2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

指向问题链思考教学 高中物理必修一第二章第（3）节 匀变速直线运动的位移与时间的关系 目录 匀变速直线运动的位移 速度与位移的关系 例题精讲 指向问题链思考教学 练习与应用 0 -20 -40 -60 20 40 60 x 一辆汽车以v=20m/s的速度做匀速直线运动，那么它在时间t=30s内的位移为多少？还有什么方法来求解？ 问题与思考 1.公式法 2.图像法 v/m.s-1 20 0 t/s 30 结论1：做匀速直线运动的物体，v-t图像“面积”大小表示位移的大小； 思考1：当速度为负值时， v-t图像的面积还可以表示物体的位移吗？ v/m.s-1 20 0 t/s 3 -20 结论2：做匀速直线运动的物体，v-t图像“面积”正负表示位移的方向。 指向问题链思考教学 情景导入 回顾与思考 小车在重物牵引下做匀变速直线运动 速度与时间的关系式: 思考2：做匀变速直线运动的物体，其 v-t图像的面积与物体在时间t内的位移会有怎样的关系？如何证明呢？ 指向问题链思考教学 情景导入 y 0 x 思考3：能不能用S1和S2的面积之和表示整个梯形的面积？ y 0 x y 0 x y 0 x 思考4：若把x轴继续无限分割下去，会怎样？ 多个小矩形的面积之和越来越接近梯形的面积 y x v t 在匀速直线运动中，S1=x1、 S2=x2 、 S3=x3…… 四等分 八等分 十六等分 结论：在匀变速直线运动中，用所有这些矩形表示的位移之和，近似代表物体在整个过程中位移 指向问题链思考教学 匀变速直线运动的位移 5 从图像看匀变速直线运动位移与时间的关系 v 0 t v0 t vt 对位移公式的理解 (1)只适用于匀变速直线运动； (2)v0、a、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向 注意：开始时(0时刻)物体位于坐标原点，则在t时刻位移的大小等于该时刻物体的位置坐标x 若开始时物体位于坐标为x0的位置，则在t时刻位移x-x0 指向问题链思考教学 匀变速直线运动的位移 【例题1】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 指向问题链思考教学 例题赏析 【例题1】航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。 （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？ 解 ：沿飞机滑行方向建立一维坐标系 由匀变速直线运动的位移与时间的关系式，有 指向问题链思考教学 例题赏析 a不变 时间 位移 速度 速度时间关系 位移时间关系 思考与讨论 思考5：速度与位移之间有关系吗？ 指向问题链思考教学 速度与位移的关系 公式推导 当v0=0 只适用于匀变速直线运动 x v2 v2-x图像: k=2a 指向问题链思考教学 速度与位移的关系 【例题2】在某城市一条道路上，规定车辆行驶速度不得超过30km/h，在一次交通事故中，肇事车是一辆客车，量得这辆车紧急刹车时留下的刹车痕迹长为7.6m，已知该客车刹车时的加速度大小为7m/s2。请判断该车是否超速。 x=7.6m v0 a=-7m/s2 v=0 【解析】以客车开始刹车时的位置为原点，沿客车行驶方向建立坐标轴，则 v2 – v02 = 2ax 1、v-x公式适用于已知量和未知量均不涉及时间的问题 2、v-x公式中包含的4个物理量均为矢量，需建立坐标系以确定其正负 指向问题链思考教学 例题赏析 1.以36km/h的速度行驶的列车开始下坡，在坡路上的加速度等于0.2m/s²，经过30s到达坡底。求坡路的长度和列车到达坡底时的速度。 指向问题链思考教学 练习与应用 2.以18m/s的速度行驶的汽车，制动后做匀减速直线运动，在3s内前进36m。求汽车的加速度及制动后5s内发生的位移 指向问题链思考教学 练习与应用 3.速度、加速度的测量通常比位移的测量要复杂些，而有的时候我们只需比较两个物体运动的加速度大小，并不需要知道加速度的具体数值。例如，比较两辆汽车的加速性能就是这样。如果已知两个物体在相同时间内从静止开始匀加速直线运动的位移之比，怎样根据运动学的规律求出它们的加速度之比? 指向问题链思考教学 练习与应用 4.滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的，跑道尾段略微向上翘起。飞机在尾段翘起跑道上的运动虽然会使加速度略有减小，但能使飞机具有斜向上的速度，有利于飞机的起飞。假设某飞机滑跃式起飞过程是两段连续的匀加速直线运动，前一段的加速度为7.8m/s²，位移为180m，后一段的加速度为5.2m/s²，路程为15m，求飞机离舰时的速度有多大? 指向问题链思考教学 练习与应用 5. 神舟五号载人飞船的返回舱距地面10km时开始启动降落伞装置，速度减至10m/s，并以这个速度在大气中降落。在距地面1.2m时，返回舱的四台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速。设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动，并且到达地面时恰好速度为0，求最后减速阶段的加速度。 指向问题链思考教学 练习与应用 6.一辆肇事汽车在紧急刹车后停了下来，路面上留下了一条车轮滑动的磨痕。警察为了判断汽车刹车时速度的大小，测出路面上车轮磨痕的长度为22.5m。根据对车轮和路面材料的分析可以知道，车轮在路面上滑动时汽车做匀减速直线运动的加速度大小是5.0m/s²。请你根据以上条件，计算汽车刚开始刹车时的速度是多少? 指向问题链思考教学 练习与应用 $