2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册
2025-12-01
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普通
摘要:
该高中物理课件聚焦匀变速直线运动的位移与时间关系,核心知识点为v-t图像面积表示位移及公式x=v0t+1/2at²。课堂导入通过“温故知新”复习匀速直线运动位移,提出匀变速问题后,用初末速度近似计算发现矛盾,搭建从已知到未知的认知支架,引导学生逐步探究。
其亮点在于融合历史方法与科学思维,通过刘徽割圆术引入微元法推导公式,培养科学推理与模型建构能力,例题结合舰载机起降实际情境,强化运动观念应用。同时渗透科学态度与责任,帮助学生理解公式本质,教师使用可提升教学逻辑与学生探究兴趣。
内容正文:
High school physics
3 匀变速直线运动的位移与时间的关系(第一课时)
第二章 匀变速直线运动的研究
理解匀变速直线运动的位移与时间的关系
03
会用公式x=v0t+at2解决匀变速直线运动的问题。
知道v-t图像与t轴围成的面积表示物体在这段时间内的位移。
01
02
一辆车初速度为5m/s,以1 m/s²的加速度加速行驶了10s,这辆车10s末的速度为多少?
温故知新
这辆车在这10s内走了多远呢?
匀速直线运动的位移
物体做匀速直线运动,速度为v0=5m/s,经过时间t=10s,如何求它的位移x呢?
v0
v
t
在匀速直线运动中,v-t图像与时间轴所包围的图形面积等于位移的大小
这个结论是否同样适用于匀变速直线运动
速度时间图像
一辆车从5m/s的初速度开始,以a= 1m/s²的加速度加速行驶了10s
尝试近似,发现矛盾
5
15
v
t
10
初速度近似
末速度近似
50
150
对话先贤,寻找方法
刘徽 《九章算术》 割圆术
“割之弥细,所失弥少,割之又割以至于不可割,则与圆合体而无所失去矣”
一辆车从5m/s的初速度开始,以a = 1m/s²的加速度加速行驶了10 s
5
15
v
t
10
初速度近似
末速度近似
50
150
75
125
(打开deepseek网页)
5
10
引入微元,逼近精确
v0
vt
v
t
t
匀变速直线运动中,v-t图像与时间轴所包围的矩形面积等于位移的大小
匀变速直线运动的位移
如果我们不知道末速度,只知道初速度 v₀ 和加速度 a,该怎么办呢?
无限划分,得出结论
位移时间关系
x=v0t+at2
位移时间关系是二次函数关系,x-t图象是抛物线
矢量式,使用公式时应先规定正方向。
说明:一般取v0的方向为正方向。
若物体做匀加速运动,a取正值;
若物体做匀减速运动,则a取负值。
x=at2
v0=0 (由静止开始)
公式适用于匀变速直线运动。
例题
航空母舰的舰载机既要在航母上起飞,也要在航母上降落。
(1)某舰载机起飞时,采用弹射装置使飞机获得 10 m/s 的速度后,由机上发动机使飞机获得 25 m/s2 的加速度在航母跑道上匀加速前进,2.4 s 后离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少?
解:根据匀变速直线运动的位移与时间的关系式,有
例题
(2)飞机在航母上降落时,需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为 80 m/s,飞机钩住阻拦索后经过 2.5 s 停下来。将这段运动视为匀减速直线运动,此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是多少?
根据匀变速直线运动速度与时间的关系式,有:
根据匀变速直线运动位移与时间的关系式,有:
例题
(3)飞机钩住阻拦索后经过 3s后的位移是多少?
2.5s时已停止,3s内的位移依然是100m,绝不能直接把t=3s代入计算
“刹车”问题,必须先判断物体停下来需要多长时间
课堂小结
用微元法推演出v-t图像中,“面积”=位移大小
通过面积法推导出两个位移时间公式
其中, 是本节课的重点,他描述了位移随时间的变化规律
在使用时,注意各物理量的矢量性,特别是加速度a的正负
本课结束
Keep Thinking!
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