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3（42张PPT）

(共42张PPT)
第六节
匀变速直线运动位移与时间的关系
课标定位：
应用：
1.运用匀变速直线运动的v－t图像解决有关位移问题．
2．运用公式x＝v0t＋ at2解决有关问题．
理解：
1.利用极限思想解决物理问题的科学思维方法．
2．公式x＝v0t＋ at2的意义和导出过程．
认识：
1.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．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．
第六节
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
课标定位
课前自主学案
一、匀变速直线运动的位移
位移公式x＝____________.
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．
2.当v0＝0时，x＝______，表示初速度为零的匀加速直线运动的_______与时间的关系．
3．当a＝0时，x＝v0t，表示_________运动的位移与时间的关系．
矢量
位移
匀速直线
二、位移—时间图像(x－t图像)
1．图像的作法
以横轴表示______，纵轴表示______．根据实际数据选取单位，选定标度，描出数据点，用平滑曲线连接各点得x－t图像．
2．图线的意义
表示的是物体做直线运动的______随_______变化的规律，而不是质点的运动轨迹．
时间
位移
位移
时间
3．匀速直线运动的x－t图像特点
如图1－6－1所示，是一条倾斜直线．正向匀速是斜向上直线，负向匀速是斜向下直线．
图1－6－1
4．位移在v－t图像中的表示：做匀变速直线运动的物体的位移对应着v－t图像中的图线和时间轴包围的图形的“______”．如图1－6－2所示，在0～t时间内的位移大小等于梯形的_______．
面积
图1－6－2
面积
核心要点突破
一、对位移公式的进一步理解
1．反映了位移随时间的变化规律．
2．因为v0、a、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向．一般以v0的方向为正方向．
若a与v0同向，则a取正值；
若a与v0反向，则a取负值；
若位移计算结果为正值，说明这段时间内位移的方向为正；
若位移计算结果为负值，说明这段时间内位移的方向为负．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
1.两物体都做匀变速直线运动，在给定的时间间隔内(　　)
A．加速度大的，其位移一定也大
B．初速度大的，其位移一定也大
C．末速度大的，其位移一定也大
D．平均速度大的，其位移一定也大
此推论常有两方面的应用：一是用以判断物体是否做匀变速直线运动；二是用以求加速度．
特别提醒：
(1)以上推论只适用于匀变速直线运动，其他性质的运动不能套用推论式来处理问题．
(2)推论式xⅡ－xⅠ＝aT2常在实验中根据打出的纸带求物体的加速度．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
2.汽车由静止开始做匀加速直线运动，速度达到v时立即做匀减速直线运动，最后停止，运动的全部时间为t，则汽车通过的全部位移为(　　)
三、对位移—时间图像的理解
1．位移—时间图像(x－t图像)
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，如图1－6－3所示，根据给出(或测定)的数据，作出几个点的坐标，用直线将几个点连起来，则这条直线就表示了物体的运动特点．
图1－6－3
(2)若物体做匀速直线运动，则x－t图像是一条倾斜的直线，直线的斜率表示物体的速度．斜率的大小表示速度的大小，斜率的正、负表示物体的运动方向，如图1－6－3中的a、b所示．
(3)若x－t图像为平行于时间轴的直线，表明物体处于静止状态．如图1－6－3中的c所示．
图1－6－3
(4)纵截距表示运动物体的初始位置，图1－6－3中所示a、b物体分别是从原点、原点正方向x2处开始运动的．
(5)图线的交点表示相遇，如图1－6－3所示中的交点表示a、b、c三个物体在t1时刻在距原点正方向x1处相遇．
图1－6－3
特别提醒：
(1)x－t图像只能用来描述直线运动，图像弯曲，是质点速度变化的原因．
(2)x－t图像表示的是位移x随时间t变化的情况，绝不是物体运动的轨迹．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
3.某物体的位移与时间图像如图1－6－4所示，则下列叙述正确的是(　　)
A．物体运行的轨迹是抛物线
B．物体运行的时间为8 s
C．物体运动所能达到的最大位
移为80 m
D．在t＝4 s时刻，物体的瞬时速度为零
图1－6－4
解析：选BCD.因为位移随时间的变化关系曲线并非为物体运动的轨迹．由图像可知，在0～4 s内物体沿正方向前进80 m，非匀速；4 s～8 s内物体沿与原来相反的方向运动至原点．在t＝4 s时，图线上该点处切线的斜率为零，故此时速度为零．由以上分析知A错，B、C、D均正确．
课堂互动讲练
位移公式的理解及应用
一赛车进入直道后开始做匀加速运动，教练员测得在前2 s内经过的位移为52 m，随后3 s内经过的位移为123 m，之后还能加速2 s，求：
(1)赛车刚进入直道时的速度和加速度；
(2)赛车这一次在直道上加速的位移．
例1
【思路点拨】　题目中已知了时间、位移，利用位移与时间的关系列方程，可求得初速度和加速度．
【答案】　(1)20 m/s　6 m/s2　(2)287 m
变式训练1　汽车以2 m/s2的加速度由静止开始运动，求5 s内汽车的位移和第5 s内汽车的位移．
答案：25 m　9 m
位移图像的理解及应用
一辆汽车做直线运动的x－t图像如图1－6－5所示，请分析：
(1)以每5 s为时间间隔，求出各时间段内的平均速度；
(2)根据所得平均速度分析
这辆汽车做什么运动．
例2
图1－6－5
【思路点拨】　要求某一段内物体运动的平均速度，需先找出相应的位移和所用时间．根据x－t图像判断物体的运动情况，应根据图像斜率的变化分析，在x－t图像中，斜率表示了物体运动的速度．若斜率不变，则物体做匀速直线运动，若斜率发生变化，物体就做变速运动．
【答案】　
(1)各时间段内的平均速度均为4 m/s
(2)匀速直线运动
【方法总结】　x－t图像反映了不同时刻质点的位移，图线的斜率表示速度的大小．斜率的正、负表示运动方向．
变式训练2　图1－6－6所示是A、B两质点做直线运动的位移—时间图像，由图可知(　　)
A．A物体做匀速直线运动
B．B物体做曲线运动
C．t0内A、B两物体的位移相等
D．t0内A、B两物体的路程相等
图1－6－6
解析：选ACD.由图像知，A质点的位移随时间均匀增加，故A做匀速直线运动．B质点的位移不随时间均匀变化，所以B做变速直线运动．A、B两质点的位移都随着时间的增加而增大，A、B均做单方向直线运动，所以t0时间内，A、B的位移相等，路程相等．
v－t图像的理解及应用
某一做直线运动的物体的v－t图像如图1－6－7所示，根据图像求：
(1)物体距出发点的最远距离．
(2)前4 s物体的位移．
(3)前4 s内通过的路程．
例3
图1－6－7
【思路点拨】　解答本题应注意以下三点：
(1)v－t图像与t轴所围的“面积”表示物体位移大小．
(2)“面积”在t轴之上表示位移是正值，在下表示位移是负值．
(3)物体通过的路程为t轴上、下“面积”绝对值的和．
【答案】　(1)6 m　(2)5 m　(3)7 m
变式训练3 有一质点从t＝0开始，由原点沿着x轴正方向出发，其速度—时间图像如图1－6－8所示，下列说法正确的是(　　)
A．t＝1 s，质点离原点的距离最大
B．t＝2 s，质点离原点的距离最大
C．t＝2 s，质点回到原点
D．t＝4 s，质点回到原点
图1－6－8
解析：选BD.前2 s内，物体一直向正方向运动，后2 s向反方向运动，故2 s末物体离原点最远，A错、B对；由图像的面积等于位移可知，前2 s物体向前运动了5 m，后2 s又返回了5 m，故4 s末物体又回到出发的原点，C错，D对．