【课件】 位移变化规律课件-2022-2023学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册.ppt

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1、第第2 2章章 匀变速直线运动匀变速直线运动第第2 2节节 位移变化规律位移变化规律高铁行驶的位移与时间之间有什么关系呢？高铁行驶的位移与时间之间有什么关系呢？1.1.理解匀变速直线运动的规律。理解匀变速直线运动的规律。2.2.能运用规律解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究能运用规律解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限法。中的极限法。1.1.理解匀变速直线运动的位移与时间及速度与位移关系。理解匀变速直线运动的位移与时间及速度与位移关系。（物理观念）（物理观念）2.2.体会位移公式的推导方法，感受极限法的运用和微元的思想。体会位移公式的推导方法，感受极限法

2、的运用和微元的思想。（科学思维）（科学思维）3.3.结合生活实际，能运用公式解决匀变速直线运动的实际问题。结合生活实际，能运用公式解决匀变速直线运动的实际问题。（科学态度（科学态度与责任）与责任）一、匀变速直线运动的位移一、匀变速直线运动的位移-时间关系时间关系由做匀速直线运动物体的由做匀速直线运动物体的 v v-t t 图像可以看出，在时间图像可以看出，在时间 t t 内的位内的位移移 x x 对应图中着色部分的矩形面积。对应图中着色部分的矩形面积。那么，做匀变速直线运动的物体，在时间那么，做匀变速直线运动的物体，在时间 t t 内的位移与时间会有内的位移与时间会有怎样的关系？怎样的关系？写

3、一写：写一写：请同学们写出做匀速直线运动的物体，请同学们写出做匀速直线运动的物体，在时间在时间t内的位移与时间的关系式内的位移与时间的关系式:画一画：画一画：请同学们在坐标纸上作出匀速直线运动的请同学们在坐标纸上作出匀速直线运动的v-t图像图像x=vt议一议：议一议：能否在能否在v-t图像中表示出做匀速直线运动的物体在时间图像中表示出做匀速直线运动的物体在时间t内的位移呢？内的位移呢？匀速直线运动的位移匀速直线运动的位移v 公式法公式法图像法图像法方法一：方法一：x=vt 结论：结论：匀速直线运动的位移对应着匀速直线运动的位移对应着v-t 图线图线与与t t轴所夹的矩形轴所夹的矩形“面积面积”

4、。方法二：方法二：面积面积v/ms-1t/s2641083 45 6021甲甲-2-4x乙乙x甲甲x x乙乙乙乙特别提醒：特别提醒：位移也有正负位移也有正负,t 轴上方轴上方,表示表示位移的方向为正方向位移的方向为正方向,t 轴下轴下方方,表示位移的方向为负方向。表示位移的方向为负方向。t t 轴上下的位轴上下的位轴上下的位轴上下的位移有何区别？移有何区别？移有何区别？移有何区别？问题：问题：问题：问题：匀变速直线运动的位移是否也对应匀变速直线运动的位移是否也对应匀变速直线运动的位移是否也对应匀变速直线运动的位移是否也对应 v-t v-t v-t v-t 图象一定的面积？图象一定的面积？图象一

5、定的面积？图象一定的面积？我们需要研究匀变速直线运动的位移规律！时刻（时刻（s s）024速度速度（m/s）10 14 18问题：怎样求解匀变速直线运动的位移？问题：怎样求解匀变速直线运动的位移？问题：怎样求解匀变速直线运动的位移？问题：怎样求解匀变速直线运动的位移？将运动进行分割将运动进行分割，在很短时间（在很短时间（tt）内，将变速直线运动近似为匀）内，将变速直线运动近似为匀速直线运动，利用速直线运动，利用 x=v t x=v t 计算每一段的位移，各段位移之和即为变速计算每一段的位移，各段位移之和即为变速运动的位移。运动的位移。将复杂问题抽象成一个我们熟悉的简单模型，利用这个模型的规律将

6、复杂问题抽象成一个我们熟悉的简单模型，利用这个模型的规律进行近似研究进行近似研究,能得到接近真实值的研究结果。这是物理思想方法之一。能得到接近真实值的研究结果。这是物理思想方法之一。1.1.由图可知：梯形由图可知：梯形OABC的面积的面积 S=(OC+AB)=(OC+AB)代入各物理量得：代入各物理量得：又又 v=v0 0+at得：得：匀变速直线运动的位移匀变速直线运动的位移思考：式中各项表示什么？思考：式中各项表示什么？2.理解：匀变速直线运动位移公式理解：匀变速直线运动位移公式位移位移初速度初速度加速度加速度时间时间v0、a、s均为矢量，使用均为矢量，使用公式时应公式时应先规定正方向先规定

7、正方向实际实际时间时间各物理量统一单位各物理量统一单位常用国际单位制中的单位常用国际单位制中的单位若若v0=0【例题例题 1】航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。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）某飞机起飞时，采用弹射装置使飞机获得）某飞机起飞时，采用弹射装置使飞机获得 10 m/s 的速度后，由飞机的速度后，由飞机上发动机使飞机获得上发动机使飞机获得 25 m/s2 的加速度在航母跑道上匀加速前进，的加速度在航母跑道上匀加速前进，2.4 s 后后离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少？离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少？（2）飞机在航母上降落时，需用阻

8、拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机）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着舰时的速度为 80 m/s，飞机勾住阻拦索后经过，飞机勾住阻拦索后经过 2.5 s 停下来。将这段运停下来。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？少？【解解析析】（1）根据匀变速直线运动的位移与时间的关系式，有）根据匀变速直线运动的位移与时间的关系式，有（2）沿飞机滑行方向建立一维坐标系，飞机初速度）沿飞机滑行方向建立一维坐标系，飞机初速度 v0 80 m/s，末速度，末速度 v 0，根

9、据匀变速直线运动的速度与时间的关系式，有，根据匀变速直线运动的速度与时间的关系式，有 加速度为负值表示方向与加速度为负值表示方向与 x 轴正方向相反。再根据匀变速直线运动的位轴正方向相反。再根据匀变速直线运动的位移与时间的关系式，有移与时间的关系式，有【答案答案】（1）飞机起飞时滑行距离为）飞机起飞时滑行距离为 96 m。（。（2）着舰过程中加速）着舰过程中加速度的大小为度的大小为 32 m/s2，滑行距离为，滑行距离为100 m。二、匀变速直线运动的位移二、匀变速直线运动的位移-速度关系速度关系情景引入：射击时，子弹在枪筒内加速。已知情景引入：射击时，子弹在枪筒内加速。已知a=5=51010

10、5 5m/sm/s2 2，枪筒长，枪筒长 x=0.64m=0.64m，求子弹出枪口时的速度。，求子弹出枪口时的速度。请同学们画出子弹加速运动的示意图。请同学们画出子弹加速运动的示意图。可得可得速度速度时间公式时间公式位移位移时间公式时间公式由由式有式有将将式代入式代入式，有式，有公式的推导公式的推导由由v=v0 0+at得：得：v=at=5=510105 51.61.61010-3-3m/sm/s =800m/s =800m/s由由解题关键：解题关键：(1)(1)先根据位移时间公式，求出总时间先根据位移时间公式，求出总时间t(2)(2)根据速度时间公式求出根据速度时间公式求出v能否只用一个关系

11、式就能求得结果呢？能否只用一个关系式就能求得结果呢？题中已知条件和所求的结果都不涉及时间题中已知条件和所求的结果都不涉及时间t t，将两个公式联立，消去，将两个公式联立，消去t t，就直接得到位移与速度的关系式了。，就直接得到位移与速度的关系式了。请同学们自己推导位移与速度的关系式。请同学们自己推导位移与速度的关系式。【问题思考】【问题思考】说明：说明：1、v-x公式适用于已知量和未知量均不涉及时间的问题公式适用于已知量和未知量均不涉及时间的问题2、v-x公式中包含的公式中包含的4个物理量均为矢量，需建立坐标系以确定其正负个物理量均为矢量，需建立坐标系以确定其正负 【特别提醒特别提醒】匀变速直

12、线运动的速度与位移的关系式。如果在所研究匀变速直线运动的速度与位移的关系式。如果在所研究的问题中，已知量和未知量都不涉及时间，利用这个公式求解，往往会的问题中，已知量和未知量都不涉及时间，利用这个公式求解，往往会更简便。更简便。【例题2】动车铁轨旁两相邻里程碑之间的距离是1km。某同学乘坐动车时，通过观察里程碑和车厢内电子屏上显示的动车速度来估算动车减速进站时的加速度大小。当他身边的窗户经过某一里程碑时，屏幕显示的动车速度是126km/h。动车又前进了 3 个里程碑时，速度变为 54 km/h。把动车进站过程视为匀减速直线运动。那么动车进站的加速度是多少？它还要行驶多远才能停下来？【解析】沿动

13、车运动方向为正方向建立一维坐标系。把动车通过3000m 的运动称为前一过程，之后到停下来称为后一过程。设在前一过程中的末位置为 M 点。初速度 v0 126 km/h 35 m/s，末速度 vM 54 km/h 15 m/s，位移 x1 3 000 m。对前一过程，根据匀变速直线运动的速度与位移的关系式，有对后一过程，末速度 v 0，初速度 vM 15 m/s。由 v2 vM2 2ax2，有【答案】动车进站的加速度大小为 0.167 m/s，方向与动车运动方向相反；还要行驶 674 m 才能停下来。x xy y位移位移=v-t=v-t图像与时图像与时间轴围城的面积间轴围城的面积位移与时间的关系

14、式位移与时间的关系式速度与位移的关系式速度与位移的关系式1.1.已知长为已知长为L L的光滑斜面，物体从斜面顶端由静止开始以恒定的加速的光滑斜面，物体从斜面顶端由静止开始以恒定的加速度下滑，当物体的速度是到达斜面底端速度时，它沿斜面已下滑的距度下滑，当物体的速度是到达斜面底端速度时，它沿斜面已下滑的距离是离是()A.A.B.B.C.C.D.D.B B2.2.某质点沿轴运动的速度图像如图所示，则下列判断正确的是某质点沿轴运动的速度图像如图所示，则下列判断正确的是()()A.A.第第1s1s末运动方向发生改变末运动方向发生改变B.B.第第2s2s末回到出发点末回到出发点C.C.前前3s3s的总位移

15、为的总位移为3m3mD.D.第第4s4s末回到出发点末回到出发点D D解：设实际运动时间为解：设实际运动时间为t t0 0，以汽车初速度方向为正方向。，以汽车初速度方向为正方向。由由得运动时间得运动时间说明刹车后说明刹车后7.5s7.5s汽车停止运动。汽车停止运动。知车的位移知车的位移所以由所以由3.3.在平直公路上，一汽车的速度为在平直公路上，一汽车的速度为15m/s15m/s。从某时刻开始刹车，在阻力作用。从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以下，汽车以2m/s2m/s2 2的加速度运动，问刹车后的加速度运动，问刹车后10s10s末汽车离开始刹车点多远？末汽车离开始刹车点多远？解题关键：汽

16、车刹车类问题要注意刹车过量问题解题关键：汽车刹车类问题要注意刹车过量问题4.4.某飞机着陆时的速度是某飞机着陆时的速度是216km/h216km/h，随后匀减速滑行，加速度的大小是，随后匀减速滑行，加速度的大小是2m/s2m/s2 2。机场的跑道至少要多长才能使飞机安全地停下来？。机场的跑道至少要多长才能使飞机安全地停下来？解：解：这是一个匀变速直线运动的问题这是一个匀变速直线运动的问题这是一个匀变速直线运动的问题这是一个匀变速直线运动的问题,以初速度方向为正方向以初速度方向为正方向以初速度方向为正方向以初速度方向为正方向,飞机飞机飞机飞机的初速度的初速度的初速度的初速度v v0 0 0 0216km/h=60m/s;216km/h=60m/s;216km/h=60m/s;216km/h=60m/s;末速度末速度末速度末速度v v应该是。由于飞机加速度方应该是。由于飞机加速度方应该是。由于飞机加速度方应该是。由于飞机加速度方向与速度方向相反，所以加速度取负号，向与速度方向相反，所以加速度取负号，向与速度方向相反，所以加速度取负号，向与速度方向相反，所以加速度取负号，a a=2m/s2m/s2m/s2m/s2 2 2 2。把数值代入得把数值代入得