人教版 (2019)必修 第一册3 匀变速直线运动的位移与时间的关系评课课件ppt
展开1.知道v-t图像中的“面积”与位移的对应关系,会推导匀变速直线运动的位移与时间的关系公式。经历从不同角度进行研究推导位移与时间关系,体验同一物理规律的不同描述方法。
一、匀变速直线运动的位移1.位移在v-t图像中的表示做匀变速直线运动的物体的位移对应着v-t图像中的图线和 包围的面积。如图所示的阴影图形面积,等于物体在0~t0时间内的 。2.位移公式:x= 。
2.推导速度公式v= 。
1.思考判断(1)匀变速直线运动的位移与时间的二次方成正比。( )
(3)匀变速直线运动的加速度、速度、位移的方向并不一定都相同。( )
A.对匀加速直线运动,公式中a一定取正值B.匀加速直线运动中加速度方向一定和初速度方向相同C.匀加速直线运动中加速度也有可能取负值D.若规定初速度方向为正方向,则匀加速直线运动公式中a取正值
解析:只有加速度方向与初速度方向相同时,物体才会做加速运动,所以选项B正确;若规定初速度方向为负方向,则减速运动时,加速度为正值,加速运动时,加速度为负值,所以选项A错误,C、D正确。
3.某物体运动的v-t图像如图所示,根据图像可知,该物体( )A.第1 s末与第3 s末的速度方向相反B.在0到5 s末的时间内,位移为10 mC.第1 s内与第5 s内加速度方向相同D.在0到2 s末的时间内,加速度为1 m/s2
4.某质点的位移随时间的变化关系是x=(4t+4t2) m,则质点的初速度v0= m/s,加速度a= m/s2,2 s内的位移为 m。
要点一 匀变速直线运动的位移
(1)匀加速直线运动中,a与v0同向,a取正值;匀减速直线运动中,a与v0反向,a取负值。(2)若某物理量的计算结果为正值,说明该物理量的方向与规定的正方向相同,反之,则与规定的正方向相反。
(2)当a=0时,x=v0t,则为匀速直线运动的位移公式。
[典例1] 一物体做匀加速直线运动,初速度为3 m/s,加速度为2 m/s2,求:(1)该物体在第3 s末的速度大小;
解析:(1)物体在第3 s末的速度大小v3=v0+at3=3 m/s+2 m/s2×3 s=9 m/s。
答案:(1)9 m/s
[典例1] 一物体做匀加速直线运动,初速度为3 m/s,加速度为2 m/s2,求:(2)该物体在前3 s内的位移大小;
[典例1] 一物体做匀加速直线运动,初速度为3 m/s,加速度为2 m/s2,求:(3)该物体在第4 s内通过的位移大小。
[变式1] 某校体育课上正在进行100 m短跑测试,一同学从起点由静止开始以2 m/s2的加速度做匀加速运动,5 s后改做匀速运动直至到达终点,接着以4 m/s2的加速度做匀减速运动,经1.5 s进入迎接区,如图所示,问:(1)该同学的成绩为多少秒?
答案:(1)12.5 s
[变式1] 某校体育课上正在进行100 m短跑测试,一同学从起点由静止开始以2 m/s2的加速度做匀加速运动,5 s后改做匀速运动直至到达终点,接着以4 m/s2的加速度做匀减速运动,经1.5 s进入迎接区,如图所示,问:(2)终点线到迎接区边界的距离为多少米?
答案:(2)10.5 m
要点二 速度与位移的关系
(1)若加速运动,a取正值,减速运动,a取负值。(2)x>0,位移的方向与初速度方向相同,x<0,则为减速到0又返回到计时起点另一侧的位移。(3)v>0,速度的方向与初速度方向相同,v<0,则为减速到0又返回过程的速度。
[典例2] 某类型的喷气飞机在跑道上滑行时,飞机发动机能产生a1=4.0 m/s2恒定的加速度,当速度达到85 m/s时即可升空。如果飞机在达到起飞速率的瞬时因故需停止起飞,且能以大小为a2=5.0 m/s2 的恒定加速度减速。要保证飞机仍不会滑出跑道,跑道的长度应设计为多长?
(2)应用匀变速直线运动规律解题,不仅要灵活运用公式,同时要注意符号关系,必要时应对计算结果进行分析,验证其合理性。
[变式2] 如图所示,某司机驾驶一辆小汽车在平直公路上以15 m/s的速度匀速行驶。他突然发现正前方有一宠物小狗因受惊吓静止在公路中央,立即刹车,刹车的加速度大小为7.5 m/s2,最后在距离小狗2 m的地方停下。求:(1)司机从发现小狗刹车到停止所用的时间;
[变式2] 如图所示,某司机驾驶一辆小汽车在平直公路上以15 m/s的速度匀速行驶。他突然发现正前方有一宠物小狗因受惊吓静止在公路中央,立即刹车,刹车的加速度大小为7.5 m/s2,最后在距离小狗2 m的地方停下。求:(2)司机发现小狗刹车时距离小狗多远。
要点三 刹车类问题分析[典例3] 汽车刹车前的速度为10 m/s,刹车后获得的加速度大小为4 m/s2。求:(1)汽车刹车后2 s内滑行的距离;
答案:(2)12.5 m
[典例3] 汽车刹车前的速度为10 m/s,刹车后获得的加速度大小为4 m/s2。求:(2)汽车刹车后4 s内滑行的距离;
[典例3] 汽车刹车前的速度为10 m/s,刹车后获得的加速度大小为4 m/s2。求:(3)从开始刹车到汽车位移为10.5 m所经历的时间。
答案:(3)1.5 s
实际交通工具刹车后可认为做匀减速直线运动且运动过程不可逆,当速度减小到零时,车辆就会停止。解答此类问题的思路是:
(2)比较所给时间与刹车时间的关系确定运动时间,最后再利用运动学公式求解。若t>t刹,不能盲目把时间代入,若t
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