教科版高中物理必修1《匀变速直线运动位移与时间的关系》参考课件1（38张PPT）

(共38张PPT)
6.匀变速直线运动位移与时间的关系
1．若已知一段时间t内平均速度为 ，则位移x＝________.
【答案】　t
2．匀变速直线运动的速度与时间的关系为v＝________.
【答案】　v0＋at
3．请画出匀速直线运动和匀变速直线运动的v－t图象．
【答案】　匀速直线运动和匀变速直线运动的v－t图象分别如甲、乙所示．
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图象
是一条平行于 的直线，其位移在
数值上等于v－t图线与对应的时间轴所
包围的矩形的 .如右图所示．
vt.
时间轴
面积
二、匀变速直线运动的位移
1.位移在v－t图象中的表示：做匀变速直线运
动的物体的位移对应着的v－t图象中的图线和
包围的面积．如右图所示，在0～t时间
内的位移大小等于 的面积．
2．位移公式 .
(1)公式中x、v0、a均是 ，应用公式解题前应先根据正方向明确它们的正、负值．一般规定初速度的方向为正方向．
(2)当v0＝0时， ，表示初速度为零的匀加速直线运动的 与时间的关系．
时间轴
梯形
矢量
位移
三、位移—时间图象
在平面直角坐标系中，用横轴表示时间t，用纵轴表示位移x，根据给出的(或测定的)数据，作出几个点的坐标，用直线将几个点连接起来，则这条直线就表示了物体的运动特点，这种图象就叫做位移—时间图象，简称为位移图象．如右图所示为汽车自初位置开始，每小时的位移都是50 km的x－t图象．
1．匀速直线运动的x－t图象一定是一条直线．如上图所示．
2．匀变速直线运动的x－t图象是一条抛物线．如右图所示．
3．根据图象可以知道质点在任意一段时间内的位移，也可以知道发生一段位移所需要的时间．
4．x－t图象表示的是位移随时间变化的情况，绝不是运动的径迹．
观察物理图象的方法首先是看横、纵轴所表示的物理量；其次看图象，从横、纵轴上直接可获取的信息，联系实际，搞清物理情景．
一、由速度图象求匀变速直线运动的位移
1.如右图所示为一列火车出站
后做匀加速直线运动的v－t图象．请用“图
象面积法”求出这列火车在8 s内的位移．
【答案】　120 m
若物体做匀加速直线运动 a与v0同向，a取正值
若物体做匀减速直线运动 a与v0反向，a取负值
若位移的计算结果为正值 说明这段时间内位移的方向与规定的正方向相同
若位移的计算结果为负值 说明这段时间内位移的方向与规定的正方向相反
2.一物体做匀变速直线运动，初速度为v0＝2 m/s，加速度a＝－2 m/s2，则经过2 s后，物体的速度和位移为(　　)
A．－2 m/s,1 m　　　　 　　　B．2 m/s，－1 m
C．2 m/s,0 m D．－2 m/s,0 m
【答案】　D
三、匀变速直线运动的几个有用推论
1．平均速度：做匀变速直线运动的物体在一段时间t内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度，还等于这段时间初末速度矢量和的一半．
2．逐差相等：在任意两个连续相等的时间间隔T内，位移之差是一个常量，即Δx＝xⅡ－xⅠ＝aT2
(1)以上比例成立的前提是物体做初速度为零的匀加速直线运动．
(2)对于末速度为零的匀减速直线运动，可把它看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动，应用比例关系，可使问题简化．
3.一个做匀变速直线运动的物体，初速度为0.5 m/s，在第9 s内的位移比第5 s内的位移多4 m，求：
(1)物体的加速度；
(2)物体在9 s内通过的位移．
【答案】　(1)1 m/s2　(2)45 m
一物体做匀加速直线运动，初速度为v0＝5 m/s，加速度为a＝0.5 m/s2，求：
(1)物体在3 s内的位移；
(2)物体在第3 s内的位移．
【答案】　(1)17.25 m　(2)6.25 m
1－1：在一段平滑的斜冰坡的中部将冰块以 8 m/s的初速度沿斜坡向上打出，设冰块与冰面间的摩擦不计，冰块在斜坡上的运动加速度恒为2 m/s2.
求：(设斜坡足够长)
(1)冰块在5 s时的速度；
(2)冰块在10 s时的位移．
【解析】　(1)画出简单的情景图，如右图所示，设出发点为O，上升到的最高点为A，设沿斜坡向上为运动量的正方向，
由题意可知v0＝8 m/s，
a＝－2 m/s2，t1＝5 s，t2＝10 s
根据公式vt＝v0＋at
可得第5 s时冰块的速度为
v1＝[8＋(－2)×5]m/s＝－2 m/s
负号表示冰块已从其最高点返回，
5 s时速度大小为 2 m/s.
【答案】　(1)2 m/s，沿斜面向下　(2)20 m，在出发点下方
如右图所示，在水平面上固定着三个完
全相同的木块，一粒子弹以水平速度v射入．
若子弹在木块中做匀减速直线运动，当穿透第
三个木块时速度恰好为零，则子弹依次穿入每
个木块时的速度之比和穿过每个木块所用时间之比分别为(　　)
【答案】　BD
2－1：质点从静止开始做匀加速直线运动，从开始运动起，通过连续三段位移所用的时间分别为1 s、2 s、3 s，这三段位移之比应是(　　)
A．1∶2∶3　　　　　　　　B．1∶3∶5
C．12∶22∶32 D．13∶23∶33
【解析】　根据v0＝0的匀加速运动的一个推论：从开始起第1个T内，第2个T内，第3个T内……的位移之比为xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……＝1∶3∶5∶……，所以，所求位移之比为1∶(3＋5)∶(7＋9＋11)∶……＝13∶23∶33∶……，D对．
【答案】　D
如右图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x－t图象，下面说法正确的是(　　)
A．甲、乙两物体的出发点相距x0
B．甲、乙两物体都做匀速直线运动
C．甲物体比乙物体早出发的时间为t1
D．甲、乙两物体向同方向运动
【解析】　由图可知，甲从距原点x0处出发，乙由原点出发，故两物体出发点相距x0，A对；两图线都是倾斜直线，即两物体都做匀速直线运动，B对；甲开始计时就出发，乙在计时后t1才出发，故甲比乙早出发时间t1，C对；甲、乙图线的斜率分别为负值和正值，表明甲向负方向运动，乙向正方向运动，甲、乙运动方向相反，D错．
【答案】　ABC
用图象阐明物理规律是物理学中常用的方法，具有简明直观的特点．由于刚开始接触图象，所以要注意从数形关系以及函数图象与物理量间的对应关系去领会x－t图象的物理含义．
分析判断直线运动的位移—时间图象时，要从三点来分析：
(1)图象是直线还是曲线．如果图象是直线，则表示物体做匀速直线运动，否则一定做变速运动．
(2)物体开始运动的初始位置．物体开始运动的初始位置由t＝0时的位移——即纵轴的截距决定．
(3)物体的运动方向．随着时间的增大，如果物体的位移越来越大，则物体向前运动，速度为正．否则物体做反向运动，速度为负．
(4)切不可将x－t图象当作物体的运动轨迹．
3－1：下图是做直线运动的甲、乙两个物体的位移—时间图象，由图象可知(　　)
A．乙开始运动时，两物体相距20 m
B．在0～10 s这段时间内，两物体间的距离逐渐增大
C．在10～25 s这段时间内，两物体间的距离逐渐变小
D．两物体在10 s时相距最远，在25 s时相遇
【解析】　由图象可知，乙在10 s时刚开始运动，此时两物体间的距离已超过20 m．在0～10 s这段时间内，两物体纵坐标的差值逐渐增大，说明两物体间的距离逐渐增大．在10～25 s这段时间内，两物体纵坐标的差值逐渐减小，说明两物体间的距离逐渐变小．因此，两物体在10 s时相距最远．在25 s时，两图线相交，两物体纵坐标相等，说明它们到达同一位置而相遇．
【答案】　BCD
对速度图象的意义理解不透，导致错误出现
如右图所示为甲、乙两物体运动的v－t图象，由图象可知(　　)
A．甲做匀变速直线运动，乙做匀速直线运动
B．甲、乙两物体在t＝0时刻的位置不一样
C．甲、乙两物体在t＝2 s时相遇
D．前4 s内甲、乙两物体的位移大小相等
【错解】　选B.由图象可知在t＝0时刻，甲离出发点的距离为10 m，乙为5 m，故在t＝0时刻，甲、乙两物体的位置不同．
选C.由图象可知在t＝2 s时刻，甲、乙两物体的速度图线相交，则两物体相遇．
【正解】　AD
【错因分析】　本题考查从v－t图象中获取正确信息的能力．即是物体运动的v－t图象，不是x－t图象，除特殊说明外，从v－t图象中可计算一段时间内物体发生的位移，但不能确定物体在某一时刻的位置关系；v－t图象也不是物体的运动轨迹，在t＝2 s时刻，只能说两物体有共同速度，而不是两物体相遇；由v－t图象可判定甲做匀变速直线运动，而乙的v－t图象是平行于t轴的直线，可判定乙做匀速直线运动；前4 s内，甲做匀减速直线运动，位移大小为 m＝20 m．乙做匀速直线运动，位移大小为4×5 m＝20 m，故选项A、D正确．误选B、C的原因在于混淆了v－t图象与x－t图象和运动轨迹的关系．
1．汽车刹车后做匀减速直线运动，经3 s后停止运动，那么，在这连续的3个1 s内汽车通过的位移之比为(　　)
A．1∶3∶5　　　　　　　B．5∶3∶1
C．1∶2∶3 D．3∶2∶1
【解析】　末速度为零的匀减速直线运动可以看做反向的初速度为零的匀加速直线运动处理，初速度为零的匀加速直线运动第1秒内、第2秒内、第3秒内……的位移之比为1∶3∶5∶……
【答案】　B
2．(2010年莆田高一检测)做匀变速直线运动的物体初速度为12 m/s，在第6 s内的位移比第5 s内的位移多4 m．关于物体运动情况的说法正确的是(　　)
A．物体的加速度为4 m/s2
B．物体5 s末的速度是36 m/s
C．物体5、6两秒内的位移是72 m
D．物体从14 m的A点运动到32 m的B点所用的时间是1 s
【答案】　AD
3．由静止开始做匀加速运动的汽车，第1 s内通过的位移为0.4 m，以下说法中正确的是(　　)
A．第1 s末的速度为0.8 m/s
B．加速度为0.8 m/s2
C．第2 s内通过的路程为1.2 m
D．前2 s内通过的路程为1.2 m
【答案】　ABC
4.(2009年广东卷)某物体运动的速度图象如
右图所示，根据图象可知(　　)
A．0～2 s内的加速度为1 m/s2
B．0～5 s内的位移为10 m
C．第1 s末与第3 s末的速度方向相同
D．第1 s末与第5 s末加速度方向相同
【答案】　AC
5．一小球沿斜面由静止开始匀加速滚下(斜面足够长)，已知小球在第4 s末的速度为4 m/s.求：
(1)第6 s末的速度；
(2)前6 s内的位移；
(3)第6 s内的位移．
(2)第1 s内与前6 s内的位移之比x1∶x6＝12∶62
故前6 s内小球的位移x6＝36x1＝18 m.
(3)第1 s内与第6 s内的位移之比
xⅠ∶xⅥ＝1∶(2×6－1)
故第6 s内的位移xⅥ＝11xⅠ＝5.5 m.
【答案】　(1)6 m/s　(2)18 m　(3)5.5 m