人教版高中物理必修一第二章第4節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系課件(共39張)

1、2.4 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系1、能推導(dǎo)并學(xué)會(huì)應(yīng)用速度與位移的關(guān)系式。2、靈活地選用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式、位移公式以及速度位移公式解決實(shí)際問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)問題導(dǎo)入：推動(dòng)彈頭加速運(yùn)動(dòng)。若把子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)看做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)子彈的加速度a=5105m/s2，槍筒長(zhǎng)x=0.64m,求:子彈射出槍口時(shí)的速度。解：以子彈運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?由題知:V0=0則由位移公式： 得又由速度公式：vv0+at子彈運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：代入數(shù)據(jù)，則子彈出槍口的速度為：【自我思悟】1、公式v2-v02=2ax適用范圍？2、公式v2-v02=2ax中有幾個(gè)矢量？如何確定各個(gè)矢量的正負(fù)?3、特例：要點(diǎn)：

2、對(duì)速度-位移公式的理解 當(dāng) v 0= 0 時(shí)，則 當(dāng) v = 0 時(shí)，則 初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)：v 2 = 2 a x末速度為0的勻減速直線運(yùn)動(dòng)： v02 = 2 a xv 2- v0 2 = 2a x解：以初速度方向?yàn)檎较蛴傻茫翰簧婕暗綍r(shí)間t，用這個(gè)公式方便【例1】某飛機(jī)著陸時(shí)的速度是216 km/h,隨后勻減速滑行，加速度的大小是2 m/s2,機(jī)場(chǎng)的跑道至少要多長(zhǎng)才能使飛機(jī)安全地停下來？解：以初速度方向?yàn)檎较?，飛機(jī)的初速度v0=216km/h=60m/s；末速度v=0；由于加速度方向與初速度反向相反，所以取負(fù)號(hào)，a=-2m/s2由解出：即跑道的長(zhǎng)度至少應(yīng)為900m注意單位換算：1

3、km/h=1/3.6m/s小結(jié)：解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題的一般思路是什么？ 1、審清題意，建立正確的物理情景；（畫示意圖）2、判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況，并明白哪些量是已知量，哪些量是未知量； 3、選取正方向，一般以 V0 的方向?yàn)檎较颍?、選擇適當(dāng)?shù)姆椒ê凸郊捌渥冃吻蠼猓?5、一般先進(jìn)行字母運(yùn)算，再代入數(shù)值； 6、檢查所得結(jié)果是否符合題意或?qū)嶋H情況； 變式訓(xùn)練：某種類型的飛機(jī)起飛滑行時(shí)，從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4.0m/s2，飛機(jī)達(dá)到起飛速度80m/s時(shí)，突然接到命令停止起飛，飛行員立即使飛機(jī)緊急制動(dòng)，飛機(jī)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為5.0m/s2，請(qǐng)你為該類型的飛機(jī)設(shè)計(jì)一條跑道，使在

4、這種特殊的情況下飛機(jī)停止起飛而不滑出跑道，你設(shè)計(jì)的跑道長(zhǎng)度至少要多長(zhǎng)？隱含條件【規(guī)范解答】規(guī)定飛機(jī)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?由題意知,飛機(jī)勻加速滑行時(shí)v01=0,a1=4m/s2,v1=80m/s。根據(jù)公式v2-v02=2ax得其位移x1= m=800 m。勻減速滑行時(shí)v02=80m/s,a2=-5m/s2,v2=0。根據(jù)公式v2-v02=2ax得其位移x2= m=640 m。跑道長(zhǎng)度至少為x=x1+x2=1440m。答案：1440m尋找更多的方法！技巧：1、一定養(yǎng)成畫物體運(yùn)動(dòng)示意圖或v-t圖像的習(xí)慣，可使運(yùn)動(dòng)過程直觀，物理過程清晰，便于分析研究。2、運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的求解一般有多種解法。小結(jié)：目前為止，已

5、經(jīng)學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)學(xué)四個(gè)基本公式 （1）速度公式： 。（2）位移公式： ， 。（3）速度-位移公式： 。作業(yè)：1、課后思考：實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)如何選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式？2、課后P42 第1題寫在B本。2、3寫在課本。3、全優(yōu)P28 完成要點(diǎn)1，P30 第1、5題。預(yù)習(xí)P29 要點(diǎn)3。（知三可求二）解：以初速度方向?yàn)檎较?，初速度V0=36km/h=10m/s，坡路的長(zhǎng)度列車到達(dá)坡底的速度速度方向?yàn)檎较蛘n本40頁第二題：解：以初速度方向?yàn)檎较颍鶕?jù)位移公式汽車的加速度則加速度大小為4m/s2，加速度方向?yàn)樨?fù)方向。原始公式公式運(yùn)算代入數(shù)據(jù)結(jié)果課本40頁第三題：要點(diǎn)1：勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及公式選用1、運(yùn)動(dòng)學(xué)四個(gè)

6、基本公式：（1）速度公式： 。（2）位移公式： ， 。（3）速度-位移公式： 。2、選取原則（1）若題目中無位移x，也不讓求位移，則選： 。（2）若題目中無加速度a，也不讓求加速度，則選： 。 （3）若題目中無末速度v，也不讓求末速度，則選： 。 （4）若題目中無時(shí)間t，也不讓求時(shí)間，則選： 。 （知三可求二）【例題】一輛汽車沿水平公路上以v0=40m/s的速度勻速行駛，遇到障礙物，從剎車到車停的制動(dòng)距離為40m。制動(dòng)過程中汽車的加速度保持不變。求汽車制動(dòng)過程中加速度的大小。剎車后3s內(nèi)的位移(3) 若駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為0.3s，在這0.3s內(nèi)汽車是勻速運(yùn)動(dòng)的，0.3s后汽車才開始剎車制動(dòng)。當(dāng)

7、汽車以v0=108km/h勻速行駛時(shí)，求從駕駛員發(fā)現(xiàn)障礙物到汽車停止，汽車運(yùn)動(dòng)的距離L 。3s末速度，1s末速度？【規(guī)范解答】規(guī)定汽車運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较蚱囍苿?dòng)過程中做勻減速運(yùn)動(dòng) 由： v2-v02=2ax 解得：a=-20m/s2則汽車制動(dòng)過程中加速度大小為20m/s2 ，方向?yàn)樨?fù)方向（2）由v=v0+at 得： 解得：t=2s 則剎車后3s內(nèi)位移為40m(3)汽車在駕駛員的反應(yīng)時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)位移為x1，v0=108km/h=30m/s 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：x1= v0t 解得：x1=9m 汽車制動(dòng)過程中做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小仍為 a=20m/s2 ，制動(dòng)距離x2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：v02=2a

8、x2 解得：x2=22.5m所以駕駛員發(fā)現(xiàn)障礙物到汽車停止，汽車運(yùn)動(dòng)的距離L= x1+ x2=31.5m 練習(xí)1：從車站開出的汽車，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，走了t1=12 s時(shí)，發(fā)現(xiàn)還有乘客沒上來，于是立即作勻減速運(yùn)動(dòng)直至停車. 汽車從開出到停止總共歷時(shí)t=20s，行進(jìn)了50 m，試求汽車的最大速度。技巧：1、一定養(yǎng)成畫物體運(yùn)動(dòng)示意圖或v-t圖像的習(xí)慣，可使運(yùn)動(dòng)過程直觀，物理過程清晰，便于分析研究。2、運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的求解一般有多種解法。練習(xí)2：如圖，以9m/s勻速行駛的汽車即將通過十字路口，綠燈還有2 s將熄滅，此時(shí)汽車距離停車線18m.（1）如果該車立即做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為2m/s2，則在綠燈熄滅

9、前汽車能否通過停車線？若此路段允許行駛的最大速度為12m/s，則綠燈熄滅時(shí)該車是否超速違章？（2）如果該車立即剎車做勻減速運(yùn)動(dòng)，汽車的加速度至少多大汽車才不會(huì)越過停車線？描繪圖象有一小球沿水平的長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)位移隨時(shí)間變化，如下表所示:運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/s0123456小球位移X/m00.20.40.60.81.01.2以x為縱坐標(biāo),t為橫坐標(biāo),畫出物體的位移-時(shí)間圖象要點(diǎn)2：分析位移-時(shí)間圖像（x-t圖像）P40相對(duì)原點(diǎn)的位移等于該位置坐標(biāo)o1.0t/sx/m運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/s0123456小球位移X/m00.20.40.60.81.01.21、以縱軸表示位移x，橫軸表示時(shí)間t，描述質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間

10、關(guān)系的圖象叫做位移時(shí)間圖象，簡(jiǎn)稱位移圖象tOXXtX1X2t1t2 在x-t圖像上任取兩個(gè)點(diǎn)求速度2、計(jì)算速度x-t圖像的斜率的大小表示速度大小斜率的正負(fù)表示速度的方向要點(diǎn)2：分析位移-時(shí)間圖像（x-t圖像）x-t圖像是一條傾斜的直線，則物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。x/mt/s010020030040051015202、計(jì)算速度x/mt/s01002003004005101520利用x-t圖像的傾斜程度直接比較速度的大小思考：、兩物體哪個(gè)的速度大？2、計(jì)算速度練習(xí)理解圖象xOt表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)表示物體靜止表示物體反方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)課本41頁第5題練習(xí)1：如圖是某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,由圖

11、像可得到的正確結(jié)果是A、t=1s時(shí)物體的加速度大小為1.0m/s2 B、t=5s時(shí)物體的加速度大小為0.75m/s2C、第3s內(nèi)物體的位移為 1.5 mD、物體在加速過程中的位移比減速過程中的位移大 B練習(xí)2：（多選）一遙控玩具小車在平直路上運(yùn)動(dòng)的x-t圖象如圖所示，則：A前10s內(nèi)汽車的加速度為3m/s2B20s末汽車的速度為1m/sC前15s內(nèi)汽車的位移為30mD前25s內(nèi)汽車做單方向直線運(yùn)動(dòng)BC考試卷12（多選）一輛汽車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖，則汽車（ ）A物體一直朝同一方向運(yùn)動(dòng)B02s內(nèi)和2s3s內(nèi)的加速度相等C02s內(nèi)的加速度比2s3s內(nèi)的加速度D在第2秒末的速度最大ACD小例：一輛汽

12、車在十字路口等待綠燈，當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以a=3m/s2的加速度開始行駛，恰在這時(shí)一輛自行車以v0=6m/s的速度勻速駛來，從后邊超過汽車，試問：(1)汽車從路口開動(dòng)后，在追上自行車之前經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間兩車相距最遠(yuǎn)？最遠(yuǎn)距離是多大？(2)當(dāng)汽車與自行車再次相遇時(shí)汽車的速度是多大？要點(diǎn)3：追及問題練習(xí)：A、B兩列火車，在同一直軌道上同向勻速行駛，A車在前，其速度VA=10m/s，B車速度VB=30m/s。因大霧能見度很低，B車距離A車50m時(shí)才發(fā)現(xiàn)前方有A車，這時(shí)B車立即剎車，已知B車在此行駛速度情況下剎車需經(jīng)過180m才能夠停止，（1）求B車剎車時(shí)的加速度大小。（2）若A車按原速前進(jìn)，兩車是否會(huì)相撞？

13、（3）若A車按原速前進(jìn)，B車至少應(yīng)在距離A車多遠(yuǎn)的地方開始剎車，才能避免兩車相撞？注意：追碰問題的臨界條件：速度相同時(shí)。解：以汽車初速度方向?yàn)檎较颉＃?）根據(jù) 可得B車剎車時(shí)的加速度為（2）設(shè)B車剎車后經(jīng)過t時(shí)間速度減為vB =vA =10m/s，則有vB =vB+a t得：A、B兩車在這段時(shí)間的位移分別為:xA=VAt=10m/s*8s=80m由于xA+50m=130m160m，所以兩車會(huì)相撞（3）兩車不相撞的臨界條件是B車剎車后速度等于A車速度時(shí)，恰好追上A車。設(shè)B車與A車的距離為x0時(shí)開始剎車，兩車恰好不相撞，則有相遇追及問題解題思路： 討論追擊、相遇的問題，其實(shí)質(zhì)就是分析討論兩物體在相同時(shí)間內(nèi)能否到達(dá)相同的空間位置的問題。1、兩個(gè)關(guān)系：時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系2、一個(gè)條件：兩者速度相等 兩者速度相等，往往是物體