人教版物理必修1同步教学课件：第2章 3匀变速直线运动的位移与时间的关系35张PPT

课件35张PPT。3　匀变速直线运动的位移与时间的关系第二章　匀变速直线运动的研究学习目标知识探究典例精析达标检测1.理解位移公式的意义和导出过程.
2.能运用位移公式、匀变速直线运动的v－t图象解决有关问题.
3.掌握匀变速直线运动x－t图象的特点，会用它解决简单的问题.一、匀速直线运动的位移答案甲、乙两物体沿同一直线运动，其v－t图象如图1所示，则3 s内，甲、乙的位移各是多少？位移能在v－t图象上反映出来吗？它们的运动方向是相同还是相反？知识探究导学探究图1答案　x甲＝4×3 m＝12 m
x乙＝－2×3 m＝－6 m
图象上v－t图线与t轴围成的面积(图中阴影区域)可以表示物体位移的大小.它们的运动方向相反.物体运动位移在v－t图象中的意义
当物体做匀速直线运动时，物体在t时间内的位移可以用v－t图象与t轴所包围的 表示.
(1)当“面积”在t轴上方时，位移取 值，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 值，这表示物体的位移与规定的正方向 .知识梳理面积正相同负相反答案如图2所示为一物体沿一直线运动的v－t图象，求它在0～12 s内的位移和路程.即学即用图2解析　v－t图线与t轴所围图形的“面积”表示位移，0～6 s内的位移x1＝v1t1＝10 m/s×6 s＝60 m,
6～12 s内的位移x2＝v2t2＝－20 m/s×6 s＝－120 m,
0～12 s内的位移x＝x1＋x2＝－60 m，路程s＝|x1|＋|x2|＝180 m.解析答案二、匀变速直线运动的位移1.阅读教材，并完成下列问题：
(1) 把匀变速直线运动的v－t图象分成几个小段，如图3所示.每段位移≈每段起始时刻速度×每段的时间＝对应矩形的面积.故整个过程的位移≈各个小矩形的 .(2)把运动过程分为更多的小段，如图4所示，各小矩形的 可以更精确地表示物体在整个过程的位移.导学探究图3图4面积之和面积之和答案(3)把整个运动过程分得非常非常细，如图5所示，很多小矩形合在一起形成了一个梯形， 就代表物体在相应时间间隔内的位移.图5梯形面积答案2. 某物体做匀变速直线运动，初速度为v0，加速度为a，
其v－t图象如图6所示.请计算物体在t时间内的位移.图6又因为v＝v0＋at ②答案匀变速直线运动的位移公式
(1)公式：x＝
(2)适用范围： 直线运动(包括 和 直线运动).知识梳理匀变速匀加速匀减速正值负值答案②当a＝0时，x＝ (匀速直线运动).v0t答案(多选)某质点的位移随时间变化的关系是x＝4t＋4t2，x与t的单位分别为m和s，设质点的初速度为v0，加速度为a，下列说法正确的是(　　)
A.v0＝4 m/s，a＝4 m/s2
B.v0＝4 m/s，a＝8 m/s2
C.2 s内的位移为24 m
D.2 s末的速度为24 m/s即学即用解析答案把t＝2 s 代入公式可得x＝24 m，C正确.
由于v＝v0＋at，即v＝4＋8t，把t＝2 s代入可得v＝20 m/s，D错误.
答案　BC三、位移－时间图象(1)一列火车沿直线轨道运动，如图7描述了它出发点的位移随时间变化的情况.
①火车最远距离出发点多少米？
②试分析火车各阶段的运动状态.导学探究图7答案　①90 m　②火车在前2.5 min内以0.6 m/s的速度做匀速直线运动，在2.5 min到3 min火车停在距出发点90 m的位置.答案答案对x－t图象的理解
(1)由x－t图象可以知道：
①物体在某一时刻所处的位置.
②任何时间内的位移(大小和方向)，或发生一段位移所需要的时间.物体某一时刻的速度：x－t图象的 表示速度.
(2)x－t图象只能用来描述直线运动，反映位移x与时间t的变化关系，不表示物体的运动轨迹.知识梳理斜率答案(3)三种常见运动的x－t图象
①静止：一条 的直线.
②匀速直线运动：x－t图象为倾斜直线，斜率大小是恒定的，表示速度
.
③匀变速直线运动：x－t图象为 (或抛物线的一部分)，斜率的大小是变化的，由斜率的变化情况可以得知 的变化情况.平行于t轴不变抛物线速度答案质点沿直线运动，其位移—时间图象如图8所示，关于质
点的运动，下列说法中正确的是(　　)
A.2 s末质点的位移为零，前2 s内位移为“－”，后2 s内
位移为“＋”，所以2 s末质点改变了运动方向
B.2 s末质点的位移为零，该时刻质点的速度为零
C.质点做匀速直线运动，速度大小为0.1 m/s，方向与规定的正方向相反
D.质点在4 s时间内的位移大小为0.4 m，位移的方向与规定的正方向相同即学即用图8解析答案返回解析　由所给图象可知：质点从距原点负方向0.2 m处沿规定的正方向做匀速直线运动，经4 s运动到距原点正方向0.2 m处，在x－t图象中，“＋”号表示质点在坐标原点正方向一侧，“－”号表示质点位于原点的另一侧，与质点实际运动方向无关，位移由“－”变为“＋”并不表示质点运动方向改变.由图象的斜率可得质点运动速度大小为0.1 m/s，综上所述，选项A、B、C错误，D正确.
答案　D返回例1　一物体做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为a＝2 m/s2，求：
(1)第5 s末物体的速度多大？一、匀变速直线运动位移公式的应用典例精析解析答案解析　第5 s末物体的速度由v1＝v0＋at1
得v1＝0＋2×5 m/s＝10 m/s.
答案　10 m/s总结提升(3)第4 s内的位移多大？解析　物体第3 s末的速度v2＝v0＋at2＝0＋2×3 m/s＝6 m/s(2)前4 s的位移多大？答案　16 m答案　7 m解析答案总结提升(1)若a与v0同向，则a取正值，若a与v0方向相反，则a取负值.
(2)若位移计算结果为正值，说明在研究的时间段内位移方向与初速度方向相同，若位移为负值，则位移方向与初速度方向相反.例2　图9是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图象.则(　　)二、对x－t图象的认识总结提升解析答案A.在运动过程中，A质点总比B质点运动得快
B.在0～t1这段时间内，两质点的位移相同
C.当t＝t1时，两质点的速度相等
D.当t＝t1时，A、B两质点的加速度不相等图9解析　位移—时间图象中，图线的斜率对应质点的速度，所以A质点的速度比B质点的速度大，A正确.
位移—时间图象中，位移等于初、末时刻对应的纵坐标的坐标差，所以在0～t1这段时间内，A质点的位移大于B质点的位移，B错误.
t1时刻，两图象的斜率不同，两质点的速度不同，C错误.
两质点都做匀速直线运动，加速度都等于零，D错误.
答案　A总结提升总结提升对x－t图象的认识
(1)斜率：x－t图象的斜率表示速度.斜率的绝对值表示速度的大小，斜率的正负表示速度的方向.
(2)截距：纵截距表示物体的起始位置，横截距表示物体开始运动的时刻.
(3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇.针对训练　(多选)如图10所示为一质点运动的位移随时间变化的图象，图象是一条抛物线，方程为x＝－5t2＋40t .下列说法正确的是(　　)图10A.质点做匀减速运动，最大位移是80 m
B.质点的初速度是20 m/s
C.质点的加速度大小是5 m/s2
D.t＝4 s时，质点的速度为零解析答案t＝4 s时，v＝40 m/s－10 m/s2×4 s＝0，D对.
答案　AD三、位移公式及逆向推理法在刹车问题中的应用例3　一辆汽车正在平直的公路上以72 km/h的速度行驶，司机看见红色信号灯便立即踩下制动器，此后，汽车开始做匀减速直线运动.设汽车减速过程的加速度大小为5 m/s2，求：
(1)开始制动后，前2 s内汽车行驶的距离；(1)因为t1＝2 st，所以汽车5 s时早已停止运动答案　40 m技巧点拨解析答案返回技巧点拨1.刹车问题要注意判断减速至0的时间.
2.刹车问题若减速到0，可用逆向思维把它看成反向的初速度为零的匀加速直线运动.返回1.飞机起飞的过程是由静止开始在平直跑道上做匀加速直线运动的过程.飞机在跑道上加速到某速度值时离地升空飞行.已知飞机在跑道上加速前进的距离为1 600 m，所用时间为40 s，则飞机的加速度a和离地速度v分别为(　　)
A.2 m/s2　80 m/s B.2 m/s2　40m/s
C.1 m/s2　40 m/s D.1 m/s2　80 m/s达标检测1234解析答案A2.一质点沿x轴做直线运动，其v－t图象如图11所示.质点在t＝0时位于x＝5 m处，开始沿x轴正方向运动.当t＝8 s时，质点在x轴上的位置为(　　)
A.x＝3 m B.x＝8 m C.x＝9 m D.x＝14 m1234图11B解析答案3. 如图12所示为甲、乙两物体运动的x－t图象，下列关于甲、乙两物体运动的说法，正确的是(　　)
A.甲、乙两个物体同时出发
B.甲、乙两个物体在同一位置出发
C.甲的速度比乙的速度小
D.t2时刻两个物体速度相同1234图12解析答案解析　由题图可知甲物体从0时刻开始运动，而乙物体从t1时刻开始运动，故A错误；
由题图可知甲物体从坐标x1开始运动，而乙物体从坐标为0的位置开始运动，故B错误；
x－t图象的斜率等于物体运动的速度，由题图可知乙运动的速度大于甲运动的速度.故C正确；
t2时刻两物体的位移相同即两物体相遇，故D错误.
答案　C12344.一滑块在水平面上以10 m/s的初速度做匀减速直线运动，加速度大小为2 m/s2.求：
(1)滑块3 s时的速度；1234解析　取初速度方向为正方向，则v0＝10 m/s，
a＝－2 m/s2由v＝v0＋at得滑块3 s时的速度v1＝10 m/s＋(－2)×3 m/s＝4 m/s.答案　4 m/s解析答案(2)滑块10 s时的速度及位移.1234返回答案　0　25 m解析答案