勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系課件+-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系人教版高一物理必修1第一學(xué)期第二章2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究核心素養(yǎng)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)：理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式，會(huì)應(yīng)用此關(guān)系式分析和計(jì)算有關(guān)勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題．理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系．(重點(diǎn))教學(xué)難點(diǎn)：理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式，會(huì)應(yīng)用此關(guān)系式分析和計(jì)算有關(guān)勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題．會(huì)應(yīng)用速度與位移的關(guān)系式分析有關(guān)問題．情境導(dǎo)入一、勻速直線運(yùn)動(dòng)1、概念2、v-t圖象二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)3、分類：a方向和v方向相同——?jiǎng)蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)a方向和v方向相反——?jiǎng)驕p速直線運(yùn)動(dòng)4、公式：v=v0+at1、概念2、圖象知識(shí)回顧勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移問題1：勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式？在時(shí)間t內(nèi)的位移：x=vt問題2：在v-t圖象中如何表示位移？

對(duì)于勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體的位移對(duì)應(yīng)著v-t圖象中一塊矩形的面積知識(shí)講解知識(shí)講解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移

現(xiàn)有一小車，運(yùn)動(dòng)時(shí)通過紙帶記錄下幾個(gè)位置的速度（如下表）。請(qǐng)用最簡(jiǎn)便的方法估算實(shí)驗(yàn)中小車從位置0到位置5的位移。說說你的估算依據(jù)是什么，能不能在v-t圖像直觀呈現(xiàn)估算過程？位置編號(hào)012345時(shí)間t/s0.10.10.20.30.40.5速度v

/(m·s-1)0.380.630.881.111.381.62知識(shí)講解vt1t2t3t4tOt5vt1t2t3t4tOt5如果上面的圖像中，時(shí)間間隔Δt變小，那么估算的誤差會(huì)怎樣？勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移魏晉時(shí)期的數(shù)學(xué)家劉徽“割圓術(shù)”說：割之彌細(xì)，所失彌少，割之又割，以至于不可割，則與圓合體，而無所失矣。？

分割和逼近的方法在物理學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用。早在公元263年，魏晉時(shí)的數(shù)學(xué)家劉徽首創(chuàng)了“割圓術(shù)”—

圓內(nèi)正多邊形的邊數(shù)越多，其周長(zhǎng)和面積就越接近圓的周長(zhǎng)和面積。知識(shí)講解

先把物體的運(yùn)動(dòng)分割成幾個(gè)小段，每小段起始時(shí)刻物體的瞬時(shí)速度由相應(yīng)的縱坐標(biāo)表示。不斷地把每小段的時(shí)間縮短，縮到極短。無限分割逐漸逼近v1v2v3v4v0v0tt5t1t2t3t4勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移知識(shí)講解

通過無限分割勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像，我們把勻變速直線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換成勻速直線運(yùn)動(dòng)來研究，將“變化”的問題近似成“不變”，我得到了結(jié)論：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移也可以用圖像中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積來表示。圖像中勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移vtOtv0勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移知識(shí)講解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移v0Δv

t/sv0vt面積0v/(m·s-1)

v0t勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a

取正值勻減速直線運(yùn)動(dòng)，a

取負(fù)值v/(m·s-1)t/s0v0tv

at2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移知識(shí)講解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移已知末速度，初速度未知無初速度vΔvt/sv0vt面積0v/(m·s-1)v

t

t/svt面積0v/(m·s-1)

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移知識(shí)講解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度vv0v/(m·s-1)t/st

O

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移知識(shí)講解勻變速直線運(yùn)動(dòng)相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差如圖所示xN-1和xN是加速度為a的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的相鄰相等時(shí)間間隔T內(nèi)的位移，推導(dǎo)：xN－xN-1＝aT2

vNv0v/(m·s-1)t/s2TOvN-1xNxN-1TaTT

這個(gè)關(guān)系也可以用圖像推導(dǎo)出來勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移知識(shí)講解16知識(shí)講解航空母艦的艦載機(jī)既要在航母上起飛，也要在航母上降落。(1）某艦載機(jī)起飛時(shí)，采用彈射裝置使飛機(jī)獲得10m/s的速度后，由機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)使飛機(jī)獲得25m/s2的加速度在航母跑道上勻加速前進(jìn)，2.4s后離艦升空。飛機(jī)勻加速滑行的距離是多少？(2）飛機(jī)在航母上降落時(shí)，需用阻攔索使飛機(jī)迅速停下來。若某次飛機(jī)著艦時(shí)的速度為80m/s，飛機(jī)鉤住阻攔索后經(jīng)過2.5s停下來。將這段運(yùn)動(dòng)視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，此過程中飛機(jī)加速度的大小及滑行的距離各是多少？“誰”從“哪兒”到“哪兒”做了什么運(yùn)動(dòng)？有哪些條件？滿足什么規(guī)律？如何把物理問題變成數(shù)學(xué)問題？結(jié)果能說明什么問題？畫出運(yùn)動(dòng)草圖，在草圖上標(biāo)明各運(yùn)動(dòng)學(xué)量↓根據(jù)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和已知條件尋找關(guān)系、選取規(guī)律↓規(guī)定正方向，列運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行數(shù)學(xué)求解↓對(duì)結(jié)果加以物理說明17知識(shí)講解

分析

兩個(gè)問題都是已知?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的時(shí)間來計(jì)算位移。第（1）問需要用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式計(jì)算。第（2）問中，飛機(jī)著艦做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度需要根據(jù)速度與時(shí)間的關(guān)系式來計(jì)算。勻減速運(yùn)動(dòng)的各矢量的方向較為復(fù)雜，因此需要建立一維坐標(biāo)系來確定它們的正負(fù)。

知識(shí)講解

速度與位移的關(guān)系消t知識(shí)講解某汽車以20m/s的速度行駛，遇到緊急情況緊急剎車，加速度的大小是

5m/s2，剎車5s后汽車的位移是多大？剎車陷阱數(shù)學(xué)運(yùn)算必須明確其物理意義畫出運(yùn)動(dòng)草圖，在草圖上標(biāo)明各運(yùn)動(dòng)學(xué)量↓根據(jù)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和已知條件尋找關(guān)系、選取規(guī)律↓規(guī)定正方向，列運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行數(shù)學(xué)求解↓對(duì)結(jié)果加以物理說明知識(shí)講解面積與位移方向v/(m·s-1)t/s0t1t2v/(m·s-1)t/s0t1t2運(yùn)動(dòng)方向不變運(yùn)動(dòng)方向改變負(fù)位移速度與位移的關(guān)系知識(shí)講解知識(shí)講解小車以初速度v0，加速度a加速運(yùn)動(dòng)，求時(shí)間t內(nèi)的平均速度。若物體以這個(gè)速度做勻速運(yùn)動(dòng)，則時(shí)間t內(nèi)的位移是多少？勻變速直線運(yùn)動(dòng)：平均速度=中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用例1：物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度v0=2m/s，a=0.5m/s2，求：（1）前4s內(nèi)的平均速度及位移；（2）第4s內(nèi)的平均速度與位移；（3）速度從v0增加到5m/s時(shí)的位移。消t消a消v0答案：（1）3m/s;12m;（2）3.75m/s;3.75m;（3）21m知識(shí)講解汽車以10m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，見前面有障礙物立即剎車，剎車后加速度大小為2m/s2，則汽車剎車后2s內(nèi)及剎車后6s內(nèi)的位移之比是多少？答案：對(duì)于汽車剎車問題，首先應(yīng)弄清剎車時(shí)間，再用符合實(shí)際情況的時(shí)間帶入公式進(jìn)行計(jì)算?！皠x車陷阱”知識(shí)講解

勻變速直線運(yùn)動(dòng)主要規(guī)律速度與時(shí)間關(guān)系式：位移與時(shí)間關(guān)系式：速度----位移關(guān)系式：平均速度公式：推論公式知識(shí)講解初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用v/ms-1t/s01T2T3T4Tv1v2v3v1v2v3：：：……=1：2：3：……:tΔx1

Δx2

Δx3：：：……=1：3：5：……:(2t-1)xⅠxⅡxⅢ……=：：：1：4：9：……:t21Ts末、2Ts末、3T末……第1Ts內(nèi)、第2Ts內(nèi)、第3T內(nèi)……前1Ts內(nèi)、前2Ts內(nèi)、前3T內(nèi)……知識(shí)講解

四個(gè)比例式：物體做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，幾個(gè)常用的比例式：（1）1T秒末、2T秒末、3T秒末……瞬時(shí)速度之比