2.3. 匀变速直线运动的位移与时间的关系-【AI超级课件】2026-2027学年高中物理必修第一册同步PPT课件（人教版2019）

null 第一课时 导入新课 小知识 弹射系统——使飞机获得一定初速度的装置 蒸汽弹射系统 实例应用 某型号的舰载飞机在航母上加速时，发动机的最大加速度a=5m/s2，所需的起飞速度为50m/s，跑道长100m。 请计算，该飞机是否能靠自身的发动机从舰上起飞。 既然飞机起飞时跑到长度不够，那飞机是如何安全降落的呢？ 疑问： 小知识 阻拦索——使飞机迅速减速降落的装置 航母甲板上的阻拦索 尾 勾 小知识 阻拦索——使飞机迅速减速降落的装置 周二去公司拿下载网站 6 联系实际 车辆制动距离就是刹车距离，是车辆处于某一时速的情况下，从开始制动到汽车完全静止时，车辆所走过的距离。它是衡量一款汽车的制动性能的关键性参数之一。 车辆类别 保时捷718 奥迪 RS 5 宝马M4 奔驰SLS级AMG 大众 高尔夫(进口) 江淮 瑞风 S2 北京 现代ix25 长安 悦翔 V7 众泰Z200 100km/h 制动距离 （m） 32.74 34.33 34.69 35.1 36.64 39.95 40.1 41.68 51.34 7 联系实际 车辆制动距离就是刹车距离，是人们在车辆处于某一时速的情况下，从开始制动到汽车完全静止时，车辆所走过的距离。它是衡量一款汽车的制动性能的关键性参数之一。 8 对比匀变速直线运动的公式 第二课时复习 五个量知道 了三个量， 就能求出其 余两个量。 不涉及时间 不涉及位移 不涉及末速度 不涉及加速度 X= 10 先看教材P40的第一部分“问题？”有关匀速直线运动内容 位移与时间到底存在什么样的关系呢？ X= 11 教学目标 2. 过程与方法通过本节研究性学习，掌握描述物理规律的三种基本方法(文字法、公式法、图像法)，特别是要重视要关注利用图像得出位移公式的过程。 3. 情感态度与价值观培养学生积极正确地对待科学的态度，领略自然规律的普遍性。 1. 知识与技能 (1）知道匀速直线运动的位移与V—t图像中矩形面积的对应关系。 (2）理解匀变速直线运动的位移与V—t图像中四边形面积的对应关系，使学生感受利用极限思想解决物理问题的科学思维方法。 (3）理解匀变速直线运动的位移与时间的关系。 (4）培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 (5）在讨论归纳中，锻炼学生的语言表达能力。 X= 12 重点与难点 1. 教学重点 匀变速直线运动的位移与时间的关系建立和应用。 2. 教学难点 对位移公式的理解，尤其是加速度的正负值在速度—时间公式 Vt=Vo+at和位移—时间公式 x=vot+1/2 at 中所表示的物理意义。 X= 13 一、匀速直线运动的位移 公式法 1. 位移公式 x=vt 2. 速度时间图象（v-t图象） 图象法 平行于时间轴的直线 v (m·s-1） / t s / v o t 结论：匀速直线运动的v – t 图象与t轴所围的矩形“面积”就等于“位移”。 X= 14 一、匀速直线运动的位移 猜想：能！ 匀变速直线运动的位移是否也有类似的关系,是否也可以用v－t图象与t轴所围的“面积”表示呢？ X= 15 二、匀变速直线运动的位移 1 理论探究 匀变速直线运动 v-t 图象及其含义 例：已知一物体以2m/s的初速度开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s2，画出物体运动的v-t图象并估算物体在4s内的位移？ t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 V m/s （1）画速度时间图象（v-t 图象） t/s 0 1 2 3 4 V m/s 2 4 6 8 10 X= 16 二、匀变速直线运动的位移 t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 V m/s 将“匀变速”转化为“匀速” 分 段 以后会学习利用 F-x 图像求变力的功，利用 F-t 图像求变力的冲量。 科学思想方法：先把过程无限分割（微分）,逐渐逼近，以“不变”近似代替“变”；然后再进行累加（积分），逐渐吻合的思想 。 X= 17 二、匀变速直线运动的位移 t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 V m/s t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 V m/s x=16m x=20m x=22m x=23m V m/s t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 V m/s t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 X= 18 二、匀变速直线运动的位移 V m/s t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 结 论 匀变速直线运动v-t 图象与时间轴所围的“梯形面积”等于“位移” X= 19 二、匀变速直线运动的位移 二、匀变速直线运动的位移 回顾探究过程 匀变速直线运动 匀速直线运动 将匀变速直线运动分割成时间相等的很多很多段，每一小段视为匀速直线运动 将每一小段匀速运动位移累加求和=总位移 梯形被分成很多很多个小矩形 将每一个小矩形的面积累加求和=梯形面积 “梯形面积”= “位移” 微元法 推广：任意直线运动v-t图象与时间轴所围的“面积”等于“位移” 转化 X= 21 二、匀变速直线运动的位移 早在公元263年，魏晋时的数学家刘徽著有了《九章算术》。他首创了“割圆术”——圆内正多边形的边数越多，其周长和面积就越接近圆的周长和面积。用这种方法得到的圆周率等于3.141024。这种无限分割的思想方法在物理学研究中有着广泛的应用。 刘 徽 世界上最早运用无限分割的思想解决问题的古代科学家。 割圆术 X= 22 二、匀变速直线运动的位移 上面求位移的方法，大家在很早就遇到过，大家思考我们处理哪个问题的时候用过类似的方法。 X= 23 二、匀变速直线运动的位移 2、推导匀变速直线运动的位移公式 由图可知：梯形OABC的面积 S=（OC+AB）×OA/2 代入各物理量得： 又v=v0+at v v0 v B A o t t C 得： 匀变速直线运动位移与 时间的关系式（简称位移公式） X= 24 二、匀变速直线运动的位移 v/(m·s-1) O t t/s v0 vt 总位移= 匀速过程的位移 静止开始匀加速位移 X= 25 二、匀变速直线运动的位移 对位移公式的理解 (5)公式中4个物理量（不涉及末速度），知任三求剩一；代入数据时,各物理量的单位要统一 (一般用国际制单位) 。 (1)反映了匀变速直线运动的位移与时间是二次函数关系，x-t图象是一元二次函数曲线(抛物线)。 (2)公式适用于匀变速（包括匀加速或匀减速）直线运动。 (3)是矢量式，使用公式时应先规定正方向。（一般取υ0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。 (4) 若位移的计算结果为正值，说明位移方向与规定的正方向相同；若位移的计算结果为负值，说明位移方向与规定的正方向相反. X= 26 思考与讨论 认识匀变速直线运动的x-t图 A、B表示物体做匀速直线运动，C表示物体处于静止状态，D 表示物体做什么运动呢（是一条抛物线）？ 提示：当v0=0,由x= 。 知其x-t图是一条过原点的抛物线，如图D所示。 X= 27 思考与讨论 两种特殊形式 ① 当v0＝0时，x＝ ，即由静止开始的匀加速直线运动，位移x与t2成正比。 ② 当a＝0时，x＝v0t，即匀速直线运动的位移公式。 注 意 逆向思维法：末速度为 0 的匀减速直线运动可视为反方向的初速度为 0 的匀加速直线运动。 X= 28 归纳总结 1．匀变速直线运动常用公式的比较 X= 29 归纳总结 (1) 表中五个公式共涉及匀变速直线运动的初速度 v0、末速度 v、加速度 a、时间 t 和位移 x 五个物理量，每个式子涉及其中的四个物理量。所以解题时需要三个已知条件才能求解。 (2) 式中 v0、v、a 和 x 均为矢量，应用时要规定正方向(通常将 v0 的方向规定为正方向)，并注意各物理量的正负。 X= 30 课后练习 汽车以72km/h匀速行驶，遇到紧急情况刹车，加速度大小为4m/s2，求： 例 1 （1）刹车后4S内位移大小 （2）刹车后6S内位移大小 （3）刹车后第4S内位移大小 （4）刹车后第6S内位移大小 48m 50m 10m 0 m X= 31 课后练习 一物体做匀加速直线运动，某时刻开始计时，经过1s后速度变为5m/s，再经过1s后速度变为7m/s，则下列说法中正确的是（　　） 例 2 A．计时起点物体的初速度为2m/s B．物体的加速度为5m/s2 C．任何1s内的速度变化为2m/s D．任何1s内的平均速度为6m/s C X= 32 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 【数据图像探究版】人教版（2019）必修第一册 📊 纸带实验数据 & 图像 🚗 运动仿真｜双图联动 📝 图像类习题 探究实验：小车纸带数据 打点计时器每隔0.1s取计数点，修改表格内位移数据，图像自动更新；拖动图上红点可以直接修改数据，观察图像变化。 纸带计数数据表 计数点 时间 t/s 位移 x/m 重置标准匀变速数据 添加实验误差（偏离理想值） 拟合结果： x-t图像为二次抛物线，证明匀变速位移公式 $x=v_0t+\frac12 a t^2$ x-t图像（红点=实验采集点，蓝色曲线=拟合抛物线） 探究思考（课堂提问） 理想匀变速运动，x-t图像为什么不是直线，而是抛物线？ 拖动红点，人为制造误差点，观察拟合曲线如何变化 对比v-t图像：v-t是倾斜直线，面积代表位移；x-t是二次曲线，斜率代表瞬时速度 🚗 运动仿真｜v-t图、x-t图同步绘制 调节初速度v₀、加速度a，同时生成两张图像；v-t阴影面积=位移，x-t抛物线实时同步。 初速度 v₀：4 m/s 加速度 a：1 m/s² 开始仿真 重置 运动类型：正向匀加速 t=0.00s，位移x=0.00m，瞬时速度v=0.00m/s 预设场景： 正向匀加速 正向匀减速 减速归零反向 上图：v-t图像，蓝色阴影面积=位移 下图：x-t图像（抛物线） 📝 图像专项习题（图像分析为主） 【图像基础】匀变速直线运动的x-t图像是？ 倾斜直线 抛物线 水平直线 【中档图像】v-t图像与时间轴围成的面积代表： 速度 位移 加速度 【拔高图像辨析】x-t图像上某点切线斜率表示？ 瞬时速度 加速度 位移 $