2.3 匀变速直线运动的规律 课件-2024-2025学年高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册

2.3 匀变速直线运动的规律 科学研究方法 特殊 一般 自由落体运动 匀变速直线运动 比较下列运动与自由落体运动的不同 方向不同 加速度大小不同 有加速运动， 还有减速运动。 自由落体运动是一种特殊的初速度为零的匀加速直线。 加速度 a等于不为零的任何情况， 且是恒值 速度和时间 位移和时间 速度和位移 重力加速度g 一初速度为零的匀变速直线运动的规律 P40.某机场起飞跑道长度为 l，我国自行研制的大型客机 C919 将在该跑道起飞，飞机起飞速度为 v。假设飞机从静止开始加速到起飞速度v的过程为匀加速直线运动，飞机正常起飞所需的加速度 a至少应多大？ 1.速度和时间的关系 v t o v0 vt 二初速度不为零的匀加速直线运动的规律 2.位移和时间的关系，已知v0、t、a 方法1：梯形求法 v t o v0 vt vt= v0+at t 平均速度 2位移和时间的关系，已知v0、t、a 方法2：面积分为矩形和三角形 v t 矩形面积 x1=v0Δt 三角形面积 Δv Δt t Δv= aΔt 3位移和速度的关系，已知v0、 vt 、x、a 消去参数t 做匀加速直线运动的物体，加速度保持不变。 物体具有恒定加速度时其速度一定增加吗？ a，v方向相同;加速 a，v方向相反;减速 由于匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度都保持不变， 所以又被统称为匀变速直线运动。 公式的矢量性 速度和时间 位移和时间 速度和位移 在确定正方向后，我们便可用“正”“负”号表示位移、速度、加速度的方向、这样，匀减速直线运动就与匀加速直线运动的规律相同了，它们统称为匀变速直线运动的规律。 例题：汽车以100 km/h的速度行驶于高速公路上的平直车道内。驾驶员突然发现前方100 m处发生了交通事故，在不宜变换车道的情况下随即紧急制动。若汽车刹车性能良好，可在5 s内刹停。试分析该汽车是否会发生交通事故。 解：将驾驶员紧急制动后汽车的运动视为匀减速直线运动。以车前进的方向为正方向，已知汽车的初速度v0 = 100 km/h ≈ 27.8 m/s，刹停时汽车的末速度v = 0 m/s，运动时间t = 5 s，由 可得汽车制动的加速度 因为x = 69 m ＜ 100 m，所以该汽车不会发生交通事故。 加速度a＜0是因为其方向与车前进的方向相反。 = 变式训练1：汽车以100 km/h的速度行驶于高速公路上的平直车道内。驾驶员突然发现前方100 m处发生了交通事故，反应了0.5s后在不宜变换车道的情况下随即紧急制动。若汽车刹车性能良好，可在5 s内刹停。试分析该汽车是否会发生交通事故。 因为x = 82.9 m ＜ 100 m，即使没有发生车祸但是已经很危险 反应阶段可以看做是匀速直线运动 v0 = 100 km/h ≈ 27.8 m/s = 刹车阶段情况不变 变式训练2：汽车以100 km/h的速度行驶于高速公路上的平直车道内。驾驶员突然紧急制动。以5m/s2的加速度刹停。试分析该汽车6s之后的位移是多少。 这样计算对吗 规定了不同的正方向 √ 因为汽车在6s还没到的时候已经停止，所以上述计算不正确。 已知汽车的初速度v0 = 100 km/h ≈ 27.8 m/s，a=-5m/s2 刹车阶段可以近似看做匀变速直线运动 例题：自行车的加速度为 2m/s2，自静止出发，经3s后改做匀速直线运动，又向前运动了20 s，求在这 23s 内自行车的总位移。 请用图像法 初速度为零的匀加速直线运动具备以下特点： 从静止开始，瞬时速度与时间成 v t o v2 因为 v1 v3 v4 v5 t2 t1 t3 t4 t5 当 所以 正比 前1个T内，前2个T内，前3个T内···前n个T的位移之比： v o t 前1秒 前2秒 前3秒 前4秒 前5秒 在第1个T内 、第2个T、第3个T……第n个T内的位移之比为: v o t 第1秒内 第2秒内 第3秒内 第4秒内 第5秒内 v o t 1份位移 2份位移 3份位移 4份位移 5份位移 1 4. 经过1个x，2个x，3个x···n个x的时间之比： 5. 经过第1个x、第2个x 、第3个x 、第n个x的时间之比为 中时速度和中点速度 = 1.公式： ，适用于任何形式的运动； 2.公式： ，适用于匀变速直线运动,匀速直线运动； 3.公式： ，适用于匀变速直线运动,匀速直线运动； v0 0 t/s t v v/(m∙s-1) vt/2 中时速度和中点速度 =2ax/2=ax =2ax/2=ax = = v0 0 t/s t v v/(m∙s-1) vx/2 = = < v0 0 t/s t v v/(m∙s-1) vt/2 vx/2 v0 0 t/s t v v/(m∙s-1) vt/2 vx/2 典型例题1：变色龙捕食时，以闪电般的速度伸出长舌头，准确捕捉猎物。变色龙的舌头最大速度每秒可移动约6 m，伸长距离可达身长的1.5倍。变色龙在某次捕食时，其舌头伸出30 cm，且在 0.1 s内就粘住猎物。估算该变色龙舌尖弹射的加速度大小。 变色龙 你认为跟实际情况有哪些差异？ 你认为跟实际情况有哪些差异？ O 0.1 t/s v/m·s-1 6 ①若是一直加速运动，则有如下图像 O 0.1 t/s v/m·s-1 6 ②若是先加速，后匀速运动 ③若是先匀加速，后匀减速运动 O 0.1 t/s v/m·s-1 6 变式训练1：若超市的自动门（阴影部分）移动时所受加速度恒为2m/s2，开门过程共右移1.6m，如图所示。已知门的质量为25kg，宽为1.6m，则开门所用的时间是?（若最大速度为1m/s） 1.6m 1.6m O t t/s v/m·s-1 t= 小球竖直上抛 m v 1、定义：物体以初速度v0竖直向上抛出后，只在重力作用下的运动。 2、规律：以v0方向为正方向 上升到最高点的时间: 上升的最大高度: 小球竖直上抛 m v 运动过程具有对称性。 向上做匀减速运动，向下做自由落体运动。 t v v0 -v0 0 $$