第2章 第3节 匀变速直线运动位移与时间的关系-【优学精讲】2026-2027学年高中物理必修一同步课件（教科版）

该高中物理课件聚焦匀变速直线运动位移与时间关系，从匀速直线运动v-t图像矩形面积表示位移入手，通过极限思想（无限分割、逐渐逼近）过渡到匀变速直线运动的梯形面积，构建知识支架，衔接前后内容。 其亮点在于以科学思维为核心，通过情境探究（如无限分割思想推导面积表示位移）培养模型建构与科学推理能力，结合“刹车类”问题（如无人驾驶刹车测试）等生活实例深化物理观念，典型例题覆盖图像、公式应用等多维度，助力学生提升分析能力，为教师提供系统教学资源。

第3节　匀变速直线运动位移与时间的关系 学习目标 1．知道匀变速直线运动的位移与v-t图像中图线与坐标轴围成面积的关系。 2．了解利用极限思想解决物理问题的方法。 3．理解匀变速直线运动的位移与时间的关系并会用来分析、解决问题。 返回导航 内 容 索 引 基础自主梳理 1 1 核心知识 深度探究 2 随堂演练 巩固落实 1 3 基础自主梳理 第一部分 4 一、匀速直线运动的位移 1．做匀速直线运动的物体在时间t内的位移x＝___。 2．做匀速直线运动的物体，其v-t 图像如图甲所示。根据位移计算公式，在图甲中，图线与对应的时间轴所包围的____________可以表示物体运动的位移。 vt 矩形的面积 返回导航 二、匀变速直线运动的位移 1．位移在v-t图像中的表示：做匀变速直线运动的物体的位移对应着v-t图像中的图线和________包围的“面积”。 坐标轴 返回导航 2．位移公式的推导 (1)图乙中CB斜线下梯形的面积表示位移，面积S＝______________________，其中OC表示________，AB表示t时刻的______，OA表示________，代入上式得位移x＝_________； (2)将速度公式vt＝v0＋at代入上式得x＝__________。 初速度v0 速度vt 时间t 返回导航 3．适用条件：________直线运动。 匀变速 返回导航 深化辨析 判断下列说法是否正确 × √ × √ 返回导航 核心知识 深度探究 第二部分 10 知识点一　匀变速直线运动的位移 物理情境探究 情境探究 请用“无限分割”“逐渐逼近”的思想说明v-t图像与t轴所围面积表示位移。 [提示]　把物体的运动分成几个小段，如图甲，每段位移大小约等于每段起始时刻速度大小与每段时间的乘积，该乘积对应矩形面积。所以，整个过程的位移大小约等于各个小矩形面积之和。 返回导航 把运动过程分为更多的小段，如图乙，各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大小。 把整个过程分得非常细，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间隔内的位移大小。 返回导航 1．对v-t图像的理解 v-t图像与时间轴所围的面积表示位移，做匀变速直线运动的物体的位移对应着v-t图像中的图线和时间轴包围的“面积”。在图甲中，物体在0到t时间内的位移大小等于矩形的面积；在图乙中，物体在0到t时间内的位移大小等于梯形的面积。 返回导航 2．用微元求和法可知，对任意形状的v-t图像，其图线与时间轴围成的面积均可表示运动物体的位移。 返回导航 典型例题共研 角度1　用v-t图像求位移 例1　(2024·甘肃卷，T2)小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的v-t图像如图所示，此两站间的距离约为(　　) C A．980 m　　　　　　 B．1 230 m C．1 430 m D．1 880 m 返回导航 角度2　位移公式的理解和应用 例2　(2026·广东东莞市联考)质点做直线运动的位移与时间的关系为x＝t＋2t2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点(　　) A．第1 s内的位移是4 m B．前2 s内的平均速度是6 m/s C．第1 s末速度是5 m/s D．任意1 s的速度增量都是2 m/s C 返回导航 返回导航 C 返回导航 返回导航 知识点二　“刹车类”问题 返回导航 典型例题共研 例4　(2026·广东中山市期中)随着人工智能技术的发展，无人驾驶汽车已经成为智能科技的焦点。某品牌无人驾驶汽车进行刹车性能测试，得到汽车在平直路面上紧急刹车(刹车后加速度不变)过程中的位移x随时间t变化的规律为x＝10t－2t2(x的单位是 m，t的单位是 s)，则下列说法正确的是(　　) A．刹车后2 s内的位移为17 m B．该汽车刹车的加速度为－4 m/s2 C．刹车后3 s末的速度大小为2 m/s D．该汽车刹车位移为25 m B 返回导航 返回导航 例5　(多选)(2026·广州市执信中学月考)如图所示，某飞机着陆时的速度v0＝216 km/h，随后沿直线匀减速滑行到静止。从飞机着陆开始计时，该飞机在倒数第4 s内的位移为7 m，下列说法正确的是(　　)   A．该飞机的加速度大小为2 m/s2 B．该飞机着陆后5 s时的速度大小为40 m/s C．该飞机在跑道上滑行的时间为30 s D．该飞机在跑道上滑行的距离为1 800 m AC 返回导航 该飞机着陆后5 s时的速度大小v5＝v0－at3＝50 m/s，B错误； 返回导航 知识点三　平均速度公式和位移差公式 返回导航 返回导航 返回导航 返回导航 返回导航 返回导航 典型例题共研 ABC 返回导航 返回导航 例7　(2025·四川成都第七中学月考)如图所示，有一小球以某一初速度从斜面底部冲上斜面，依次经过了A、B、C三点，并最高可到D点，已知AB、BC距离均为12 m，所用时间分别为2 s和3 s，则C到D的距离应为(　　) A．3.6 m　　　 B．4.9 m C．8.6 m D．10 m B 返回导航 返回导航 角度2　位移差公式的应用 例8　(多选)假设短跑运动员在某次百米训练时从静止开始做匀加速直线运动，第2 s 内的位移为4.5 m，第3 s内的位移为7.5 m，加速4 s 后达到最大速度，然后一直做匀速运动到达终点。下列对运动员上述运动的分析正确的是(　　) A．运动员做匀加速运动的加速度大小为3 m/s2 B．运动员加速第4 s内的位移大小为10.5 m C．运动员奔跑的最大速度为13 m/s D．运动员这次训练的成绩为9.69 s AB 返回导航 [解析]　由位移差公式x3－x2＝aT2，代入x2＝4.5 m，x3＝7.5 m，T＝1 s，解得a＝3 m/s2，A正确； 第4 s内的位移x4＝x3＋aT2＝10.5 m，B正确； 运动员奔跑的最大速度v＝at＝3×4 m/s＝12 m/s，C错误； 返回导航 第三部分 随堂演练 巩固落实 37 1．(匀变速直线运动的位移)一辆从静止开始做匀加速直线运动的汽车，第1 s内的位移是2 m，则该汽车(　　) A．加速度大小是2 m/s2 B．第2 s内的位移是4 m C．第3 s末的瞬时速度是12 m/s D．前4 s内的位移为14 m C 返回导航 第3 s末的速度v3＝at3＝12 m/s，C正确； 返回导航 2．(“刹车类”问题)(多选)一汽车在水平路面上匀速行驶，速度v0＝20 m/s，突然前方出现紧急情况，司机采取紧急避险措施后，汽车以大小为4 m/s2的加速度刹车，则下列说法正确的是(　　) A．刹车后经过5 s时间汽车停下 B．刹车后经过2 s时间汽车速度大小变为12 m/s C．刹车后经过6 s时间汽车的位移为48 m D．刹车后汽车经过50 m的位移后停下 ABD 返回导航 刹车后经过2 s时间汽车速度大小v2＝v0－at2＝12 m/s，B正确； 返回导航 3．(位移差公式)(2025·四川成都第七中学月考)一辆长为0.6 m的电动小车沿水平面向右做匀变速直线运动，如图是某监测系统每隔2 s拍摄的一组照片，用刻度尺测量照片上的长度，测量结果如图所示，则小车的加速度为(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　   A．0.2 m/s2 B．0.5 m/s2 C．1.0 m/s2 D．5.0 m/s2 B 返回导航 返回导航 4．(平均速度公式)(2026·广东佛山一中质检)飞机起飞前会在跑道上加速，在达到起飞决断速度v1之前，如果发现飞机运行出现故障，机长可以选择紧急制动使飞机在跑道上停下来。如图所示，跑道长s＝4 800 m，如果飞机达到决断速度v1时因特殊情况立即制动，刚好到达跑道终点停止下来，加速和制动过程可视为匀变速直线运动，整个过程所用时间t＝2 min，该过程中决断速度v1的大小为(　　) B A．40 m/s B．80 m/s C．100 m/s D．160 m/s 返回导航 返回导航 $