高中物理必修一2.3勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系3課件

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書人民教育出版社必修1第二章勻變速直線運(yùn)動的研究第三節(jié)

勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書人民教育出版社必修1第二章勻變速直線運(yùn)動的研究第三節(jié)勻變速直線運(yùn)動的速度公式任何運(yùn)動的平均速度公式v=v0+at=x/t舊知回顧物體做勻速直線運(yùn)動時,位移與時間有什么樣的關(guān)系?那怎樣求出勻速直線運(yùn)動的位移呢?有不同的方法嗎？成正比x/t=v一、勻速直線運(yùn)動的位移一、勻速直線運(yùn)動的位移x=vtvt結(jié)論：勻速直線運(yùn)動的位移就是v–t圖線與v、t軸所夾的矩形“面積”。公式法圖象法v/m·s-1t/s2641083456021甲-2-4x若規(guī)定初速度方向為正方向，“面積”也有正負(fù),“面積”為正,表示位移的方向為正方向,“面積”為負(fù),表示位移的方向為負(fù)方向.乙X甲X乙勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的v－t圖象是否也遵循這樣的規(guī)律？思考1？一則材料：思考與討論

以下是某位同學(xué)做“探究小車的運(yùn)動規(guī)律”的實驗測量記錄，表中“速度v”一行是這位同學(xué)用某種方法（方法不詳，但結(jié)論在誤差允許范圍內(nèi)正確）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。以下是關(guān)于這個問題某班師生之間的討論。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(xué)生A：能?？梢杂孟旅娴霓k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(xué)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(xué)生A：老師要求的是“估算”，這樣做是可以的。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。

老師：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(dāng)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？

思考與討論科學(xué)思想方法：先把過程無限分割（微分）,逐漸逼近，以“不變”近似代替“變”；然后再進(jìn)行累加（積分），逐漸吻合的思想。這個材料中體現(xiàn)了什么科學(xué)思想？此科學(xué)思想方法能否應(yīng)用到勻變速直線運(yùn)動的v-t圖象上？思考2思考3哪里還用到過此法？

理論分析：勻變速直線運(yùn)動的位移與時間又有何種關(guān)系呢？在物理學(xué)中，想要得出某種規(guī)律往往是這樣的一個過程：提出猜想——邏輯推理——發(fā)現(xiàn)規(guī)律——實驗驗證。我們也按這個方法來探究勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系。v/m/s020405101530t/s5010v/m/s020405101530t/s5010設(shè)計方案:從v-t圖象中探究勻變速直線運(yùn)動的位移分割v/m/s020405101530t/s5010勻變速直線運(yùn)動的位移仍可用圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示結(jié)論從v-t圖象中探究勻變速直線運(yùn)動的位移

上面的理論分析中用到了無限分割，逐漸逼近的的方法，這種極限的思想我們并不陌生，在前面講瞬時速度、瞬時加速度時我們就用了這種方法。在以后的學(xué)習(xí)中我們還會遇到多種不同的物理觀念和思想方法，請大家注意領(lǐng)會。

梯形的面積就代表做勻變速直線運(yùn)動物體在0（此時速度為v0）到t（此時速度為v）這段時間的位移。v/m/s020405101530t/s5010思考：在勻變速直線運(yùn)動的v－t圖象中，利用數(shù)學(xué)知識和前所學(xué)物理公式你能得到梯形面積的哪些計算方法？會有什么新的發(fā)現(xiàn)？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得：收獲二、勻變速直線運(yùn)動的位移

由：，并結(jié)合v-t圖象得到：

新發(fā)現(xiàn)：勻變速直線運(yùn)動中的平均速度等于初、末瞬時速度的平均值，也等于中間時刻的瞬時速度。

注意：它只適用于勻變速直線運(yùn)動。vt二.勻變速直線運(yùn)動的位移1.位移公式：2.對位移公式的理解:⑴反映了位移隨時間的變化規(guī)律。⑵因為υ0、α、x均為矢量，使用公式時應(yīng)先規(guī)定正方向。（一般以υ0的方向為正方向）若物體做勻加速運(yùn)動,a取正值,若物體做勻減速運(yùn)動,則a取負(fù)值.(3)若v0=0,則x=(4)特別提醒:t是指物體運(yùn)動的實際時間,要將位移與發(fā)生這段位移的時間對應(yīng)起來.(5)代入數(shù)據(jù)時,各物理量的單位要統(tǒng)一.(用國際單位制)vt1357正向加速正向勻速正向減速反向加速4-4(s)(m/s)3.通過速度-時間圖象對位移的理解交流與討論

位移與時間的關(guān)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(yùn)動的x-t圖象嗎？試試看。它是物體的運(yùn)動軌跡嗎？因為位移公式是關(guān)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(yùn)動的軌跡.交流與討論如果一位同學(xué)問：“我們研究的是直線運(yùn)動，為什么畫出來的x-t圖象不是直線？”你應(yīng)該怎樣向他解釋？例1：一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12s，駛過了180m。汽車開始加速時的初速度是多少？解：以汽車運(yùn)動的初速v0為正方向由得：先用字母代表物理量進(jìn)行運(yùn)算知識運(yùn)用

例2、在平直公路上，一汽車的速度為15m/s。從某時刻開始剎車，在阻力作用下，汽車以2m/s2的加速度運(yùn)動，問剎車后10s末車離開始剎車點多遠(yuǎn)？說明剎車后7.5s汽車停止運(yùn)動。知車的位移正解：設(shè)車實際運(yùn)動時間為t0，以汽車初速方向為正方向。由得運(yùn)動時間所以由剎車減速上當(dāng)問題!解:以汽車初速方向為正方向,由得知車的位移課堂小結(jié)一、勻速直線運(yùn)動的位移

1、勻速直線運(yùn)動，物體的位移對應(yīng)著v-t圖像中的一塊矩形的面積。

2、公式：x＝vt二、勻變速直線運(yùn)動的位移