( ⊙o⊙ )匀变速直线运动的位移与时间的关系1.ppt
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1、匀变速直线运动的位移与时间的关系(一)教学目标教学目标:能明确匀变速直线运动位移公式的推导能明确匀变速直线运动位移公式的推导 并能运用位并能运用位移公式解决问题移公式解决问题正确理解正确理解v-tv-t图象与时间轴所围面积的物理意义图象与时间轴所围面积的物理意义掌握匀变速直线运动的位移公式掌握匀变速直线运动的位移公式,学会运用公式解题学会运用公式解题匀速直线运动的位移V VV V0 0t tt t请问这个图象表示什么运动请问这个图象表示什么运动?同学们是否会计算这个运动同学们是否会计算这个运动在在t t秒内发生的位移秒内发生的位移?一、匀速直线运动的位移一、匀速直线运动的位移匀速直线运动位移等
2、于匀速直线运动位移等于v-tv-t图象所围矩形的面积图象所围矩形的面积(其中横轴上方的面积代表位移为正方向,横轴(其中横轴上方的面积代表位移为正方向,横轴(其中横轴上方的面积代表位移为正方向,横轴(其中横轴上方的面积代表位移为正方向,横轴下方的面积代表位移为负方向)下方的面积代表位移为负方向)下方的面积代表位移为负方向)下方的面积代表位移为负方向)思考匀变速直线运动的匀变速直线运动的 v-tv-t 图象中的位移是否会图象中的位移是否会与匀速直线运动的与匀速直线运动的 v-tv-t 图象中的位移相似呢图象中的位移相似呢?阅读书本阅读书本P37思考与讨论思考与讨论编号012345时间/s00.10
3、.20.30.40.5速度(m.s-1)0.380.630.881.111.381.62匀变速直线运动的位移V V1 1V V2 2V V3 3V V4 4V V0 0V V0 0t tt tt t1 1t t2 2t t3 3t t4 4结论:在匀变速直线运动的结论:在匀变速直线运动的结论:在匀变速直线运动的结论:在匀变速直线运动的 v-tv-t 图象中,物体图象中,物体图象中,物体图象中,物体的位移的位移的位移的位移 x x 在数值上等于图线与坐标轴所围的面在数值上等于图线与坐标轴所围的面在数值上等于图线与坐标轴所围的面在数值上等于图线与坐标轴所围的面积。积。积。积。有没有什么办法让有没有
4、什么办法让位移更精确呢位移更精确呢?匀变速直线运动位匀变速直线运动位移与时间的关系式移与时间的关系式(简称位移公式)(简称位移公式)匀变速直线运动的位移V V0 0t tt tV V0 0思考:能否利用上思考:能否利用上述结论找出匀变速述结论找出匀变速直线运动的位移与直线运动的位移与时间的关系式呢?时间的关系式呢?A AB BC CS S=(OC+AB)OA=(OC+AB)OA1 12 2x x=(=(v v0 0 0 0+v v)t t1 12 2v v=v v0 0 0 0+a ta tx x=v v0 0 0 0 t t+a ta t1 12 22 2 2 20 0匀变速直线运动的位移公
5、式a ta t1 12 22 2 2 2t tv v0 0v vx x=v v0 0 0 0 t t+a ta t1 12 22 2 2 2v v0 0 0 0 t tv v0 0t tt tv v0 0t tv v0 0v vv v0 0t tt tv v0 0v v0 0 0 0 t ta ta t1 12 22 2 2 2说明 1.公式 中的 x 、v0 、a 均为矢量,应用时必须选取统一方向为正方向。2.利用 和 综合应用,可以解决所有的匀变速直线运动。x x=v v0 0 0 0 t t+a ta t1 12 22 2 2 2v v=v v0 0 0 0+a ta tx x=v v0
6、 0 0 0 t t+a ta t1 12 22 2 2 2课本例题 一一般般应应先先用用字字母母代代表表物物理理量量进进行行运运算算,得得出出用用已已知知量量表表达达未未知知量量的的关关系系式式,然然后后再再把把数数值值代代入入式式中中,求求出出未未知知量量的的值值,这这样样做做能能够够清清楚楚地地看看出未知量与已知量的关系,计算也比较简便。出未知量与已知量的关系,计算也比较简便。注意刹车问题的陷阱注意刹车问题的陷阱练习 汽车以l0m/s的速度在平直公路上匀速行驶,刹车后经2s速度为6m/s。求:(1)刹车过程中的加速度;(2)刹车后2s内前进的距离;(3)刹车后前进9m所用的时间;(4)刹
7、车后8s内前进的距离。小结一、匀速直线运动的位移公式:一、匀速直线运动的位移公式:x=v tx=v t三、在三、在 v-tv-t 图象中,物体的位移图象中,物体的位移 x x 在数值上在数值上等于图线与坐标轴所围的面积。等于图线与坐标轴所围的面积。(其中横轴上方的面积代表位移为正方向,(其中横轴上方的面积代表位移为正方向,横轴下方的面积代表位移为负方向。)横轴下方的面积代表位移为负方向。)二、匀变速直线运动的位移公式:二、匀变速直线运动的位移公式:x x=v v0 0 0 0 t t+a ta t1 12 22 2 2 2 一质点沿一直线运动,t0时,位于坐标原点,图为质点做直线运动的速度一时
8、间图象由图可知:(1)该质点的位移随时间变化的关系式 x 。(2)在时刻t s时,质点距坐标原点最远。(3)从t0到t4s内质点的 位移是 ;通过 的路程是 。练习6 6v v/m/sm/s-6-6t t/s s2 20 04 4二个有用的推论二个有用的推论:V V0 0t tt tV V0 0vx x=(=(v v0 0 0 0+v v)t t1 12 2结论结论:匀变速直线运动中匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度与该某段时间内的平均速度与该段时间中点时刻的瞬时速度相等段时间中点时刻的瞬时速度相等,且等于这段时初、且等于这段时初、末速度矢量和的一半,即:末速度矢量和的一半,即:直线运动中
9、最灵活,最能带给你惊喜的式子。直线运动中最灵活,最能带给你惊喜的式子。以加速度以加速度a a做匀变速直线运动的物体,连续相等时间做匀变速直线运动的物体,连续相等时间T T内的位移之差为多少?内的位移之差为多少?TTTx1x2x3v0结论:匀变速直线运动中,相邻两相等时间内的位移结论:匀变速直线运动中,相邻两相等时间内的位移差为定值,即差为定值,即x=aTx=aT2 2.可用此结论来判断物体是否做可用此结论来判断物体是否做匀变速直线运动。匀变速直线运动。一个滑块沿斜面滑下一个滑块沿斜面滑下,依次通过斜面上的依次通过斜面上的A A、B B、C C三点,如图示,已知三点,如图示,已知AB=6mAB=
10、6m,BC=10mBC=10m,滑块经,滑块经过过ABAB、BCBC两段位移的时间都是两段位移的时间都是2s 2s,求求(1 1)滑块运动的加速度)滑块运动的加速度(2 2)滑块在点的瞬时速度)滑块在点的瞬时速度CAB6m10m结果:结果:a=1m/S2 VB=4m/s同样用所学的知识同样用所学的知识解题解题.怎样才能解怎样才能解得更快、更好。平得更快、更好。平时应多思考。时应多思考。附:解题技巧1 末速度为零末速度为零的的匀减速匀减速直线运动可看成直线运动可看成初速度为零初速度为零,加速度大小相等的,加速度大小相等的匀加速匀加速直直线运动。线运动。v v0 0A AB B0 0a aa aA
11、 AB B0 0v v0 0例:已知汽车刹车后例:已知汽车刹车后10s10s停下停下来,且汽车在匀减速直线运来,且汽车在匀减速直线运动时的加速度大小为动时的加速度大小为1m/s1m/s2 2。(2)求汽车停止前最后)求汽车停止前最后1s1s内的位移。内的位移。(1)求汽车从刹车直到停)求汽车从刹车直到停止时的位移。止时的位移。附:解题技巧2 某物体从静止开始做匀加速直线运动,某物体从静止开始做匀加速直线运动,经过经过4s4s达到达到2m/s2m/s,然后以这个速度运动,然后以这个速度运动12s12s最后做匀减速直线运动,经过最后做匀减速直线运动,经过4s4s停下来。求停下来。求物体运动的距离。
12、物体运动的距离。x=1/2x=1/2(12+20 12+20)2=32 m2=32 m2 2v v/m/sm/s0 0t t/s s4 8 12 16 204 8 12 16 20匀变速直线运动的位移与时间的关系匀变速直线运动的位移与时间的关系(三)(三)匀变速直线运动位移与速度的关系v v=v v0 0 0 0+a ta t速度公式:速度公式:位移公式:位移公式:x x=v v0 0 0 0 t t+a ta t1 12 22 2 2 2v v 2 2 v v0 0 0 02 2=2=2 a xa x位移位移速度公式:速度公式:注意:注意:1 1、优点:不需计算时间、优点:不需计算时间t t
13、。2 2、公式中四个矢量、公式中四个矢量 v v、v v0 0 0 0、a a、x x要规定统一的正方向。要规定统一的正方向。3 3、若、若v v0 0 0 0=0 0 ,则,则v=?v=?例、某飞机着陆时的速度是例、某飞机着陆时的速度是216Km/h216Km/h,随后,随后匀减速滑行,加速度大小是匀减速滑行,加速度大小是2m/s2m/s2 2.机场的机场的跑道至少要多长才使飞机安全的停下来?跑道至少要多长才使飞机安全的停下来?一个有用的推论:沿某一方向做匀变速直线运动的质点通过位移沿某一方向做匀变速直线运动的质点通过位移s s的初速度为的初速度为v v0 0,末速度为末速度为v v,所用时
14、间为,所用时间为t t,质点,质点在通过位移中间位置的瞬时速度为在通过位移中间位置的瞬时速度为v vs/2s/2为多少?为多少?试比较时间时刻的速度试比较时间时刻的速度v vt/2t/2与中间位置速度与中间位置速度v vs/2s/2的大小。的大小。v0 x/2x/2vVs/2用图象法可证明,无论匀加用图象法可证明,无论匀加速还是匀减速,始终是:速还是匀减速,始终是:小结1、速度公式:2、位移公式:3、速度位移公式:x x=v v0 0 0 0 t t+a ta t1 12 2 2 22 2 2 2v v v v=v v v v0 0 0 0 0 0+a ta ta ta tv v v v 2
15、2 2 2 v v v v0 0 0 00 02 2 2 2=2=2=2=2 a xa xa xa x(不涉及(不涉及 x x )(不涉及(不涉及 v v)(不涉及(不涉及 t t)匀变速直线运动的匀变速直线运动的规律规律应用应用两相邻相等时间内的位移关为定值:两相邻相等时间内的位移关为定值:例例.一物体做匀加速直线运动,它在第一物体做匀加速直线运动,它在第1 1秒的位秒的位移为移为4m4m,第,第5 5秒的位移为秒的位移为20m20m,问此物体的加速,问此物体的加速度为多少?度为多少?例例.如图,物体以如图,物体以4m/s4m/s的速度自斜面底端的速度自斜面底端A A点滑上光点滑上光滑斜面,
16、途经斜面中点滑斜面,途经斜面中点C C,到达斜面最高点,到达斜面最高点B B。已知。已知V VA A:V VC C=4=4:3 3,从,从C C点到点到B B点历时点历时 s s,试求:,试求:1.1.物体到达斜面最高点的速度物体到达斜面最高点的速度2.2.斜面的长度斜面的长度A AB BC C有一物体从静止开始做加速度为有一物体从静止开始做加速度为2m/s2m/s2 2的匀加速直线运的匀加速直线运动动,试求试求:1.1.第第1 1秒、第秒、第2 2秒、第秒、第3 3秒、第秒、第4 4秒的位移分别为多少?秒的位移分别为多少?2.2.前前1 1秒、前秒、前2 2秒、前秒、前3 3秒、前秒、前4
17、4称的位移分别为多少?称的位移分别为多少?结论:初速为零初速为零的匀加速直线运动的物体在连续相同的时的匀加速直线运动的物体在连续相同的时间内位移之比为奇数比间内位移之比为奇数比:x x:x x:x:x:=1:3:5:=1:3:5:初速为零初速为零的匀加速直线运动的物体的位移与时间的的匀加速直线运动的物体的位移与时间的平方成正比:平方成正比:子弹恰能穿过子弹恰能穿过3 3块叠放在一起的同样厚的木板块叠放在一起的同样厚的木板(即穿过第(即穿过第3 3块木板后子弹速度减小为零)块木板后子弹速度减小为零).设设子弹在木板里运动的加速度是恒定的,则子弹子弹在木板里运动的加速度是恒定的,则子弹依次穿过依次
18、穿过3 3块木板所用的时间之比为块木板所用的时间之比为_._.结论:结论:初速为零初速为零的匀加速直线运动的物体经历连续相同的的匀加速直线运动的物体经历连续相同的位移所需时间之比为:位移所需时间之比为:初速为零初速为零的匀加速直线运动的特点的匀加速直线运动的特点(1)从运动起经过、时间内)从运动起经过、时间内的位移之比的位移之比S1S2S3:=1 4 9 n2(2)从运动起在第一个、第二个、第三个)从运动起在第一个、第二个、第三个时间内的位移之比时间内的位移之比SSS=1 3 5(2n-1)(3)从运动起到在、时的速从运动起到在、时的速度之比度之比 v1v2v3:=12 3 n(4)运动起经连
19、续相等位移所用时间之比)运动起经连续相等位移所用时间之比1:t1:t2:t例、初速为例、初速为0 0 的匀加速运动的物体的匀加速运动的物体(1)(1)第第3 3秒内通过的位移为秒内通过的位移为1515米,则第米,则第5 5秒内通过的位秒内通过的位移为移为 米,最初米,最初5 5秒内的位移为秒内的位移为 。(2)(2)从开始通过三段连续的位移所用的时间依次为从开始通过三段连续的位移所用的时间依次为1 1秒、秒、2 2秒、秒、3 3秒,则各段位移之比依为秒,则各段位移之比依为 。(3)(3)开始运动开始运动1818米,分成三段相等的时间,则各段位米,分成三段相等的时间,则各段位移依次为移依次为 米
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