第2章 第2节 位移变化规律(PPT课件)-【满分思维】2026-2027学年高中物理必修第一册配套课件（鲁科版）

第2节 位移变化规律 1 学习任务一 匀变速直线运动的位移—时间关系 学习任务二 匀变速直线运动的位移—速度关系 随堂巩固 ◆ 课后习题 ◆ 新课探究 2 学习任务一 匀变速直线运动的位移—时间关系 ［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空： (1) 匀速直线运动的位移 ① 匀速直线运动的速度—时间图像图像 是一条____________________. ② 匀速直线运动的位移公式： ___. 平行于时间轴的直线 学习任务一 3 阅读教材，完成下列填空： (2) 匀变速直线运动的位移 ① 用速度—时间图像求位移：做匀变速直线运动的物体在某时段内的位移对应 着 图像中的图线与________包围的面积，如图所示. 时间轴 ② 位移公式： ___________. 学习任务一 4 ［科学推理］ 请用“无限分割”“逐渐逼近”的思想说明图像与 轴所围面积表示位移. [答案] 把物体的运动分成许多小的时段，如图甲所示，每段位移大小 每段起 始时刻速度大小×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.如果非常非常小，所有小矩形的面积之和刚好等于 图 像下面的面积，如图乙所示，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，如图丙所示，小矩形合在一起成了 一个梯形，梯形的面积就代表 在相应时间内的位移大小. 学习任务一 5 例1 ［2024·三明一中高一期中］ 如图所示，我国的一艘海警船以某一速度离 开港口，前去我国海域进行巡逻执法，离开港口后立即以 的加速度 匀加速航行，时间内加速行驶了 ，请问这艘海警船离开港口开始加速 时的速度是多少？ [答案] [解析] 以海警船开始加速时的速度方向为正方向，有 解得 学习任务一 6 变式1 ［2024·湖州高一期末］ 温州轨道交通 线于2023年8月26日正式开通运 营.某次运行中，列车在平直线路上匀加速行驶，速度从 提升至 .求该列车在这 内的： (1) 加速度大小； [答案] [解析] 列车的初速度 末速度 加速度大小为 学习任务一 7 变式1 ［2024·湖州高一期末］ 温州轨道交通 线于2023年8月26日正式开通运 营.某次运行中，列车在平直线路上匀加速行驶，速度从 提升至 .求该列车在这 内的： (2) 位移大小； [答案] [解析] 由位移时间公式可得 学习任务一 8 (3) 平均速度大小. [答案] [解析] 平均速度大小为 变式1 ［2024·湖州高一期末］ 温州轨道交通 线于2023年8月26日正式开通运 营.某次运行中，列车在平直线路上匀加速行驶，速度从 提升至 .求该列车在这 内的： 学习任务一 9 【要点总结】 对位移公式<m></m>的理解 (1)适用条件:匀变速直线运动. (2)矢量性:式中<m></m>、<m></m>、<m></m>都是矢量，应用时必须选取正方向.一般选<m></m>的方向为 正方向. ①匀加速直线运动中,<m></m>与<m></m>同向,<m></m>取正值;匀减速直线运动中,<m></m>与<m></m>反向,<m></m>取负值. ②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. 学习任务一 10 (3)两种特殊形式 ①当时, (匀速直线运动). ②当时, (由静止开始的匀变速直线运动). 学习任务一 11 学习任务二 匀变速直线运动的位移—速度关系 ［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空： (1) 位移—速度关系式:______________.若 ,则_________. (2) 推导:由速度公式________、位移公式 ___________,联立解得位移— 速度关系式为______________. 学习任务二 12 例2 ［2024·永定一中高一月考］ 如图所示，我国“蛟龙号”深潜器从静止开始 先做匀加速直线运动，接着做匀减速直线运动，直至到达某一深度处静止.深潜 器内的显示屏上显示出最大速度为 ，匀加速和匀减速时的加速度大小均 为 ，求深潜器的下潜深度是多少？ [答案] [解析] 根据，可得 匀加速过程的位移为 匀减速过程的加速度为负值，则匀减速过程的位移为 故深潜器下潜的深度是 . 学习任务二 13 变式2 ［2024·仙游一中高一月考］ 福建号航母是中国第一艘完全自主设计、 制造、装配的航空母舰，舰上装有帮助飞机起飞的电磁弹射系统. (1) 某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得 的速度后，由机上发动 机使飞机获得的加速度在航母跑道上匀加速前进， 后离舰升空.求 飞机升空时的速度大小和在跑道上匀加速滑行距离. [答案] [解析] 根据匀变速运动的规律有 匀加速滑行距离 学习任务二 14 变式2 ［2024·仙游一中高一月考］ 福建号航母是中国第一艘完全自主设计、 制造、装配的航空母舰，舰上装有帮助飞机起飞的电磁弹射系统. (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，飞机钩住阻拦索后经过 停下来.将这段运动视为匀减速直 线运动，求此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离. [答案] [解析] 根据加速度的定义有 加速度大小是 滑行的距离 学习任务二 15 【要点总结】 对位移—速度关系式<m></m>的理解 (1)适用条件:匀变速直线运动. (2)意义：反映了初速度<m></m>、末速度<m></m>、加速度<m></m>、位移<m></m>之间的关系，当其中三 个物理量已知时，可求第四个未知量. (3)矢量性:式中<m></m>、<m></m>、<m></m>、<m></m>都是矢量，应用时必须选取正方向.一般选<m></m>的方 向为正方向. ①物体做加速运动时,<m></m>取正值；做减速运动时,<m></m>取负值. ②<m></m>,说明位移方向与初速度方向相同；<m></m>,说明位移方向与初速度方向相反. 学习任务二 16 (4)两种特殊形式 ①当时, (初速度为零的匀加速直线运动). ②当时, (末速度为零的匀减速直线运动). 学习任务二 17 1.(位移公式和速度公式)［2024·古田一中高一月考］ 飞机起飞的过程是由静止 开始在平直跑道上做匀加速直线运动的过程.飞机在跑道上加速到某一速度时离 地升空飞行.已知飞机在跑道上加速前进的距离为，所用时间为 ，则 飞机的加速度和离地速度分别为( ) A.、 B.、 C.、 D.、 [解析] 根据,解得 ，飞机离地速度为 .故选A. √ 随 堂 巩 固 18 2.(位移—速度关系式的应用)如图所示，高速列车做匀加速直线运动，速度由 增加到时位移为，则当速度由增加到 时，它的位移 是( ) A. B. C. D. [解析] 由得,，联立解得 ， 故B正确. √ 随 堂 巩 固 19 3.(速度—位移关系)2023年4月，国产航母“山东舰”出海训练，连续16天的训练 中合计起降舰载机610架次以上，刷新国内航母训练的最佳纪录.图为“歼 ”舰 载机从该航空母舰甲板上起飞的情景，假设航空母舰静止在海面上，设“歼 ” 舰载机在航空母舰跑道上做匀加速直线运动，加速度为 ，需要达到 的速度才可安全起飞. (1) “歼”舰载机由静止开始加速，求滑行 后，舰载机的速度大小； [答案] [解析] 由题意及速度公式可得 代入数据得 随 堂 巩 固 20 3.(速度—位移关系)2023年4月，国产航母“山东舰”出海训练，连续16天的训练 中合计起降舰载机610架次以上，刷新国内航母训练的最佳纪录.图为“歼 ”舰 载机从该航空母舰甲板上起飞的情景，假设航空母舰静止在海面上，设“歼 ” 舰载机在航空母舰跑道上做匀加速直线运动，加速度为 ，需要达到 的速度才可安全起飞. (2) 从启动到起飞，求“歼 ”舰载机在航空母舰上滑行的距离； [答案] [解析] 由题意及可得 代入数据可得 随 堂 巩 固 21 3.(速度—位移关系)2023年4月，国产航母“山东舰”出海训练，连续16天的训练 中合计起降舰载机610架次以上，刷新国内航母训练的最佳纪录.图为“歼 ”舰 载机从该航空母舰甲板上起飞的情景，假设航空母舰静止在海面上，设“歼 ” 舰载机在航空母舰跑道上做匀加速直线运动，加速度为 ，需要达到 的速度才可安全起飞. (3) 假如“歼”舰载机能够借助弹射器，只需滑行 便可起飞，求弹射器 [答案] 使“歼 ”舰载机获得的初速度的大小. [解析] 由可得 代入数据可得 随 堂 巩 固 22 课后习题 23 知识点一 匀变速直线运动的位移—时间关系 1.一物体由静止开始做匀变速直线运动,在时间内通过的位移为 ,则它从出发开 始经过 的位移所用的时间为( ) A. B. C. D. [解析] 由题意得,,解得 ,故C正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 24 2.一个物体由静止开始做匀加速直线运动，第末的速度达到 ，则物体在 第 内的位移是( ) A. B. C. D. [解析] 根据速度公式有，解得，第 末的速 度等于第初的速度，所以物体在第 内的位移 ，故A正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 25 3.一辆汽车以大小为的加速度做匀减速直线运动，经过 (汽车未停下)， 汽车行驶了 ,则汽车开始减速时的速度是( ) A. B. C. D. [解析] 由位移公式，其中，， ，解 得 ，C正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 26 4.［2023·福州五中高一月考］汽车以 的速度在平直的公路上匀速行驶，突 然遇到紧急情况而刹车，加速度大小为，则该汽车在 内的位移是 ( ) A. B. C. D. [解析] 汽车减速为0所需的时间为，所以 末汽车的速度为0， 汽车在内运动的位移 ，故C正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 27 5.做匀变速直线运动的物体的位移与时间的关系式为 ，则它的速度 达到 所用的时间为( ) A. B. C. D. [解析] 由公式与位移公式对比，可知 ， ，所以 ，故选B. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 28 知识点二 匀变速直线运动的位移—速度关系 6.两小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动，若它们的初速度之比为 ，则它们运动的最大位移之比为( ) A. B. C. D. [解析] 小车的末速度为0，由，可得 ，选项B正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 29 7.在交通事故分析中，刹车线的长度是很重要的依据.刹车线是汽车刹车后，停 止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹.在某次交通事故中，汽车刹车线的长 度是，假设汽车刹车时的速度大小为 ，则汽车刹车时的加速度大小 为( ) A. B. C. D. [解析] 以汽车开始刹车时的速度方向为正方向，由 ，解得 ，A正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 30 8.一滑雪运动员由静止开始沿足够长的斜坡匀加速下滑.当下滑距离为 时，速度 为，则当他的速度为 时，下滑的距离是( ) A. B. C. D. [解析] 由，解得；当速度为时，有，解得 ， C正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 31 9.［2023·龙岩一中高一月考］由静止开始沿直线做匀加速运动的物体在最初 内的位移为，则它在第 内的位移为( ) A. B. C. D. [解析] 根据位移公式得，解得，则第 内的位移 ，故A正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 32 10.(多选)［2024·厦门三中高一月考］ 2024年9月25日厦门市第三中学第56届田 径运动会隆重开幕，在各班进行入场仪式表演时，摄影社李帅同学操控无人机 进行拍摄，其前内的 图像如图所示，下列对无人机在此段时间内运动的 描述正确的是( ) A.无人机在末到达最高点 B. 内无人机做匀速直线运动 C.无人机在末速度最小 D.无人机上升的最大高度为 √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 33 [解析] 由图可知，无人机在内上升，内下降，则无人机在 末到 达最高点，由 图线的面积表示位移可知，上升的最大高度为 ，故A错误，D正确；由 图线的斜率表示加速度可 知，内无人机做匀加速直线运动，故B错误； 时，速度为零，此时 最小，故C正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 34 11.［2024·三明一中高一月考］已知汽车在高速公路上行驶的最大限速为 ，由于雾霾的影响，某人开车在此段高速公路上行驶时，能见度 (观察者与能看见的最远目标间的距离)为，该人的反应时间为 ，汽车 刹车时能产生的最大加速度的大小为 ，为安全行驶，汽车行驶的最大速 度是 ( ) A. B. C. D. [解析] 设汽车行驶的最大速度为，反应时间为 ，汽车遇到紧急情况刹车时， 安全位移为，根据，可得 ，故选C. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 35 12.［2024·龙岩高一期末］已知、、为同一直线上的三点，、 间的距离 为，、间的距离为.一做匀加速直线运动的物体依次经过、、 三点， 物体通过段的时间为，通过段的时间为 ，则物体的加速度为( ) A. B. C. D. [解析] 设通过点时速度为，则由位移公式可得 ， ，联立解得 ，故C正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 36 13.(3分)［2024·厦门三中高一月考］ “空中轨道列车”(简称“空轨”)是缓解交通 压力的重要举措.如图所示空轨从甲站沿直线到乙站，为了使旅客舒适，在加速 和减速阶段，其加速度大小不能超过，行驶的最大速度为 .空轨 从静止开始加速到最大速度的最短时间为____，最短位移为_____ . 10 125 [解析] 由 可知，加速到最大速度所需要的最短时间为 ，由 可知空轨从静止开始加速到最大速度的最短 位移为 . 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 37 14.(12分)［2024·泉州高一期末］ 酒驾会导致安全隐患，因为人饮酒后反应时 间(从发现情况到采取制动的时间)会变长，下表中“思考距离”是指驾驶员发现情 况到采取制动的时间内汽车行驶的距离，“制动距离”是指驾驶员发现情况到汽 车停止时间内行驶的距离.假设汽车制动加速度恒定，分析表中的数据可知： 速度 思考距离 制动距离 正常 酒后 正常 酒后 15 7.5 15.0 22.5 30.0 (1) (6分)驾驶员酒后反应时间比正常情况慢多少秒？ [答案] [解析] 驾驶员酒后反应时间比正常情况慢 . 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 38 14.(12分)［2024·泉州高一期末］ 酒驾会导致安全隐患，因为人饮酒后反应时 间(从发现情况到采取制动的时间)会变长，下表中“思考距离”是指驾驶员发现情 况到采取制动的时间内汽车行驶的距离，“制动距离”是指驾驶员发现情况到汽 车停止时间内行驶的距离.假设汽车制动加速度恒定，分析表中的数据可知： 速度 思考距离 制动距离 正常 酒后 正常 酒后 15 7.5 15.0 22.5 30.0 (2) (6分)汽车制动加速度的大小为多少？ [答案] [解析] 汽车制动加速度的大小为 . 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 39 15.(16分)［2024·沙县一中高一月考］ 某中学举行了秋季田径运动会.如图所示， 在高一年级 接力比赛中，甲、乙两同学在直跑道上完成交接棒 (忽略交接棒时甲、乙间的距离)，假设他们在奔跑时有相同的最大速度.乙从静 止开始全力奔跑需跑出 才能达到最大速度，这一过程可看作匀变速直线运 动，现在甲持棒以最大速度向乙奔来并在距离乙一定距离时向乙发出起跑指令 (1) (8分)乙在接力区需奔跑出多少距离？ [答案] (忽略指令传播时间)，乙在接力区收到指令后由静止全力 奔出.若要求乙接棒时奔跑速度达到最大速度的 ，则： 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 40 [解析] 乙达到最大速度时，有 乙达到最大速度的时，有 联立解得 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 41 15.(16分)［2024·沙县一中高一月考］ 某中学举行了秋季田径运动会.如图所示， 在高一年级 接力比赛中，甲、乙两同学在直跑道上完成交接棒 (忽略交接棒时甲、乙间的距离)，假设他们在奔跑时有相同的最大速度.乙从静 止开始全力奔跑需跑出 才能达到最大速度，这一过程可看作匀变速直线运 动，现在甲持棒以最大速度向乙奔来并在距离乙一定距离时向乙发出起跑指令 (忽略指令传播时间)，乙在接力区收到指令后由静止全力奔出.若要求乙接棒时 (2) (8分)乙收到指令时距离甲多远？ [答案] 奔跑速度达到最大速度的 ，则： 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 42 [解析] 设乙加速至交接棒所用时间为 ，有 则 所以乙收到指令时距离甲 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 43 $