2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第二章 匀变速直线运动的研究 第三节 匀变速直线运动的 位移与时间的关系 1 1.物理观念：理解匀变速直线运动的位移与时间的关系、速度与位移的 关系，并会用公式解决匀变速直线运动的实际问题 2.科学思维：体会位移公式的推导方法，感受极限思想的运用 3.科学探究：经历匀变速直线运动的位移与时间、速度与位移关系式的 推导过程 4.科学态度与责任：掌握利用图像分析匀变速直线运动问题的思维方法 教学目标 匀速直线运动的 图象中， 图线和时间轴所包围的面积表示位移。 匀变速直线运动的位移 同样，匀变速直线运动的 图象中，图线和时间轴所包围的面积也表示位移。 匀变速直线运动的 图象中，面积表示位移。如图所示的图象中，面积属于几何图形梯形，得， 匀变速直线运动的位移与时间的关系 ,根据图象可以看出，运动的初速度为，末速度为 ，它们之间的关系为 带入面积表达式得， 总结可得，位移公式为 位移与时间的关系： 匀变速直线运动的位移与时间的关系 当初速度=0时，公式简化为 想一想：表达式中初速度v0是不是一定代正值？ 答：不一定。我们通常规定初速度方向为正方向，此时初速度v0一定代正值。若规定加速度方向为正，则物体加速时，初速度代正值；若物体减速，初速度代负值。 例题1：航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得10m/s的速度后，由机上发动机使飞机获得25m/s2的加速度在航母跑到上匀加速前进，2.4s后离开升空，飞机匀加速滑行的距离是多少？ 匀变速直线运动的速度与位移的关系 目前我们学习了匀变速直线运动的两个公式，分别是速度公式和位移公式，这些公式都带时间，如果没有时间的情况下怎么用更简单的方法进行相关的计算呢？ 从匀变速直线运动的速度公式和位移公式中，消去时间就得到位移速度表达式： ① ② ①带入②得 匀变速直线运动的基本公式 速度时间关系式（速度公式）： 位移时间关系式（位移公式）： 速度位移关系式： 描述匀变速直线运动的物理量有初速度、末速度、加速度、位移、时间，它们时间的关系为： 当=0时 注意事项 2.物体做加速运动时，a 取正值；做减速运动时，a 取负值。 1.描述匀变速直线运动的物理量初速度、末速度、加速度、位移都是矢量，所以计算前确定正方向。一般初速度方向制定为正方向。 3.当每一个公式中，其中三个物理量已知时，可求第四个未知的量；也可以列方程组进行计算。 4.分析匀减速直线运动时，首先要确定物体运动所用的时间，从而判断所要求的时间段来求速度或位移符不符合题意。 5.分析任何匀变速直线运动时，首先分阶段进行运动分析，确定那一时间段做匀加速，那一时间段做匀减速或匀速直线运动。 例题2：我们都知道，国歌从响起到结束的时间是46 s，天安门广场上的国旗杆的高度为28.3m，代表中国共产党建党到新中国成立的28年3个月时间。假设国歌响起同时国旗静止开始向上做匀加速运动5 s，然后匀速运动，最后匀减速运动5 s到达旗杆顶端，速度恰好为零，此时国歌结束。求： (1)国旗匀加速运动的加速度大小； (2)国旗匀速运动的位移。 匀减速 匀加速 匀速 28.3m 例题3：已知，汽车在高速上行驶限速120 km/h。由于雾霾的影响，某人开车在高速公路上行驶时，能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为50 m，该人的反应时间为0.5 s，汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为5 m/s2，为安全行驶，汽车行驶的最大速度是 如不保持距离，可能出现严重交通事故 反应距离 刹车距离 安全距离50m 反应时间里继续做匀速直线运动 例题4：汽车在路上出现故障时，为了安全应在车后放置三角警示牌，以提醒后面驾车的司机，减速安全通过。大雾天气有一两汽车因故障停驶，后面有一小轿车以30 m/s的速度向前驶来，由于有大雾视线不好，小轿车驾驶员只能看清前方50 m的物体，并且他的反应时间为0.6 s，制动后最大加速度为5 m/s2。求： (1)小轿车从刹车到停止所用的最短时间； (2)三角警示牌至少要放在车后多远处，才能有效避免两车相撞。 能见距离=50m 警示牌到车后的距离 反应位移 刹车位移 例题5：一列火车从静止开始做匀加速直线运动，一人站在第一节车厢前端的路旁观测，第一节车厢通过他历时2 s，整列火车通过他历时6 s，则这列火车有几个车厢？ 整个火车通过人历时6s 第一节车厢通过人历时2s $$