2.2 位移变化规律 课件 2024-2025学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

第二节 位移变化规律 第二章 匀变速直线运动 目录 学习目标 01 情景导入 02 新课讲解 03 小试牛刀 04 课堂小结 05 学习目标 学习目标 1.能用公式、图像等方法研究匀变速直线运动，具有与直线运动相关的初步的运动观念。 2.用科学研究中的极限方法分析物理问题，通过推理，获得结论。 3.经历公式的推导过程，体会数学思维在研究物理问题中的重要作用。 4.通过观察生活中的匀变速直线运动，感受物理来源于生活的思想。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 4 情境导入 匀速直线运动 匀速直线运动的位移为 恰好等于 v-t 图线与横坐标轴所围成图形的面积。 匀变速直线运动 匀变速直线运动的位移是不是也等于 v-t 图线与横坐标轴所围成图形的面积? O t/s v/(m/s) O t/s v/(m/s) 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 新课讲解 匀速直线运动：速度保持不变 结论：匀速直线运动的位移就是 v–t 图像中着色部分的矩形“面积” 4 m/s 2 s O t/s v/(m/s) 复习：匀速直线运动的位移与时间的关系 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：速度随时间均匀变化 O t/s v/(m/s) O t/s v/(m/s) 将匀变速直线运动看作多个匀速直线运动后 以多个匀速直线运动的位移和为匀变速直线运动的位移 t1 t2 t3 t4 t5 v1 v2 v3 v4 v5 知识点一：匀变速直线运动的位移与时间的关系 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 用初始时刻速度代表平均速度 速度在均匀增大，估算的位移比实际位移小 O t/s v/(m/s) t1 t2 t3 t4 t5 v1 v2 v3 v4 v5 那么该如何更精确地求得匀变速直线运动的位移呢？ 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 x＝x1＋x2＝16 m x＝x1＋x2＋x3＋x4＝20 m x1 x2 x3 x4 分割成2段 分割成4段 x1 2 每个过程速度增加量较大，估算的位移仍旧小于实际位移 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 x＝x1＋x2＋…＋x7＋x8＝22 m 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 x1 x3 x4 x6 x7 x8 分割成8段 分割成16段 x＝x1＋x2＋…＋x15＋x16＝23 m 分割的段数越多，多个小矩形的面积之和与真实的位移差越小 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 将运动过程分成n段，n越大，Δt越小，分割的就越细，每段的运动就越接近匀速直线运动，n个矩形面积之和与真实位移误差越小. ∆t→0 ∆t 内的初末速度几乎一样大，当作匀速直线运动来处理误差微乎其微， n→∞ 小矩形的面积之和与真实的位移差无限接近 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 t 0 v0 vt 位移 = 梯形“面积” 无限分割 小矩形的面积之和能非常精确地代表物体的位移 小矩形合在一起形成一个梯形 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 知识点二：匀变速直线运动的位移与时间的关系 —公式推导 匀变速直线运动是速度均匀增大或均匀减小的直线运动， 故物体做匀变速直线运动的平均速度等于初、末速度之和的一半 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 (1)公式中各个量的意义 匀变速直线运动。 (2)适用条件： (3)矢量性： 公式x＝v0t＋1/2at2为矢量式，其中的x、v0、a都是矢量，应用时必须选取统一的正方向。 位移 时间 加速度 初速度 时间 匀变速直线运动位移公式的理解 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 在 v­t 图像中，图线与时间轴所围成的“面积”表示物体的位移，所以已知v-­t图像求位移时采用“面积”法计算，可以快速解题。 (5)利用 v­t 图像的“面积”求物体的位移 (4)两种特殊形式 ①当a＝0时，x＝v0t→匀速直线运动的位移公式。 ②当v0＝0时，x＝1/2at2→由静止开始的匀加速直线运动的位移公式。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 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 小试牛刀 课堂小结 ① 匀变速直线运动的位移与时间关系 （1） 为矢量式，一般规定 v0 的方向为正方向. （2）特例 ①v0 = 0 时， ，物体做初速度为零的匀加速直线运动. ②a = 0 时，x = v0t，物体做匀速直线运动. (3)匀变速直线运动的平均速度 ，也等于中间时刻的瞬时速度 1 公式中的 x 、v0 、v 、a 这些物理量必须相对于同一参考系 若题设重给出 x = mt+nt2 （其中 m、n 都为已知量），通过比较公式 可得出 v0 = m，a = 2n 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 ① 某段位移中间位置的瞬时速度为 ，此公式仅适用于匀变速直线运动. 3 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 感谢您的耐心观看 $$