2.2 课时2 位移与时间、速度与时间的关系（21张PPT）课件 2024-2025学年高一物理粤教版（2019）必修第一册

(共21张PPT)
第二章 匀变速直线运动
第2节 课时2 位移与时间、速度与时间的关系
匀速直线运动的位移与时间的的关系：
x=vt，它的v-t图象是平行于t轴的一条直线。
0
v/（m s-1）
t/s
t
v
如图v – t 图线与t轴所夹的矩形“面积”就是匀速直线运动的位移。
x=vt
做匀变速直线运动的物体，在时间t内的位移与时间会有怎样的关系？
1.知道匀变速直线运动v-t图像的特点，理解图像的物理意义。
2.掌握匀变速直线运动的速度与时间关系式，并能利用所学公式分析解决相关问题。
知识点一：匀变速速直线运动的位移
1.从v-t图象中探究匀变速直线运动的位移
v
t
v0
v
t
面积
如图v – t 图线与t轴所夹的梯形“面积”是否匀变速直线运动的位移呢？
粗略地表示位移
较精确地表示位移
v
t
0
t
t1
t2
t3
v
t
0
t
t1
t2
t3
t4
t5
t6
t7
假如把时间轴无限分割，情况又会怎么样呢？
v0
v
0
t
t
如果把整个运动过程分割得非常非常细，很多很多小矩形的面积之和就能非常精确地代表物体的位移了。这是物理上常用的微元法。
匀变速直线运动的位移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示。
v
下面请同学们依据这个结论和v-t图象，求得位移的计算式。
v0
0
t/s
t
由图可知梯形的面积：S梯形=
v
v
即位移：
将 v ＝ v 0 ＋ at 代入上式，有
v/（m s-1）
2.匀变速速直线运动的位移公式：
（1）t是指物体运动的实际时间（刹车问题）
（2）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；
（3）如果初速度为 0，
（4）解题时先用字母代表物理量，再代入数值进行计算，代入数据时,各物理量的单位要统一。
匀变速直线的位移-时间图像
因为位移公式是关于t的一元二次函数，故s-t图象是一条抛物线(一部分)。
注意：s-t图象不是物体运动的轨迹，而是位移随时间变化的规律。
s/m
t/s
【例题】如图 所示，一艘快艇以2 m/s2的加速度在海面上做匀加速直线运动，快艇的初速度是6m/s.求这艘快艇在8s末的速度和8s内的位移.
分析:该快艇做匀加速直线运动，它的运动情况满足匀变速直线运动规律.已知加速度、初速度和运动的时间这三个物理量，可以直接运用公式得出结果.加速度和速度都有方向，解决问题的过程中必须选定一个正方向.
解：选定初速度方向为正方向，因快艇做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律
s＝v0t+ at2
vt＝v0t + at
代入数据，可得快艇在8s末的速度为
vt＝v0t + at=（6 +2 ×8）m/s = 22 m/s.
快艇在 8s 内发生的位移为
s＝v0t+ at2=(6×8+ ×2×82)m=112 m.
即此快艇在8 s末的速度为22 m/s，8 s内经过的位移是112 m.
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=5×105m/s2，枪筒长x=0.64m，求子弹射出枪口时的速度。
t=1.6×10-3s
v=at=800m/s
知识点三：匀变速直线运动速度与位移的关系
解：以子弹射出枪口时速度 v 方向为正方向
在此问题中，时间 t 只是一个中间量，因此要分步解决，能不能用一个不含时间的公式直接解决呢？
可得：
v==800m/s
由位移公式：
又由速度公式: v＝v0+at
s
公式变形
注意：
1.该公式只适用匀变速直线运动
2.该公式是矢量式
因为v0、v、α、s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）
若物体做匀加速运动,a取正值,
若物体做匀减速运动,则a取负值.
1.一物体以2 m/s的初速度做匀加速直线运动,4 s内的位移为16 m,则 ( )
A.物体的加速度大小为2 m/s2
B.物体在4 s内的平均速度大小为6 m/s
C.物体在4 s末的瞬时速度大小为6 m/s
D.物体在第2 s内的位移大小为6 m
C
2.飞机的起飞过程是飞机在直跑道上由静止开始加速前进,达到一定速度时离地。已知飞机加速前进的路程为1600 m,所用的时间为40 s。假设这段时间内飞机的运动为匀加速运动,用a表示加速度,用v表示离地时的速度,则 ( )
A.a=2 m/s2,v=80 m/s
B.a=1 m/s2,v=40 m/s
C.a=2 m/s2,v=40 m/s
D.a=1 m/s2,v=80 m/s
A
3.(多选)由静止开始做匀加速直线运动的火车,在第10 s末的速度为2 m/s,下列叙述中正确的是（ ）
A.前10 s内,火车通过的位移为10 m
B.火车每秒速度变化0.2 m/s
C.前10 s内,火车的平均速度为1 m/s
D.第10 s内,火车通过的位移为2 m
ABC
4.一空间探测器从某一星球表面竖直升空,其速度随时间的变化情况如图所示,图线上A、B、C三点对应的时刻分别为9 s、25 s和45 s,下列说法正确的是 ( )
A.上升和下落两个过程中,探测器的加速度之比为9∶16
B.探测器9 s后开始下落
C.探测器上升的最大高度为288 m
D.图中BC过程中探测器的平均速度大小为40 m/s
D
匀变速直线运动的位移与时间的关系
v-t图象所围面积的意义
位移——时间公式x＝v0t+ at2的推导和应用
速度——位移公式v2–v02 =2ax的推导和应用