2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 课件(共32张PPT)高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

(共32张PPT)
·
第3节
匀变速直线运动的位移与时间的关系
(第一课时)
1.知道匀速直线运动的位移与v－t图像中图线与坐标轴所围面积的对应关系;
2.理解匀变速直线运动的位移公式的推导方法，感受利用极限思想解决物理问题的科学思维方法;
3.掌握匀变速直线运动的位移公式。
温故知新
01
问题1：请在草稿纸上写出有关匀速直线运动的内容。
问题2：一辆小车以初速度v0向右做匀速直线运动，求小车在时间t内的位移。同时画出对应的v-t图像，你能发现什么问题？
讨论“思”环节问题的答案
在做题过程中产生的新问题
以小组形式讨论6分钟
大胆说出在“议”环节中没有解决的问题！
问题1：请在草稿纸上写出有关匀速直线运动的内容。
定义：沿着直线且速度不变的运动
公式：
X=v0t
v方向、大小都不变
S=v0t
问题1：请在草稿纸上写出有关匀速直线运动的内容。
定义：沿着直线且速度不变的运动
公式：
3. 矢量表达式（计算前先规定正方向）
X=v0t
X-位移
v0-初速度
t-时间
v方向、大小都不变
问题2：一辆小车以初速度4m/s向右做匀速直线运动，求小车在3s内的位移。同时画出对应的v-t图像，你能发现什么问题？
解：
设向右为正方向,则v0=4m/s
4m/s
由X=v0t得：
X=4m/s×3s=12m
发现：所求得的位移与v-t图像中阴影面积相等，方向与正方向相同。
则位移的大小为12m，方向向右。
O
t/s
v/(m/s)
4
3
问题2：一辆小车以初速度4m/s向右做匀速直线运动，求小车在3s内的位移。同时画出对应的v-t图像，你能发现什么问题？
解：
设向左为正方向,则v0=-4m/s
4m/s
由X=v0t得：
X=-4m/s×3s=-12m
发现：所求得的位移与v-t图像中阴影面积的负值相等，方向与正方向相反。
则位移的大小为12m，方向向右。
O
t/s
v/(m/s)
-4
3
（1）当“面积”在t 轴上方时，位移取 ，这表示物体的位移与规定的正方向 ；
（2）当“面积”在t 轴下方时，位移取 ，这表示物体的位移与规定的正方向 。
t
v
正值
相同
负值
相反
思考1：匀变速直线运动的位移是不是也等于 v-t 图像中图线与横坐标轴所围成图形的面积有关
O
t/s
v/(m/s)
匀变速直线运动的位移
02
阅读课本P42-P43和45页的拓展学习,勾圈重点和疑问，并回答下列问题
问题3：说出研究匀变速直线运动位移公式所采用的方法。
问题4：找出匀加速直线运动的位移-时间公式，并想一想每个符号分别表示什么。
讨论“思”环节问题的答案
在阅读中产生的新问题
以小组形式讨论6分钟
大胆说出在“议”环节中没有解决的问题！
问题3：找出研究匀变速直线运动所采用的方法。
微元法
eg:一小球在光滑地面向右做匀加速直线运动，初速度v0=2m/s,加速度a=2m/s2,求4s内小球的位移。
解：
设向右为正方向
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
x
x
假如我们把这个匀加速运动，看成一个初速度v0=2m/s的匀速直线运动，那么小球的位移为
x=2m/s×4s=8m
v0=2m/s
a=2m/s2
eg:一小球在光滑地面向右做匀加速直线运动，初速度v0=2m/s,加速度a=2m/s2,求4s内小球的位移。
解：
设向右为正方向
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
分割成2段
x
x1
x2
当我们把这个匀加速运动，看成两个匀速直线运动，那么小球的位移为
x=x1+x2=2m/s×2s+6m/s×2s=16m
eg:一小球在光滑地面向右做匀加速直线运动，初速度v0=2m/s,加速度a=2m/s2,求4s内小球的位移。
解：
设向右为正方向
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
分割成4段
x
x1
x2
x3
x4
当我们把这个匀加速运动，看成四个匀速直线运动，那么x1+x2的位移为
x=x1+x2+x3+x4=20m
eg:一小球在光滑地面向右做匀加速直线运动，初速度v0=2m/s,加速度a=2m/s2,求4s内小球的位移。
解：
设向右为正方向
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
分割成8段
x
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
x8
当我们把这个匀加速运动，看成8个匀速直线运动，那么x1+x2的位移为
x=x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8=27m
思考2：你从上面的现象中发现了什么？
t
0
v0
vt
位移=图像与坐标轴所围成的面积
无限分割
小矩形的面积之和能非常精确地代表物体的位移
小矩形合在一起形成一个梯形
问题4：请找出匀加速直线运动的位移-时间公式，并想一想每个符号分别表示什么。
=
1
2
—
(v0+vt)t
x
=
1
2
—
(v0+v0+at)t
=
v0t+ at2
1
2
—
t
0
v0
vt
vt=v0+at
问题4：请找出匀加速直线运动的位移-时间公式，并想一想每个符号分别表示什么。
X-位移
v0-初速度
t-时间
a-加速度
=
x
1
2
—
v0t+ at2
强调：矢量表达式（需要先设置正方向）
=
x
1
2
—
v0t+ at2
当“面积”在t轴上方时，位移取正值，这表示物体的位移与规定的正方向相同；
v0
t /s
t
O
v /(m/s)
2t
-v0
当“面积”在轴下方时，位移取负值，这表示物体的位移与规定的正方向相反。
特例：
a=0
v0=0
x=v0t
=
x
1
2
—
v0t+ at2
x= at2
1
2
—
=
x
1
2
—
v0t+ at2
t
0
v0
vt
x1
x2
at
X1=v0t
X2= at2
1
2
—
对匀变速直线运动的位移-时间公式再认识
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10m/s的速度后，由机上发动机使飞机获得25m/s2的加速度在航母跑道上匀加速前进，2.4s后离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少
v0t+ at2得：
=
由x
1
2
—
（1）解：设初速度的方向为正方向，则v0=10m/s,a=25m/s2,t=2.4s
10m/s
25m/s2
2.4s
x=10m/s×2.4s+0.5×25m/s2×(2.4s)2=96m
则，飞机匀加速滑行的距离为96m。
(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80m/s，飞机钩住阻拦索后经过2.5s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
（2）解：设初速度的方向为正方向，则v0=80m/s,t=2.5s,v=0
80m/s
a=
2.5s
由v=v0+at得：
a=(0-80m/s)/2.5s=-32m/s2
v0t+ at2得：
=
由x
1
2
—
x=80m/s×2.5s+0.5×(-32m/s2)×(2.5s)2=100m
则，加速度大小为32m/s2，滑行距离为100m
=
x
1
2
—
v0t+ at2
1.
2.X-位移 v0-初速度 t-时间 a-加速度
3.矢量表达式（需要先设置正方向）
4.特例
a=0
v0=0
x=v0t
x= at2
1
2
—
4.图像
v-t图像在t轴上方，x大于0，与正方向同向
v-t图像在t轴下方，x小于0，与正方向反向
感谢您的聆听！