第2章 第2节 位移变化规律(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中物理必修第一册学生用书（鲁科版）

第2节　位移变化规律 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(v⁃t图像)是一条　　　　　　　　　　　　.  ②匀速直线运动的位移公式:s=　　　　　.  (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v⁃t图像中的图线与　　　　　包围的面积,如图所示.  ②位移公式:s=　　　　　　.  [科学推理] 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.       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a=1 m/s2的加速度匀加速航行,12 s时间内加速行驶了180 m,请问这艘海警船离开港口开始加速时的速度是多少? 变式1 [2024·湖州高一期末] 温州轨道交通S2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20 s,速度从72 km/h提升至108 km/h.求该列车在这20 s内的: (1)加速度大小; (2)位移大小; (3)平均速度大小. 【要点总结】 对位移公式s=v0t+at2的理解 (1)适用条件:匀变速直线运动. (2)矢量性:式中s、v0、a都是矢量,应用时必须选取正方向.一般选v0的方向为正方向. ①匀加速直线运动中,a与v0同向,a取正值;匀减速直线运动中,a与v0反向,a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. (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). 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v0 =0,则　　　　.  (2)推导:由速度公式vt=　　　　、位移公式s=　　　　,联立解得位移—速度关系式为 　  　　　　　　.  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3.0 m/s,匀加速和匀减速时的加速度大小均为 m/s2,求深潜器的下潜深度是多少? 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20 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.求飞机升空时的速度大小和在跑道上匀加速滑行距离. (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100 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,求此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离. 【要点总结】 对位移—速度关系式-=2as的理解 (1)适用条件:匀变速直线运动. (2)意义:反映了初速度v0、末速度vt、加速度a、位移s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v0、vt、a、s都是矢量,应用时必须选取正方向.一般选v0的方向为正方向. ①物体做加速运动时,a取正值;做减速运动时,a取负值. ②s>0,说明位移方向与初速度方向相同;s<0,说明位移方向与初速度方向相反. (4)两种特殊形式 ①当v0=0时,=2as(初速度为零的匀加速直线运动). ②当vt=0时,-=2as(末速度为零的匀减速直线运动). 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1600 m,所用时间为40 s,则飞机的加速度和离地速度分别为 (　) A.2 m/s2、80 m/s B.2 m/s2、40 m/s C.1 m/s2、40 m/s D.1 m/s2、80 m/s 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5 m/s增加到10 m/s时位移为s,则当速度由10 m/s增加到15 m/s时,它的位移是 (　) A.s B.s C.2s D.3s 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⁃15”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⁃15”舰载机在航空母舰跑道上做匀加速直线运动,加速度为8 m/s2,需要达到60 m/s的速度才可安全起飞. (1)“歼⁃15”舰载机由静止开始加速,求滑行5 s后,舰载机的速度大小; (2)从启动到起飞,求“歼⁃15”舰载机在航空母舰上滑行的距离; (3)假如“歼⁃15”舰载机能够借助弹射器,只需滑行150 m便可起飞,求弹射器使“歼⁃15”舰载机获得的初速度的大小. 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节　位移变化规律 [教材链接] (1)①平行于时间轴的直线　②vt (2)①时间轴　②v0t+at2 [科学推理] 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t 非常非常小,所有小矩形的面积之和刚好等于v⁃t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. 例1　9 m/s [解析] 以海警船开始加速时的速度方向为正方向,有 s=v0t+at2 解得v0=-at= m/s-×1×12 m/s=9 m/s 变式1　(1)0.5 m/s2　(2)500 m　(3)25 m/s [解析] (1)列车的初速度v0=72 km/h=20 m/s 末速度vt=108 km/h=30 m/s 加速度大小为a==0.5 m/s2 (2)由位移时间公式可得s=v0t+at2=500 m (3)平均速度大小为==25 m/s [教材链接] (1)-=2as　=2as (2)v0+at　v0t+at2　-=2as 例2　360 m [解析] 根据-=2as,可得s= 匀加速过程的位移为s1= m=180 m 匀减速过程的加速度为负值,则匀减速过程的位移为 s2= m=180 m 故深潜器下潜的深度是s=s1+s2=180 m+180 m=360 m. 变式2　(1)80 m/s　120 m　(2)40 m/s2　125 m [解析] (1)根据匀变速运动的规律有 v1=v0+at1=20 m/s+25×2.4 m/s=80 m/s 匀加速滑行距离 s1=v0t1+a=20×2.4 m+×25×2.42 m=120 m (2)根据加速度的定义有 a'== m/s2=-40 m/s2 加速度大小是40 m/s2 滑行的距离s2== m=125 m 随堂巩固 1.A　[解析] 根据s=at2,解得a== m/s2=2 m/s2,飞机离地速度为vt=at=2×40 m/s=80 m/s.故选A. 2.B　[解析] 由-=2as得102-52=2as,152-102=2as',联立解得s'=s,故B正确. 3.(1)40 m/s　(2)225 m　(3)20 m/s [解析] (1)由题意及速度公式可得v1=at1 代入数据得v1=40 m/s (2)由题意及=2as可得s= 代入数据可得s=225 m (3)由-=2as1可得v0= 代入数据可得v0=20 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $