《匀变速直线运动的位移与时间的关系》匀变速直线运动的研究PPT

《匀变速直线运动的位移与时间的关系》匀变速直线运动的研究PPT

第一部分内容：课标要求

1.知道v­t图像中图线与t轴所围成面积的意义，并由此推导出匀变速直线运动的位移公式。

2.理解匀变速直线运动的位移公式，并能进行有关分析和计算。

3.会推导速度与位移的关系式，并理解关系式中各物理量的含义。

4.会用公式v2－v02＝2ax进行有关分析和计算。

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匀变速直线运动的位移与时间的关系PPT，第二部分内容：自学新教材

一、匀变速直线运动的位移

1．填一填

(1)位移在v­t图像中的表示：直线运动的位移对应着v­t图像中图线和时间轴包围的____ 。如图所示的匀变速直线运动，在0～t1时间内的位移大小等于____ 的面积。

(2)位移公式：x＝____ ，式中x表示物体在时间t内运动的____ ，v0表示____ ，如果v0＝0，则x＝____  。

2．判一判

(1)匀速直线运动的位移与时间成正比。 (   )

(2)匀变速直线运动的位移与时间的平方一定成正比。(   )

(3)初速度越大，做匀变速直线运动的物体的位移一定越大。(   )

(4)匀变速直线运动的位移与初速度、加速度、时间三个因素有关。(   )

3．选一选

(1)两物体都做匀变速直线运动，在相同的时间间隔t内  (　　)

A．加速度大的，其位移一定大

B．初速度大的，其位移一定大

C．末速度大的，其位移一定大

D．平均速度大的，其位移一定大

(2)[多选]一物体运动的位移与时间的关系为x＝(6t＋4t2)m，则(　　)

A．这个物体的初速度为6 m/s

B．这个物体的初速度为12 m/s

C．这个物体的加速度为－8 m/s2

D．这个物体的加速度为8 m/s2

二、速度与位移的关系

1．填一填

(1)公式推导：由匀变速直线运动的速度公式v＝____ 、位移公式x＝____消去时间t可得。

(2)速度与位移的关系式：____。

2．判一判

(1)公式v2－v02＝2ax适用于所有的直线运动。 (    )

(2)解题过程中通常取初速度的方向为正方向，对匀减速直线运动，公式v2－v02＝2ax中的a必须取负值。 (    )

(3)由公式v2－v02＝2ax知，位移越大，物体的末速度一定越大。(    )

(4)确定公式v2－v02＝2ax中的四个物理量的数值时，选取的参考系应该是统一的。 (    )

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匀变速直线运动的位移与时间的关系PPT，第三部分内容：提升新知能

突破点一   位移公式x＝v0t＋12at2的理解及应用

1．适用条件：匀变速直线运动。

2．矢量性：公式x＝v0t＋12at2为矢量式，其中的x、v0、a都是矢量，应用时必须选取统一的正方向，一般选初速度v0的方向为正方向。

(1)匀加速直线运动，a取正值；匀减速直线运动，a取负值。

(2)x＞0，表示位移的方向与规定的正方向相同；x＜0，表示位移的方向与规定的正方向相反。

3．两种特殊形式

(1)当a＝0时，x＝v0t(表示匀速直线运动)。

(2)当v0＝0时，x＝12at2(表示初速度为零的匀加速直线运动)。

[典例1]　一质点做匀加速直线运动，第3 s内的位移为12 m，第5 s内的位移为20 m，则该质点运动过程中 (　　)

A．初速度大小为零

B．加速度大小为4 m/s2

C．5 s内的位移为50 m

D．第4 s内的平均速度为8 m/s

[规律方法]

应用位移公式x＝v0t＋12at2的解题步骤

(1)规定一个正方向(一般以初速度的方向为正方向)。

(2)根据规定的正方向确定已知量的正、负，并用带有正、负的数值表示。

(3)根据位移—时间关系式或其变形式列式、求解。

(4)根据计算结果说明所求量的大小、方向。

[对点练清]

1．[多选]物体做初速度为零的匀加速直线运动，前2 s内的位移是8 m，则 (　　)

A．物体的加速度是2 m/s2

B．物体的加速度是4 m/s2

C．物体前4 s内的位移是32 m

D．物体前4 s内的位移是16 m

2．汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度大小为5 m/s2，那么开始刹车后2 s与开始刹车后6 s汽车的位移之比为 (　　)

A．1∶4　B．3∶4

C．3∶5D．5∶9

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匀变速直线运动的位移与时间的关系PPT，第四部分内容：训练新素养

一、STSE类问题，体现活学活用

(1)频闪照相技术不仅用于科学研究，还广泛用于人们生产生活的各个领域。例如，当频闪照相技术应用于体育、艺术等领域时，不但能记录运动员或舞者有研究价值的运动细节，而且能让人们欣赏到独特的整体韵律与动感(如图)。请你查找资料，与同学分享收集到的频闪照片。

(2)如图是前进中的摩托车三种运动状态下的频闪照片。请由此判断照片中摩托车的三种运动分别属于什么运动。与同学讨论交流，说说判断结果与理由。

[提示](1)频闪照相就是借助于频闪光源的连续闪光，在一张底片上记录动体的连续运动过程。因频闪光源的闪光频率是一定的，所以底片上相邻两个图像间的时间间隔是一定的。

(2)第一张频闪照片中，相邻摩托车间的距离逐渐增大，说明摩托车在相等的时间内运动的位移越来越大，速度越来越大，做加速运动。

第二张频闪照片中，相邻摩托车间的距离相等，说明摩托车在相等的时间内运动相等的位移，摩托车做匀速运动。

第三张频闪照片中，相邻摩托车间的距离逐渐减小，说明摩托车在相等的时间内运动的位移越来越小，速度越来越小，做减速运动。

二、典题好题发掘，练典题做一当十

[选自鲁科版教材P42例题]

汽车从开始制动到停止所行驶的距离，是衡量汽车制动性能的参数之一。某型号的汽车以100 km/h的速度在柏油路面上行驶，急刹车后做匀减速直线运动。若匀减速时的加速度大小为5 m/s2，开始制动后2 s内汽车行驶的距离是多少？从开始制动到完全停止，汽车行驶的距离是多少？

[分析]　汽车刹车后做匀减速直线运动，运动过程如图所示。在第一问中，已知初速度、加速度和时间的信息求位移，可用位移—时间关系式；在第二问中，通过初速度、加速度和末速度的信息求位移，可用位移—速度关系式。

[讨论]　一般以速度100 km/h行驶的汽车，从开始制动到完全停止的距离为几十米。本题的计算结果在合理范围内。

由于汽车从刹车到停止仍需行驶一段距离，同向行驶的汽车之间需保持一定的安全距离。你认为以100 km/h行驶的汽车需与前车保持多大的安全距离？把你的看法与查阅的相关数据进行比较。此外，在其他条件不变的情况下，汽车从开始制动到完全停止所行驶的距离与刹车时速度的平方成正比。你能证明吗？当汽车行驶速度增大时，该距离将显著增大。因此，汽车超速行驶极易引发交通事故。

[策略提炼]

关于匀变速直线运动的问题，通常涉及v0、vt、a、t和s这五个物理量，以及v­t、s­t和s­v关系式。在选用关系式时，首先看问题情境中有哪些已知量与未知量，再看这些量出现在哪个关系式中，最后确定所用的关系式。这是解决该类问题比较便捷的方法。

运用公式时，要注意速度、加速度与位移的方向，由此确定代入数据的正负号。　　

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