册 　 解析　赛车做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移与时间 的关系式x＝at2，解得a＝4 m/s2，选项A、B错误；赛车第4 s 内的位移为前4 s内的位移减去前3 s内的位移，由Δx＝a－ a解得赛车第4 s内的位移为14 m，选项C错误，D正确. 返回目录 物理　必修　第一册 　 2. （位移—时间公式的理解）飞机起飞的过程是由静止开始 在平直跑道上做匀加速直线运动的过程.飞机在跑道上加速到 某一速度时离地升空飞行.已知飞机在跑道上加速前进的距离 为1 600 m，所用时间为40 s，则飞机的加速度a和离地速度v分 别为（　　） A. 2 m/s2、80 m/s B. 2 m/s2、40 m/s C. 1 m/s2、40 m/s D. 1 m/s2、80 m/s 答案　A 解析　根据x＝at2，解得a＝＝ m/s2＝2 m/s2，飞机离 地速度为v＝at＝2×40 m/s＝80 m/s，选项A正确. 返回目录 物理　必修　第一册 　 3. （速度—位移关系式的应用）一辆汽车在平直公路上以72 km/h的速度匀速行驶，遇到紧急情况需要刹车，刹车时加速度 大小为4 m/s2，则汽车从刹车开始到停止通过的距离为 （　　） A. 20 m B. 40 m C. 50 m D. 100 m 答案　C 解析　由题意可知，汽车的初速度为v0＝72 km/h＝20 m/s，末 速度为0，加速度a＝－4 m/s2，由速度—位移关系式可得，通 过的距离为x＝＝ m＝50 m，选项C正确. 返回目录 物理　必修　第一册 　 4. （速度—位移关系式的应用）飞机着陆后以6 m/s2的加速度 做匀减速直线运动直至静止.其着陆速度为60 m/s，求： （1）飞机着陆过程中滑行的距离； 解析　（1）取初速度方向为正方向， v0＝60 m/s，a＝－6 m/s2，v＝0， 由v2－＝2ax得x＝＝ m＝300 m. 答案　（1）300 m 返回目录 物理　必修　第一册 　 （2）飞机着陆过程中最后4 s内滑行的位移大小. 解析　（2）匀减速直线运动速度减到零，其逆过程为初速度为零的匀加速直线运动，a'＝6 m/s2 飞机最后4 s内滑行的位移x'＝a't2＝×6×42 m＝48 m. 答案　（2）48 m 返回目录 物理　必修　第一册 　 课时作业（八） 返回目录 物理　必修　第一册 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 $$