2.4 匀变速直线运动规律的应用 课件-2024-2025学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册(共28张PPT)
文档属性
| 名称 | 2.4 匀变速直线运动规律的应用 课件-2024-2025学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册(共28张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-07-08 22:37:04 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
第二章 匀变速直线运动的规律
第四节 匀变速直线运动规律的应用
目 录/
1.
学习目标
2.
情景导入
3.
新课讲解
4.
小试牛刀
5.
课堂小结
PART 01
学习目标
学习目标
1.理解匀变速直线运动的速度与位移的关系
2.会运用所学知识推导匀变速直线运动中速度与位移的关系
3.能运用匀变速直线运动的速度与位移的关系对问题进行分析和计算
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
PART 02
情境导入
飞机跑道长度，与匀变速直线运动有什么关系呢？
根据机场的等级和自然条件，且为适应不同性能飞机的起降，对机场跑道长度有不同的要求。如大型飞机要求有较长的起降跑道，所以不能在小机场起降；我国西藏昌都地区海拔4334 m，位于此地的邦达机场的跑道长达5500 m，是当今世界上海拔最高、跑道最长的机场。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
PART 03
新课讲解
v0
t
O
vt
x
匀变速直线运动
速度与时间的关系式
位移与时间的关系式
如果不知道时间，怎么求位移？
匀变速直线运动速度与位移的关系
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
速度—时间公式
位移—时间公式
①
②
可得 v2－v02＝2ax
③
将③式代入②式，有
如果在所研究的问题中，已知量和未知量都不涉及时间，利用这个公式求解，往往会更简便。
推导速度与位移的关系式
v＝v0＋at
x＝v0t＋
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
匀变速直线运动速度与位移的关系
v2－v02＝2ax
①公式的适用条件：公式表述的是匀变速直线运动的速度与位移的关系，适用于匀变速直线运动。
②公式的意义：公式 v2－v02＝2ax 反映了初速度v0、末速度v、加速度a、位移x 之间的关系，当其中任意三个物理量已知时，可求另一个未知量。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
匀变速直线运动速度与位移的关系
③公式的矢量性：公式中 v0、v、a、x 都是矢量，应用时必须选取统一的正方向，一般选 v0 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。
(2) x > 0，说明物体通过的位移方向与初速度方向相同；x < 0，说明位移的方向与初速度的方向相反。
④两种特殊形式
(1)当 v0=0 时，v2＝2ax (初速度为零的匀加速直线运动)。
(2)当 v=0 时，－v02＝2ax (末速度为零的匀减速直线运动)。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
某型号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，已知某型号的飞机在平直跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0 m/s2，当飞机的速度达到50 m/s时才能离开航空母舰起飞，设航空母舰始终处于静止状态。问：
(1)若某舰上不装弹射系统，要求该型号飞机仍能在此舰上正常起飞，该舰身长至少为多长？
导 练
答案 250 m
不装弹射系统时，飞机从静止开始做匀加速直线运动，由 可知该舰身长至少为
飞机起飞问题
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
(2)若要求该飞机滑行160 m后起飞，弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？
答案 30 m/s
设弹射系统使飞机具有的初速度为v0，由 可知
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
某战机着陆后以大小为6 m/s2的加速度做匀减速直线运动，且其着陆速度为60 m/s，求它着陆后12 s内滑行的距离。
答案 300 m
刹车中的位移问题
由 可知，可求出从战机着陆到停止所用时间 ，
由此可知战机在12 s 内不是始终做匀减速直线运动，它在最后 2 s内是静止的，故它着陆后12 s 内滑行的距离为
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
刹车类问题的分析思路：
汽车刹车、飞机降落后在跑道上滑行等都可简化为单方向的匀减速直线运动，当速度减小到零后，就停止运动，在计算这类运动的位移时，应先计算出速度减小到零所用的时间t0。
②如果 t0 > t，时间 t 内运动还未停止，则应用题目中的 t 直接求解位移
①如果 t0 < t，加速度的大小为 a，则不能用题目所给的时间 t 求解位移，此时运动的最长时间为 ，最大距离为
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
逆向思维法的应用
物体做匀减速运动，末速度为零时，可以采用逆向思维法，将物体匀减速到零的运动看成是初速度为零的匀加速运动，从而使问题的解答更简便。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
射击时，燃气膨胀推动弹头加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动，设子弹的加速度 a = 5×105 m/s2，枪筒长
x = 0.64 m。求子弹在枪管内的运动时间，及射出枪口时的速度。
子弹在枪管内的运动时间
答案 1.6×10-3 s 800 m/s
由 可知，可求出从战机着陆到停止所用时间 ，
进而有
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
解：以子弹射出枪口时速度 v 方向为正方向
位移公式：
速度公式: v＝v0+at
v ==800 m/s
此类问题中，时间 t 只是一个中间量，试着用一步求得子弹射出枪口的速度
v2－v02＝2ax
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
PART 04
小试牛刀
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
1.某一物理兴趣研究小组让一个玩具电动飞机由静止开始沿直线运动，得到速度随位移变化的图线关系，如图所示，可将该玩具电动飞机视为质点，关于该玩具电动飞机的运动下列说法正确的是( )
A.质点做匀加速直线运动
B.质点做加速度逐渐减小的加速运动
C.质点运动 过程中的平均速度小于
D.质点运动 过程中的平均速度大于
C
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
答案：C
解析：AB、从图可知，s与v成正比，即 是比例系数(常量)，根据 ，显然加速度与速度成正比，随着速度增大，质点的加速度增大，所以质点做加速度逐渐增大的变加速运动，故AB错误;
CD、根据 图象的斜率等于加速度，图象与时间轴所围的面积表示位移，由于质点的加速度逐渐减小，知该质点通过的位移小于相等时间内匀加速直线运动的位移，所以该质点的平均速度小于匀加速直线运动的平均速度 ，故C正确，D错误。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
2.甲、乙两辆汽车同时同地出发，沿同方向做直线运动，两车速度的二次方 随x的变化图像如图所示，下列说法正确的是( )
A.汽车甲停止前，甲、乙两车相距最远时，甲车的位移为6 m
B.汽车甲的加速度大小为
C.汽车甲、乙在 时相遇
D.汽车甲、乙在 处的速度大小为
D
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
答案：D
解析：由图可知B错误；汽车甲停止前，甲，乙两车相距最远时速度相等
即 ，解得 。此时甲的位移为 ，A错误；
甲从开始到静止运动的时间为
当 时，甲车已停下，则位移为3 s内的位移，由题图知
当 时，乙车的位移 ，故两车在 时并未相遇，C错误；
由题图知在 处甲、乙两车的速度大小相等，对乙分析，根据速度和位移的关系式可知 ，代入数据得 ，D正确。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
3.（多选）雾霾天气对公路、铁路、航空、航运等均产生重要影响，雾、霾会造成空气质量下降，影响生态环境，给人体健康带来较大危害，在我国治理雾霾已刻不容缓，在一大雾天，一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵，如图所示，a、b分别为小汽车和大卡车的 图象，以下说法正确的是( )
A.因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾
B.在 时追尾
C.在 时追尾
D.若刹车不失灵不会追尾
CD
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
解析：ABC.从图像中可以看出，小汽车刹车失灵前的加速度
刹车失灵后的加速度 ，假设能追尾，设追尾时间为t，则小汽车刹车失灵前的位移 ，小汽车刹车失灵后的位移
，大卡车的位移 。由
得 则假设成立，故AB错误，C正确；
D.如果刹车不失灵，则在 时两车速度相同，此时小汽车的位移
大卡车的位移
故这时没有追尾，以后两车间距会越来越大，更不会追尾，故D正确。
PART 05
课堂小结
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
① 匀变速直线运动的速度与位移关系
（1）公式 的推导
因为 ， ，消去 t ，可得
（2） 是矢量式，式中 v0、vt、a、x 均为矢量，使用公式时应先规定方向，一般以 v0 的方向为正方向.
（3）特例
①当初速度 v0 = 0 时， ，
物体做初速度为零的匀加速直线运动.
②当末速度 v = 0 时， ，
物体做匀减速直线运动直到停止.
1
不用考虑时间 t ，方便解题
速度
a不变
时间
位移
？
感谢观看
第二章 匀变速直线运动的规律
第四节 匀变速直线运动规律的应用
目 录/
1.
学习目标
2.
情景导入
3.
新课讲解
4.
小试牛刀
5.
课堂小结
PART 01
学习目标
学习目标
1.理解匀变速直线运动的速度与位移的关系
2.会运用所学知识推导匀变速直线运动中速度与位移的关系
3.能运用匀变速直线运动的速度与位移的关系对问题进行分析和计算
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
PART 02
情境导入
飞机跑道长度，与匀变速直线运动有什么关系呢？
根据机场的等级和自然条件，且为适应不同性能飞机的起降，对机场跑道长度有不同的要求。如大型飞机要求有较长的起降跑道，所以不能在小机场起降；我国西藏昌都地区海拔4334 m，位于此地的邦达机场的跑道长达5500 m，是当今世界上海拔最高、跑道最长的机场。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
PART 03
新课讲解
v0
t
O
vt
x
匀变速直线运动
速度与时间的关系式
位移与时间的关系式
如果不知道时间，怎么求位移？
匀变速直线运动速度与位移的关系
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
速度—时间公式
位移—时间公式
①
②
可得 v2－v02＝2ax
③
将③式代入②式，有
如果在所研究的问题中，已知量和未知量都不涉及时间，利用这个公式求解，往往会更简便。
推导速度与位移的关系式
v＝v0＋at
x＝v0t＋
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
匀变速直线运动速度与位移的关系
v2－v02＝2ax
①公式的适用条件：公式表述的是匀变速直线运动的速度与位移的关系，适用于匀变速直线运动。
②公式的意义：公式 v2－v02＝2ax 反映了初速度v0、末速度v、加速度a、位移x 之间的关系，当其中任意三个物理量已知时，可求另一个未知量。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
匀变速直线运动速度与位移的关系
③公式的矢量性：公式中 v0、v、a、x 都是矢量，应用时必须选取统一的正方向，一般选 v0 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。
(2) x > 0，说明物体通过的位移方向与初速度方向相同；x < 0，说明位移的方向与初速度的方向相反。
④两种特殊形式
(1)当 v0=0 时，v2＝2ax (初速度为零的匀加速直线运动)。
(2)当 v=0 时，－v02＝2ax (末速度为零的匀减速直线运动)。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
某型号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，已知某型号的飞机在平直跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0 m/s2，当飞机的速度达到50 m/s时才能离开航空母舰起飞，设航空母舰始终处于静止状态。问：
(1)若某舰上不装弹射系统，要求该型号飞机仍能在此舰上正常起飞，该舰身长至少为多长？
导 练
答案 250 m
不装弹射系统时，飞机从静止开始做匀加速直线运动，由 可知该舰身长至少为
飞机起飞问题
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
(2)若要求该飞机滑行160 m后起飞，弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？
答案 30 m/s
设弹射系统使飞机具有的初速度为v0，由 可知
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
某战机着陆后以大小为6 m/s2的加速度做匀减速直线运动，且其着陆速度为60 m/s，求它着陆后12 s内滑行的距离。
答案 300 m
刹车中的位移问题
由 可知，可求出从战机着陆到停止所用时间 ，
由此可知战机在12 s 内不是始终做匀减速直线运动，它在最后 2 s内是静止的，故它着陆后12 s 内滑行的距离为
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
刹车类问题的分析思路：
汽车刹车、飞机降落后在跑道上滑行等都可简化为单方向的匀减速直线运动，当速度减小到零后，就停止运动，在计算这类运动的位移时，应先计算出速度减小到零所用的时间t0。
②如果 t0 > t，时间 t 内运动还未停止，则应用题目中的 t 直接求解位移
①如果 t0 < t，加速度的大小为 a，则不能用题目所给的时间 t 求解位移，此时运动的最长时间为 ，最大距离为
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
逆向思维法的应用
物体做匀减速运动，末速度为零时，可以采用逆向思维法，将物体匀减速到零的运动看成是初速度为零的匀加速运动，从而使问题的解答更简便。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
射击时，燃气膨胀推动弹头加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动，设子弹的加速度 a = 5×105 m/s2，枪筒长
x = 0.64 m。求子弹在枪管内的运动时间，及射出枪口时的速度。
子弹在枪管内的运动时间
答案 1.6×10-3 s 800 m/s
由 可知，可求出从战机着陆到停止所用时间 ，
进而有
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
解：以子弹射出枪口时速度 v 方向为正方向
位移公式：
速度公式: v＝v0+at
v ==800 m/s
此类问题中，时间 t 只是一个中间量，试着用一步求得子弹射出枪口的速度
v2－v02＝2ax
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
PART 04
小试牛刀
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
1.某一物理兴趣研究小组让一个玩具电动飞机由静止开始沿直线运动，得到速度随位移变化的图线关系，如图所示，可将该玩具电动飞机视为质点，关于该玩具电动飞机的运动下列说法正确的是( )
A.质点做匀加速直线运动
B.质点做加速度逐渐减小的加速运动
C.质点运动 过程中的平均速度小于
D.质点运动 过程中的平均速度大于
C
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
答案：C
解析：AB、从图可知，s与v成正比，即 是比例系数(常量)，根据 ，显然加速度与速度成正比，随着速度增大，质点的加速度增大，所以质点做加速度逐渐增大的变加速运动，故AB错误;
CD、根据 图象的斜率等于加速度，图象与时间轴所围的面积表示位移，由于质点的加速度逐渐减小，知该质点通过的位移小于相等时间内匀加速直线运动的位移，所以该质点的平均速度小于匀加速直线运动的平均速度 ，故C正确，D错误。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
2.甲、乙两辆汽车同时同地出发，沿同方向做直线运动，两车速度的二次方 随x的变化图像如图所示，下列说法正确的是( )
A.汽车甲停止前，甲、乙两车相距最远时，甲车的位移为6 m
B.汽车甲的加速度大小为
C.汽车甲、乙在 时相遇
D.汽车甲、乙在 处的速度大小为
D
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
答案：D
解析：由图可知B错误；汽车甲停止前，甲，乙两车相距最远时速度相等
即 ，解得 。此时甲的位移为 ，A错误；
甲从开始到静止运动的时间为
当 时，甲车已停下，则位移为3 s内的位移，由题图知
当 时，乙车的位移 ，故两车在 时并未相遇，C错误；
由题图知在 处甲、乙两车的速度大小相等，对乙分析，根据速度和位移的关系式可知 ，代入数据得 ，D正确。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
3.（多选）雾霾天气对公路、铁路、航空、航运等均产生重要影响，雾、霾会造成空气质量下降，影响生态环境，给人体健康带来较大危害，在我国治理雾霾已刻不容缓，在一大雾天，一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵，如图所示，a、b分别为小汽车和大卡车的 图象，以下说法正确的是( )
A.因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾
B.在 时追尾
C.在 时追尾
D.若刹车不失灵不会追尾
CD
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
解析：ABC.从图像中可以看出，小汽车刹车失灵前的加速度
刹车失灵后的加速度 ，假设能追尾，设追尾时间为t，则小汽车刹车失灵前的位移 ，小汽车刹车失灵后的位移
，大卡车的位移 。由
得 则假设成立，故AB错误，C正确；
D.如果刹车不失灵，则在 时两车速度相同，此时小汽车的位移
大卡车的位移
故这时没有追尾，以后两车间距会越来越大，更不会追尾，故D正确。
PART 05
课堂小结
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
① 匀变速直线运动的速度与位移关系
（1）公式 的推导
因为 ， ，消去 t ，可得
（2） 是矢量式，式中 v0、vt、a、x 均为矢量，使用公式时应先规定方向，一般以 v0 的方向为正方向.
（3）特例
①当初速度 v0 = 0 时， ，
物体做初速度为零的匀加速直线运动.
②当末速度 v = 0 时， ，
物体做匀减速直线运动直到停止.
1
不用考虑时间 t ，方便解题
速度
a不变
时间
位移
？
感谢观看