2.4 匀变速直线运动规律的应用 课件-2024-2025学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

第二章 匀变速直线运动的规律 第四节 匀变速直线运动规律的应用 目 录/ 1. 学习目标 2. 情景导入 3. 新课讲解 4. 小试牛刀 5. 课堂小结 PART 01 学习目标 学习目标 1.理解匀变速直线运动的速度与位移的关系 2.会运用所学知识推导匀变速直线运动中速度与位移的关系 3.能运用匀变速直线运动的速度与位移的关系对问题进行分析和计算 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 4 PART 02 情境导入 飞机跑道长度，与匀变速直线运动有什么关系呢？ 根据机场的等级和自然条件，且为适应不同性能飞机的起降，对机场跑道长度有不同的要求。如大型飞机要求有较长的起降跑道，所以不能在小机场起降；我国西藏昌都地区海拔4334 m，位于此地的邦达机场的跑道长达5500 m，是当今世界上海拔最高、跑道最长的机场。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 PART 03 新课讲解 v0 t O vt x 匀变速直线运动 速度与时间的关系式 位移与时间的关系式 如果不知道时间，怎么求位移？ 匀变速直线运动速度与位移的关系 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 速度—时间公式 位移—时间公式 ① ② 可得 v2－v02＝2ax ③ 将③式代入②式，有 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。 推导速度与位移的关系式 v＝v0＋at x＝v0t＋ 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 匀变速直线运动速度与位移的关系 v2－v02＝2ax ①公式的适用条件：公式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，当其中任意三个物理量已知时，可求另一个未知量。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 匀变速直线运动速度与位移的关系 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 (初速度为零的匀加速直线运动)。 (2)当 v=0 时，－v02＝2ax (末速度为零的匀减速直线运动)。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 某型号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平直跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0 m/s2，当飞机的速度达到50 m/s时才能离开航空母舰起飞，设航空母舰始终处于静止状态。问： (1)若某舰上不装弹射系统，要求该型号飞机仍能在此舰上正常起飞，该舰身长至少为多长？ 导 练 答案　250 m 不装弹射系统时，飞机从静止开始做匀加速直线运动，由 可知该舰身长至少为 飞机起飞问题 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 (2)若要求该飞机滑行160 m后起飞，弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？ 答案　30 m/s 设弹射系统使飞机具有的初速度为v0，由 可知 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 某战机着陆后以大小为6 m/s2的加速度做匀减速直线运动，且其着陆速度为60 m/s，求它着陆后12 s内滑行的距离。 答案　300 m 刹车中的位移问题 由 可知，可求出从战机着陆到停止所用时间 ， 由此可知战机在12 s 内不是始终做匀减速直线运动，它在最后 2 s内是静止的，故它着陆后12 s 内滑行的距离为 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 刹车类问题的分析思路： 汽车刹车、飞机降落后在跑道上滑行等都可简化为单方向的匀减速直线运动，当速度减小到零后，就停止运动，在计算这类运动的位移时，应先计算出速度减小到零所用的时间t0。 ②如果 t0 > t，时间 t 内运动还未停止，则应用题目中的 t 直接求解位移 ①如果 t0 < t，加速度的大小为 a，则不能用题目所给的时间 t 求解位移，此时运动的最长时间为 ，最大距离为 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 逆向思维法的应用 物体做匀减速运动，末速度为零时，可以采用逆向思维法，将物体匀减速到零的运动看成是初速度为零的匀加速运动，从而使问题的解答更简便。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 射击时，燃气膨胀推动弹头加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动，设子弹的加速度 a = 5×105 m/s2，枪筒长 x = 0.64 m。求子弹在枪管内的运动时间，及射出枪口时的速度。 子弹在枪管内的运动时间 答案　1.6×10-3 s 800 m/s 由 可知，可求出从战机着陆到停止所用时间 ， 进而有 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 解：以子弹射出枪口时速度 v 方向为正方向 位移公式： 速度公式: v＝v0+at v ==800 m/s 此类问题中，时间 t 只是一个中间量，试着用一步求得子弹射出枪口的速度 v2－v02＝2ax 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 PART 04 小试牛刀 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 1.某一物理兴趣研究小组让一个玩具电动飞机由静止开始沿直线运动，得到速度随位移变化的图线关系，如图所示，可将该玩具电动飞机视为质点，关于该玩具电动飞机的运动下列说法正确的是( ) A.质点做匀加速直线运动 B.质点做加速度逐渐减小的加速运动 C.质点运动 过程中的平均速度小于 D.质点运动 过程中的平均速度大于 C 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 答案：C 解析：AB、从图可知，s与v成正比，即 是比例系数(常量)，根据 ，显然加速度与速度成正比，随着速度增大，质点的加速度增大，所以质点做加速度逐渐增大的变加速运动，故AB错误; CD、根据 图象的斜率等于加速度，图象与时间轴所围的面积表示位移，由于质点的加速度逐渐减小，知该质点通过的位移小于相等时间内匀加速直线运动的位移，所以该质点的平均速度小于匀加速直线运动的平均速度 ，故C正确，D错误。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 2.甲、乙两辆汽车同时同地出发，沿同方向做直线运动，两车速度的二次方 随x的变化图像如图所示，下列说法正确的是( ) A.汽车甲停止前，甲、乙两车相距最远时，甲车的位移为6 m B.汽车甲的加速度大小为 C.汽车甲、乙在 时相遇 D.汽车甲、乙在 处的速度大小为 D 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 答案：D 解析：由图可知B错误；汽车甲停止前，甲，乙两车相距最远时速度相等 即 ，解得 。此时甲的位移为 ，A错误； 甲从开始到静止运动的时间为 当 时，甲车已停下，则位移为3 s内的位移，由题图知 当 时，乙车的位移 ，故两车在 时并未相遇，C错误； 由题图知在 处甲、乙两车的速度大小相等，对乙分析，根据速度和位移的关系式可知 ，代入数据得 ，D正确。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 3.（多选）雾霾天气对公路、铁路、航空、航运等均产生重要影响，雾、霾会造成空气质量下降，影响生态环境，给人体健康带来较大危害，在我国治理雾霾已刻不容缓，在一大雾天，一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵，如图所示，a、b分别为小汽车和大卡车的 图象，以下说法正确的是( ) A.因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾 B.在 时追尾 C.在 时追尾 D.若刹车不失灵不会追尾 CD 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 解析：ABC.从图像中可以看出，小汽车刹车失灵前的加速度 刹车失灵后的加速度 ，假设能追尾，设追尾时间为t，则小汽车刹车失灵前的位移 ，小汽车刹车失灵后的位移 ，大卡车的位移 。由 得 则假设成立，故AB错误，C正确； D.如果刹车不失灵，则在 时两车速度相同，此时小汽车的位移 大卡车的位移 故这时没有追尾，以后两车间距会越来越大，更不会追尾，故D正确。 PART 05 课堂小结 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 ① 匀变速直线运动的速度与位移关系 （1）公式 的推导 因为 ， ，消去 t ，可得 （2） 是矢量式，式中 v0、vt、a、x 均为矢量，使用公式时应先规定方向，一般以 v0 的方向为正方向. （3）特例 ①当初速度 v0 = 0 时， ， 物体做初速度为零的匀加速直线运动. ②当末速度 v = 0 时， ， 物体做匀减速直线运动直到停止. 1 不用考虑时间 t ，方便解题 速度 a不变 时间 位移 ？ 感谢观看 at2 $$