第2章 第2节 位移变化规律(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一物理必修第一册（鲁科版2019）

第2节　位移变化规律 1.位移公式:s=vt。 2.在v-t图像中表示位移 对于匀速直线运动,物体的位移在数值上等于v-t图线与对应的时间轴所包围的矩形的面 积。如图所示,矩形面积就等于物体0~t1时间内的位移。   知识点 1 匀速直线运动的位移 知识 清单破 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 1.在v-t图像中表示位移 (1)微元法推导 ①把物体的运动分成几个小段,如图甲,每段位移≈每段起始时刻速度×每段的时间=对应 矩形面积。所以,整个过程的位移大小≈各个小矩形面积之和。   ②把运动过程分为更多的小段,如图乙,各个小矩形的面积之和可以更精确地表示物体在整 个过程的位移。 知识点 2 用匀变速直线运动的位移 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 ③把整个过程分得非常非常细,如图丙,小矩形合在一起成了一个梯形,梯形的面积就代表 物体在相应时间内的位移。   (2)结论:做匀变速直线运动的物体的位移对应着v-t图像中的图线与对应的时间轴所包围的 面积。 2.位移与时间的关系 v-t图像中图线与t轴围成的“面积”数值上等于位移大小:s= (v0+vt)t 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 速度公式:vt=v0+at 联立解得s=v0t+ at2 3.对位移公式s=v0t+ at2 的理解 (1)适用条件:匀变速直线运动。 (2)公式s=v0t+ at2为矢量式,其中的s、v0、a都是矢量,应用时必须选取统一的正方向,一般 选初速度v0的方向为正方向: ①匀加速直线运动,a取正值;匀减速直线运动,a取负值。 ②若位移为正值,位移的方向与规定的正方向相同;若位移为负值,位移的方向与规定的正 方向相反。 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 (3)两种特殊形式 ①当a=0时,s=v0t(匀速直线运动)。 ②当v0=0时,s= at2(由静止开始的匀变速直线运动)。 4.匀变速直线运动中相邻相等时间T内的位移差Δs=aT2 推导:s1=v1T+ aT2 s2=v2T+ aT2=(v1+aT)T+ aT2 Δs=s2-s1=aT2。 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 1.s-t图像:以时间t为横坐标,以位移s为纵坐标,描述位移随时间变化情况的图像。 2.常见的s-t图像 (1)静止:一条平行于时间轴的直线。 (2)匀速直线运动:一条倾斜的直线。 (3)初速度为0的匀加速直线运动(a>0):顶点过坐标原点开口向上的抛物线。 知识点 3 用图像表示位移（s-t图像） 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 1.公式: - =2as。 2.推导 速度公式vt=v0+at。 位移公式s=v0t+ at2。 由以上公式可得: - =2as。 3.对速度-位移关系式的理解 (1)速度与位移的关系式: - =2as为矢量式,应用它解题时,一般先规定初速度v0的方向为 正方向: ①物体做匀加速运动时,a取正值,做匀减速运动时,a取负值; ②位移s>0,说明物体通过的位移方向与初速度方向相同;s<0,说明位移的方向与初速度的 知识点 4 位移与速度的关系式 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 方向相反。 (2)适用范围:匀变速直线运动。 (3)特例 ①当v0=0时, =2as 物体做初速度为零的匀加速直线运动。 ②当vt=0时,- =2as 物体做匀减速直线运动直到静止。 (4)中间时刻与位移中点的瞬时速度 ①中间时刻的瞬时速度  =v0+a× = + + =  第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 时间t内的平均速度  = = =v0+ at= =  即匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于此段时间中间时刻的瞬时速度。 ②位移中点的瞬时速度  - =2a× 、 - =2a×  联立得 =  第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 1.以相同的速度行驶,干燥天气和雨雪天气的刹车距离相同。 (　    ) 干燥天气和雨雪天气,汽车刹车的加速度大小不同,由 - =2as知,两种情况下的刹车距离 不同。 2.反应时间内,汽车做匀减速运动。 (　    ) 反应时间内,汽车做匀速直线运动。 3.酒后驾车,最大的危险是反应迟钝,相对停车距离长。 (　    ) 4.前后两车避免相撞的临界状态是两车处于相同位置时,前车速度大。 (　    ) 前后两车避免相撞的临界状态是两车处于相同位置时,速度相等。 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 ✕ ✕ ✕ √ 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 汽车刹车时的安全距离必须大于或等于停车距离,而停车距离指反应距离和刹车距离之和。 (1)对反应时间和反应距离的分析 反应时间是指驾驶员从发现情况到采取相应制动措施经过的时间,在反应时间内汽车仍以 原来的速度v匀速行驶,故反应距离s1=vt。 疑难1 刹车类问题 疑难 情境破 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 (2)对刹车时间和刹车距离的分析 刹车时间是指从驾驶员采取相应制动措施到汽车完全停下来经历的时间,在刹车时间内汽 车做匀减速直线运动,由s2= 可知,在汽车加速度大小a一定的情况下,刹车距离s2∝v2。 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 情境探究 公安部交通管理局提示,进入秋冬季节,雾天较多。根据《道路交通安全法》的规定,为了 保障通行安全,雾天驾驶机动车在高速公路行驶时,应当降低行驶速度。雾天视线受阻,应 该打开雾灯。如果前方有车一般应该保持正常情况下安全距离的2倍以上,以便为处理紧 急情况预留足够的距离与时间。因为雾天视力受到限制,不如平时那样敏锐,往往当车辆与 障碍物很近时驾驶员才作出反应,所以保持适当的车速十分必要。 疑难2 追及与相遇问题 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 问题1 试解释以上这段话中所包含的物理知识。 　汽车刹车时可视为做匀减速直线运动,加速度a一定,初速度越小,停下来所用的时间 越短,通过的位移越小。 问题2 如何利用v-t图像求解机车追及和相遇问题? 　画出两机车运动的v-t图像,两图像交点表示速度相同,求出此时的时间,利用图线与 时间轴所围面积表示位移求出两车通过的位移,结合t=0时刻两机车初始间距,列出位移关 系方程即可求解。 提示 提示 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 追及、相遇问题的实质就是分析两物体在同一时刻能否到达同一位置。 1.追及问题的两类情况 (1)若后者能追上前者,追上时,两者处于同一位置,且后者速度一定大于或等于前者速度。 (2)若后者追不上前者,则当后者速度与前者速度相等时,两者相距最近。 2.相遇问题的两类情况 (1)同向运动的两物体追及并相遇:两物体位移大小之差等于开始时两物体间的距离。 (2)相向运动的两物体相遇:各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离。 3.追及、相遇问题中的“一个条件、两个关系” (1)一个条件:两者速度相同往往是物体间能够追上、追不上或两者距离最大、最小的临界 条件,也是分析判断的切入点。 (2)两个关系:时间关系和位移关系,这两个关系可通过画运动示意图得到。 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 典例    A、B两车在同一直线上向右匀速运动,B车在A车前面,A车的速度大小为v1=8 m/s,B 车的速度大小为v2=20 m/s,如图所示。当A、B两车相距x0=28 m时,B车因前方突发情况紧急 刹车【1】,加速度大小为a=2 m/s2,从此时开始计时,求: (1)A车追上B车之前,两者的最大距离【2】; (2)A车追上B车【3】所用的时间; (3)在题设条件下,A车在B车刹车后0.5 s也开始刹车,为避免两车相撞【4】,则A车的加速度应 满足什么条件? 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取　【1】刹车过程中B车做匀减速直线运动。 【2】A、B两车速度相等时,距离最大。 【3】A车追上B车,意味着A车比B车多运动了x0=28 m,即xA-xB=x0。 【4】避免相撞的临界条件:当A车速度为零时恰好追上B车,此时A车的加速度最小。 思路点拨    (1)先利用匀变速直线运动的速度-时间公式【5】求出B车速度和A车速度相等所 用的时间,再分别利用匀速直线运动的位移公式【6】和匀变速直线运动的位移-时间公式【7】 求出两车在此时间内行驶的位移。两车行驶的位移差加上开始相距的距离即A、B两车的 最大距离。 (2)由于B车紧急刹车,先利用匀变速直线运动的速度-时间公式【8】求出B车停止所用的时间, 再利用匀变速直线运动的速度-位移公式【9】求出B车刹车过程行驶的位移,A车的总位移等 于B车刹车位移加上两车开始相距的距离,利用匀速直线运动的位移公式【10】即可求出追上 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 时间。 (3)A车先做匀速直线运动后做匀减速直线运动,利用两车位移关系即B车位移加上开始相 距距离与A车匀速位移和减速位移之和相等求出最小加速度。 解析    (1)当A、B两车速度相等时,相距最远,根据速度关系得v1=v2-at1(由【2】【5】得到) 代入数据解得t1=6 s 此时间内,A车行驶的位移 xA=v1t1=48 m(由【6】得到) B车行驶的位移 xB=v2t1- a =84 m(由【7】得到) A车追上B车之前,两者相距的最大距离 Δxm=xB-xA+x0=64 m 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 (2)B车从开始刹车到停止运动所用时间 t0= =  s=10 s(由【8】得到) 此时间内发生的位移 xB'= =100 m(由【9】得到) A车追上B车通过的位移 xA'=xB'+x0=128 m 故A车追上B车所用的时间 t= =16 s(由【10】得到) (3)A车刹车减速至0时刚好追上B车(此时B车的速度为0),此时A车的加速度最小,则A、B两 车的位移关系为 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念  +x0= +v1t3 其中v1=8 m/s,a=2 m/s2,x0=28 m,v2=20 m/s,t3=0.5 s 解得aA=  m/s2 所以A车的加速度应满足aA≥  m/s2 答案    (1)64 m    (2)16 s    (3)aA≥  m/s2 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 $$