第一章专题一：位移图像和速度图像 课件-2024-2025学年高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册

第一章 运动的描述 专题一：位移图像和速度图像 行动是成功的阶梯，行动越多，登得越高。 1.理解x-t图像的特点，知道不同的x-t图像描述的运动状态。 2.理解v-t图像的特点，知道不同的v-t图像描述的运动状态。 3.感悟数学知识在物理中的应用，体会各学科间的联系。 学习目标 学习困惑 1.x-t图像的理解和应用不熟练。 2.v-t图像的理解和应用不熟练。 分析位移x—时间t图像与速度v—时间t图像的各段运动情况： 匀速 静止 反向匀速 匀加速 匀速 匀减速 反向匀加速 0 t t1 t2 v v1 x x1 0 t t1 t2 起 点 初 速 度 自主学习检测 自主学习检测 右图是一个物体向东运动的速度图象． 由图可知： 在0～10 s内物体的加速度大小是____ ， 方向是_______； 在10～40 s内物体的加速度为______； 在40～60 s内物体的加速度大小是 ， 方向是________． 3m/s2 向东 0 1.5m/s2 向西 机械运动：物体的空间位置随时间变化的运动 质点 参考系 坐标系 时刻 时间间隔 位移 知识脉络 速度 加速度 6 P V 0 比较项目 x-t图像 坐标轴 截距 斜率 交点 拐点 面积 困惑一：位移-时间（x-t）图像的具体分析 ①位移-时间图像的物理意义？ ②表中各空？ ③仅凭x-t图像是曲线，是否能判断质点做匀变速直线运动？ ④某一图像某点的切线的意义？ 0 x t 乙 图像交点：甲乙相遇 图像拐点：t=14s时，丁运动方向改变 2.交点和拐点 困惑一：位移-时间（x-t）图像的具体分析 -20 t/s 5 10 15 20 25 0 20 40 60 80 x/m 甲 丙 丁 14 1.截距 纵截距： t=0s时刻物体的位置 横截距：物体出发时或回到原点时的时刻 t/s 5 10 15 20 0 20 40 60 80 x/m t1 t2 x1 x2 图像的倾斜程度叫做：斜率 （用字母k表示） 可知斜率表示的就是物体运动的速度v 3. 斜率 困惑一：位移-时间（x-t）图像的具体分析 图像斜率的大小表示物体运动的速度v的大小 图像斜率的正负表示物体运动的速度v的方向 P 比较项目 x-t图像 坐标轴 横轴表示时间,纵轴表示位移 斜率 质点运动的速度 截距 纵截距：质点的初始位置 横截距：质点出发或回到原点的时刻 交点 两质点相遇 拐点 运动方向发生了改变. 面积 没有实际物理意义. 点拨提升1：位移-时间（x-t）图像的具体分析 0 x t 1、物理意义：直观反映直线运动的质点位移随时间的变化。 2、如右表： 3、仅凭x-t图像是曲线，不能判断质点做匀变速直线运动。 4、某图像某点的切线意义：切点处的瞬时速度。 C C 如图，折线是表示物体甲从A地向B地运动的x－t图象，直线表示物体乙从B地向A地运动的x－t图象，则下列说法正确的是(　　) A．在2～6 s内甲做匀速直线运动 B．乙做匀速直线运动，其速度大小为5m/s C．从计时开始至甲、乙相遇的过程 中，乙的位移大小为60m D．在t＝8s时，甲、乙两物体的速度 大小相等 学以致用1 B 学以致用2 B 学以致用3 A P V 0 v 0 t 比较项目 v-t图像 坐标轴 斜率 纵截距 交点 拐点 面积 困惑二：速度-时间（v-t）图像的具体分析 ①速度-时间图像的物理意义？ ②表中各空？ ③仅凭v-t图像能否判断质点的出发点？ ④某一图像某点的切线的意义？ ⑤在v-t图像中可以获取直线运动哪些信息？ 甲 乙 甲乙相遇 甲乙速度相同 2. 交点 -20 t/s 5 10 15 20 25 0 20 40 60 80 v/（m/s） 1. 截距 纵截距： t=0s时物体运动的速度 横截距： 速度为零时的时刻 困惑二：速度-时间（v-t）图像的具体分析 3. 拐点 丙 丙的加减速发生改变 图像的斜率k表示加速度 t/s 5 10 15 20 25 0 20 40 60 80 v/m•s-1 △t △V t1 t2 v1 v2 4. 斜率 困惑二：速度-时间（v-t）图像的具体分析 斜率的大小表示加速度的大小； 斜率的正负表示加速度的方向。 加速度在不断发生变化 在A点的加速度为过A点所做图像切线斜率 拓展提升：对v—t图象的深入理解 图线a表示加速度逐渐减小的加速运动 图线b表示加速度不变的加速运动 图线d表示加速度逐渐增大的减速运动 图线e表示加速度逐渐增大的加速运动 图线a、b、c速度方向为正方向， 图线d、e速度方向为负方向 图线a、b、e的加速度方向和速度方向相同，为加速运动图线c、d的加速度方向和速度方向相反，为减速运动 请说出f的运动情况！ f 图线c表示加速度逐渐减小的减速运动 ★小组合作探究1：由v-t图像计算质点的位移 （1）若物体以速度v做匀速直线运动，经过时间t，位移x如何计算？在v-t图像中，这段位移对应的是什么？ （2）若物体先以速度v1做匀速直线运动，经过时间t1，再以速度v2做匀速直线运动，经过时间t2，位移x如何计算？在v-t图像中，这段位移对应的是什么？ x=vt 图像与横坐标围成的面积 x=v1t1+v2t2 图像与横坐标围成的面积 v t 0 t4 t1 t2 t3 v t 0 t8 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 面积=位移 v t 0 t v0 v 极限思想 ★小组合作探究1：由v-t图像计算质点的位移 结论：v-t图像中图线与横坐标围成的面积表示物体这段时间内发生的位移 面积在横坐标以上：位移为正 面积在横坐标以下：位移为负 例题：6s内该物体的位移为多少？路程为多少？ ★小组合作探究1：由v-t图像计算质点的位移 拓展提升：对图像斜率、面积的认识 ★合作探究2： （3）根据所学数学知识，0、1、2、3……10的平均值是多少？你是如何计算的？你有什么简单的计算方法？ （4）若物体做匀加速直线运动，初始时刻速度大小为v1，经过时间t，速度大小变为v2，v-t图像如右图，则这段时间内物体的平均速度为多少？结合平均速度定义式计算这段时间内物体的位移为多少？在v-t图像中，这段位移对应的是什么？ 线性函数的平均值： 适用条件：匀变速直线运动 图像与横坐标围成的面积 V 比较项目 v-t图像 坐标轴 横轴表示时间,纵轴表示速度 斜率 质点运动的加速度 纵截距 纵截距：质点的初速度 横截距：速度为零时的时刻 交点 两质点在此时刻速度相同 拐点 加速或减速的变化 面积 表示位移 点拨提升2：速度-时间（v-t）图像的具体分析 v 0 t 1、物理意义：直观反映直线运动的质点速度随时间的变化。 2、如右表： 3、仅凭v-t图像不能判断质点的出发点。 4、某一图像某点的切线的意义：加速度瞬时值 5、在v-t图像中可以获取直线运动：表中的所有信息。 点拨提升3:运动学图像的“六看” x－t 图像 v－t 图像 轴 线 斜率 面积 纵截距 交点 纵轴--位移 横轴--时间 纵轴--速度 横轴--时间 位移和时间的关系 速度和时间的关系 该点的瞬时速度 该点的加速度 无意义 位移 初位置 初速度 两物体该时刻相遇 两物体该时刻速度相等 【即时训练3】（多选）某质点做直线运动的v-t图象如图所示，由图可知(　　) A.4 s末至6 s末速度方向为负 B.6 s内运动方向始终不变 C.在2～4s内质点的位移是12m D.质点在加速过程中的加速度比减速运动 过程中的加速度大 BC 【即时训练4】（多选）如图是A、B两物体从同一地点出发，沿相同的方向做直线运动的v－t图象，由图可知（ ） A.A比B迟5s出发 B.第15s末A、B两物体相遇 C.前10s内A的位移比B的位移大50m D.A的加速度大小为2m/s2 AD 如图所示为一个质点做直线运动的v－t 图像， 下列判断正确的是（　　） A.质点在10～12 s内位移为6 m B.质点在8～10 s内的加速度最大 C.质点在11 s末离出发点最远 D.质点在8～12 s内的平均速度为4.67 m/s 学以致用4 C C 学以致用5 （多选）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v-t图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶，则（ ） A.在t=1s时，甲车在乙车后 B.在t=0时，甲车在乙车前7.5m C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间 沿公路方向的距离为40m 学以致用6 BD ★★ 6.如图所示为物体做直线运动的v－t图象。若将该物体的运动过程用x－t图象表示出来(其中x为物体相对出发点的位移)，则下面的四幅图描述正确的是(　　) 【当堂检测】 C 点拨提升3：读图获取解题信息 利用渐近线可以求出该物理量的极值或确定它的变化趋势 转折点表示物理量发生突变，满足不同的函数关系式，如v­t图象中速度由增变减，表明加速度突然反向 交点往往是解决问题的切入点，注意交点表示物理量相等，不一定代表物体相遇 第三层 分析交点、转折点、 渐近线 最常见的是v­t图象中图象与时间轴所围面积表示位移，但要注意时间轴下方的面积为负，说明这段位移与正方向相反 斜率通常能够体现某个物理量(如v­t图象的斜率反映了加速度)的大小、方向及变化情况 图线在坐标轴上的截距表示运动的初始情况 第二层 理解截距 斜率面积 (1)确认纵、横坐标轴对应的物理量及其单位 (2)注意纵、横坐标是否从零刻度开始 第一层 关注坐标轴 B 学以致用7 x-t图像 v--t图像 图 像 物理意义 反映位移（位置）随时间的变化关系 反映速度随时间的变化关系 运动图象“六看”： 看“轴““线”“斜率”“面积”“截距”和“特殊点” 整体建构 $$