人教版（2019）高一物理 必修第一冊：2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系(共36張PPT)

第二章勻變速直線運動的研究3、勻變速直線運動的

位移與時間的關系下圖是3張騎摩托車的頻閃照片．請僅憑對照片的觀察，判斷照片中摩托車的運動分別屬于什么運動？一、勻速直線運動的v-t圖象勻速直線運動位移的計算式vt0vt位移等于圖線與初、末時刻線和時間軸圍成的矩形面積（在時間t內(nèi)的位移x）vt0當速度為正值和為負值時,位移有什么不同？t0v位移與規(guī)定正方向相同位移與規(guī)定正方向相反一、勻速直線運動的v-t圖象位移“面積”=v/(m·s-1）t/s040420課堂練習1：一輛汽車從車站開出,以4m/s的速度做勻速直線運動,經(jīng)20s后立刻以8m/s又行駛了20s,求汽車在這段時間內(nèi)所通過的位移.8v/(m·s-1）t/s040420課堂練習2：一輛汽車以4m/s的速度做勻速直線運動,經(jīng)20s后立刻以大小為8m/s，反方向又行駛了20s,求汽車在這段時間內(nèi)所通過的位移？-8知識回顧:1、勻變速直線運動的速度與時間的關系式：（1）a方向和v0方向相同——（2）a方向和v0方向相反——v=v0+at2、勻變速直線運動v-t圖像——

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vto勻加速直線運動勻減速直線運動一條傾斜的直線勻加速直線運動勻減速直線運動勻變速直線運動的位移思考：勻變速直線運動的位移與v-t圖象是否也有類似關系？？tvv0tvt0位移“面積”=？猜測通過速度—時間圖像的方法可以得出位移公式。并猜想圖線與橫軸所圍的面積就表示物體運動的位移。勻變速直線運動的位移思考與討論一次課上，老師拿來了一位往屆同學所做的“探究小車的運動規(guī)律”的測量記錄（見下表），表中“速度v”一行是這位同學用某種方法（方法不詳）得到的物體在0、1、2……5幾個位置的瞬時速度。原始的紙帶沒有保存。位置編號012345時間t/s00.10.20.30.40.5速度(m/s2)0.380.630.881.111.381.62閱讀課本P37“思考與討論”以下是關于這個問題的討論。老師：能不能根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，用最簡便的方法估算實驗中小車從位置0到位置5的位移？學生A：能。可以用下面的辦法估算：

x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1＝……思考與討論思考與討論學生B：這個辦法不好。從表中看出，小車的速度在不斷增加，0.38只是0時刻的瞬時速度，以后的速度比這個數(shù)值大。用這個數(shù)值乘以0.1s，得到的位移比實際位移要小。后面的幾項也有同樣的問題。學生A：老師要求的是“估算”，這樣做是可以的。老師：你們兩個人說得都有道理。這樣做的確會帶來一定誤差，但在時間間隔比較小、精確程度要求比較低的時候，可以這樣估算。要提高估算的精確程度，可以有多種方法。其中一個方法請大家考慮：如果當初實驗時時間間隔不是取0.1s，而是取得更小些，比如0.06s，同樣用這個方法計算，誤差是不是會小一些？如果取0.04s、0.02s……

誤差會怎樣？歡迎大家發(fā)表意見。把時間間隔取小？？科學思想方法：先把過程無限分割,以“不變”近似代替“變”,然后再進行累加的思想。——微元的思想這個材料中體現(xiàn)了什么科學思想？此科學思想方法能否應用到勻變速直線運動的v-t圖象上？思考2思考3探究勻變速直線運動的位移問題:一個物體以10m/s的速度做勻加速直線運動,加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s物體運動的位移?時刻（s）024速度（m/s）1418t/sv/m/s104180142v=v0+at10t/sv/m/s104180142探究1-1：將運動分成等時的兩段，即⊿t=2s內(nèi)為勻速運動。運算結果偏大還是偏?。刻骄?----取⊿t的初速度研究??偏小t/sv/m/s104180142探究1-2：將運動分成等時的四段，即⊿t=1s內(nèi)為勻速運動。時刻（s）01234速度（m/s）101214161831運算結果偏大還是偏??？探究1----取⊿t的初速度研究????1612偏小t/sv/m/s104180142探究1-3：將運動分成等時的八段，即⊿t=0.5s內(nèi)為勻速運動。31運算結果與前兩次有何不同？X=48mX=52m探究1----取⊿t的初速度研究

更精確1612偏小探究小結----圖象分析1（取⊿t的初速度）t/sv/m/s104180142t/sv/m/s1041801423131t/sv/m/s104180142

⊿t越小,估算值就越接近真實值!

X=48mX=52mX=54m?(大于54m)⊿t=2s⊿t=0.5s⊿t=1st/sv/m/s104180142t/sv/m/s1041801423131t/sv/m/s104180142

⊿t越小,估算值就越接近真實值!?(小于58m)探究2----取⊿t的末速度研究偏大偏大偏大16121612探究過程⊿t內(nèi)速度取值運算結果誤差分析分兩段⊿t=2秒初速度X=48m偏小末速度X=64m偏大分四段⊿t=1秒初速度X=52m偏小末速度X=60m偏大分八段⊿t=0.5秒初速度X=54m偏小末速度X=58m偏大探究小結----數(shù)據(jù)分析X=54mX=58m54m＜x＜58m探究勻變速直線運動的位移問題:一個物體以10m/s的速度做勻加速直線運動,加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s物體運動的位移。54m＜x＜58m誤差分析取⊿t內(nèi)的初速度進行運算----取⊿t內(nèi)的末速度進行運算----t/sv/m/s10418014231t/sv/m/s104180142如何解決結果偏小結果偏大t/sv/m/s10418014231t/sv/m/s1041801421.取⊿t的初速度研究2.取⊿t的末速度研究⊿t足夠小，計算結果就會非常非常接近實際值；當⊿t→0時，所得結果就等于實際位移了。此時，圖像下面的小矩形就會非常多，它們的面積之和等于圖像與時間軸所圍梯形面積。13勻變速直線運動的位移V1V2V3V4V0V0ttt1t2t3t4結論：在勻變速直線運動的v-t圖象中，物體的位移x在數(shù)值上等于圖線與坐標軸所圍的面積。思考：橫軸上方的面積與橫軸下方的面積有什么分別？“割之彌細，失之彌少。割之又割，以至于不可割，而無所失矣?！薄獰o限分割，逐漸逼近。注意：當圖象在時間軸上方時，表示的位移為正值當圖象在時間軸下方時，表示的位移為負值由圖可知：梯形OABC的面積S=（OC+AB）×OA/2代入各物理量得：又v=v0+at二、勻變速直線運動的位移位移等于圖線與初、末時刻線和時間軸圍成的面積收獲得：位移=“面積”勻變速直線運動位移公式當v0=0時當a=0時做勻速直線運動特別提醒:t是指物體運動的實際時間,要將位移與發(fā)生這段位移的時間對應起來.

代入數(shù)據(jù)時,各物理量的單位要統(tǒng)一.(用國際單位制中的主單位)勻變速直線運動的位移公式做初速度為零的勻加速直線運動探究勻變速直線運動的位移問題:一個物體以10m/s的速度做勻加速直線運動,加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s物體運動的位移。54m＜x＜58m解:以物體初速度方向為正方向由得：4s內(nèi)物體的位移：=（10×4+2×42÷2）m=56m則：v0

=10m/sa=2m/s2t=4s例1：一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12s，駛過了180m。汽車開始加速時的速度是多少？解：以汽車運動的初速v0為正方向由得：先用字母代表物理量進行運算知識運用例2：一輛汽車的初速度為20m/s,剎車后做勻減速運動,加速度為5m/s2,求汽車剎車后24s行駛的距離?解：取初速度方向為正方向，汽車停下所需的時間為汽車后20s沒有發(fā)生位移，所以汽車剎車后24s行駛的距離為知識運用剎車問題!例3：一質點以一定初速度沿豎直方向拋出,得到它的v-t圖象如圖所示,試求出它在前2s內(nèi)的位移,前4s內(nèi)的位移？v/(m·s-1）t/s045-52解：前2s內(nèi)的位移2s末至4s末的位移前4s內(nèi)的位移知識運用例4：一輛汽車從車站開出,做勻加速直線運動,它開出一段時間后,司機突然制動,車又做勻減速直線運動,結果汽車從開始運動到停下來共用時間t=10s,在此過程中汽車達到的最大速度是vm=4m/s,求在此過程中汽車前進了多少?v/(m·s-1）t/s0104知識運用交流與討論位移與時間的關系也可以用圖象來表示，這種圖象叫位移—時間圖象，即x-t圖象。你能畫出勻變速直線運動的x-t圖象嗎？試試看。X/cmt/s

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8思考：物體作直線運動，為何x-t圖象是曲線？勻變速直線運動的位移因為位移公式是關于t的一元二次函數(shù)，故x—t圖象是一條拋物線（一部分）。不是物體運動的軌跡.交流與討論如果一位同