高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 位移变化规律优质课件ppt

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 位移变化规律优质课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了必备知识，自我检测，矩形的面积，时间轴，初速度v0，速度vt，时间t，v0+at，vtv0+at，答案D等内容，欢迎下载使用。

一、匀速直线运动的位移1.做匀速直线运动的物体在时间t内的位移s=　　。 2.做匀速直线运动的物体,其v-t图像如图所示。根据位移计算公式,在图中,图线与对应的时间轴所包围的　　　　　　　可以表示物体运动的位移。 
二、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”。 
2.位移公式的推导:(1)上图中CB斜线下梯形的面积表示位移,面积S=　　 　 　　,其中OC表示　　 　　,AB表示t时刻的　　　　,OA表示　　 　,代入上式得位移s=　　 　　　;(2)将速度公式vt=v0+at代入上式得s=　　　　　　　　。 
3.s-t图:过原点的二次函数曲线。
三、位移—速度关系1.位移与速度的关系式:　　　　　　　　。 2.推导过程:
四、匀变速直线运动的三个基本公式1.速度公式:　　　　　。 2.位移公式:　　　　　　　　　　　　。 3.位移与速度的关系式:　　　　　　　　。 
1.正误辨析(1)只有匀变速直线运动的v-t图像与t轴所围的面积等于物体的位移。 (　　)
答案与解析: (1)×　对于任何形式的直线运动,其v-t图像与t轴所围的面积都表示物体的位移。
(4)√　位移与速度关系式中的四个物理量都与参考系的选取有关,确定它们的数值时,选取的参考系必须是统一的。(5)√　位移与速度关系式应用时必须选取统一的正方向,一般选初速度的方向为正方向。
2.从静止开始做匀加速直线运动的物体,前10 s内的位移是10 m,则该物体运动1 min时的位移为(　　)A.36 mB.60 mC.120 mD.360 m
3.一小球从A点由静止开始做匀变速直线运动,经过距离L到达B点,速度为v,接着到达C点时速度为2v,则BC间的距离为(　　)A.LB.2LC.3LD.4L
答案:C解析:设加速度为a,则v2=2aL,(2v)2-v2=2aLBC,解得LBC=3L。
4.火车由车站出发做匀加速直线运动,车头上某点A经过站台时速度为1 m/s,接着车身上某点B经过站台时速度为4 m/s,车尾上某点C经过站台时的速度是7 m/s,A、B、C三点在同一水平线上,则AB和BC距离之比为 (　　)A.17∶65B.5∶16C.5∶11D.11∶5
用v-t图像求位移情境探究情境匀速直线运动的位移s=vt,也等于v-t图像与坐标轴所包围的面积,如图所示。
探究请用:“无限分割”“逐渐逼近”的思想证明匀变速直线运动的v-t图像与坐标轴所包围的面积也表示位移。
要点提示:(1)把物体的运动分成几个小段,如图甲,每段位移大小约等于每段起始时刻速度大小与每段的时间的乘积,该乘积对应矩形面积。所以,整个过程的位移大小约等于各个小矩形面积之和。
(2)把运动过程分为更多的小段,如图乙,各小矩形的面积之和可以更精确地表示物体在整个过程的位移大小。(3)把整个过程分得非常细,如图丙,小矩形合在一起成了一个梯形,梯形的面积就代表物体在相应时间间隔内的位移大小。
知识点拨v-t图像中的“面积”无论是匀速直线运动还是匀变速直线运动,物体在t时间内的位移都可以用v-t图像与t轴所包围的面积表示。1.当“面积”在t轴上方时,位移取正值,这表示物体的位移与规定的正方向相同。2.当“面积”在t轴下方时,位移取负值,这表示物体的位移与规定的正方向相反。3.当“面积”既在t轴上方,又在t轴下方时,位移为上、下“面积”的代数和,其正负表示位移与规定的正方向相同或相反。
实例引导例1质点做直线运动的速度—时间图像如图所示,该质点(　　)A.在第1 s末速度方向发生了改变B.在第2 s末加速度方向发生了改变C.在前2 s内发生的位移为零D.第3 s末和第5 s末的位置相同
答案:D解析:由v-t图像可以看出前2 s内速度都为正值,说明速度的方向没有改变,A错;1~3 s内图线为一直线,说明质点的加速度不变,B错;v-t图像中图线与t轴包围的面积表示质点运动的位移,在前2 s内发生的位移为2 m,3~5 s内合位移为0,表示第3 s末和第5 s末的位置相同,C错,D对。
对匀变速直线运动位移公式
情境探究如图所示,汽车由静止以加速度a1启动,行驶一段时间t1后,又以加速度a2刹车,经时间t2后停下来。请思考:
(1)汽车加速及刹车过程中,加速度的方向相同吗?(2)根据位移公式求加速过程及减速过程中的位移时,速度及加速度的正、负号如何确定?
要点提示:(1)汽车加速时加速度的方向与运动方向相同,减速时加速度方向与运动方向相反,因此两过程中加速度方向不同。(2)根据位移公式求位移时,一般取初速度方向为正方向,加速时,加速度取正值,减速时,加速度取负值。
实例引导例2一物体做匀加速直线运动,初速度为v0=5 m/s,加速度为a=0.5 m/s2,求:(1)物体在前3 s内的位移大小。(2)物体在第3 s内的位移大小。
答案:(1)17.25 m　(2)6.25 m
变式训练1一辆汽车原来匀速行驶,然后以2 m/s2的加速度减速行驶,从减速行驶开始,经12 s行驶了 264 m,则:(1)汽车在此12 s内的平均速度大小是多少?(2)汽车开始减速时的初速度大小是多大?
答案:(1)22 m/s　(2)34 m/s
例3一辆汽车以72 km/h的速度行驶,现因事故急刹车并最终停止运动。已知汽车刹车过程的加速度不变,大小为5 m/s2,则从开始刹车经过5 s汽车通过的距离是多少?点拨对于刹车类问题应先求出汽车刹车的时间t0,然后判断所给出的时间t与t0的关系,再根据具体情况进行计算。
解析:设刹车开始至汽车停止所用的时间为t0,选v0的方向为正方向。v0=72 km/h=20 m/s
规律方法“刹车类”问题的处理方法(1)刹车类问题一般视为匀减速直线运动,汽车停下后不能做反向的运动。(2)处理该类问题时,首先要判断刹车后经多长时间速度变为零(即刹车时间)。
变式训练2在平直公路上,一汽车的速度为20 m/s,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以-4 m/s2的加速度运动。求刹车后第4 s末、第6 s末汽车的速度大小。
解析:设汽车实际运动时间为t,v=0,a=-4 m/s2。由v=v0+at知t=5 s。第4 s末汽车的速度v4=v0+at4=4 m/s,第6 s末汽车的速度v6=0。答案:4 m/s　0
对位移与速度的关系式的理解情境探究情境如图所示,飞机在跑道上从静止开始加速滑行,当速度达到v时才能离开地面起飞。若飞机在跑道上的滑行看作匀加速直线运动,加速度为a。
探究(1)根据速度公式和位移公式求跑道的长度s。(2)在解决问题(1)中,已知v、a和所求s都不涉及时间t,它只是一个中间量,能否将两个公式联立,消去t,只用一个关系式表示位移s与速度v的关系呢?(3)如果飞机的初速度为v0≠0,仍以加速度a加速到v,那么位移s与速度v的关系如何?
实例引导例4某型号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,已知某型号的战斗机在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5.0 m/s2,当飞机的速度达到50 m/s时才能离开航空母舰起飞。设航空母舰处于静止状态。问:(1)若要求该飞机滑行160 m后起飞,弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?(2)若某舰上不装弹射系统,要求该型号飞机仍能在此舰上正常起飞,问该舰身长至少应为多长?
(1)当物体做匀变速直线运动时,如果不涉及时间,一般用速度与位移的关系式较方便。(2)末速度为零的匀减速直线运动,应用此公式往往较方便。
答案:(1)30 m/s　(2)250 m
变式训练3做匀加速直线运动的列车出站时,车头经过站台时的速度为v1=1 m/s,车尾经过站台的速度为v2=7 m/s,则车身的中部经过站台的速度为(　　)A.3.5 m/sB.4 m/sC.5 m/sD.5.5 m/s
1.一物体做匀变速直线运动,下列说法正确的是(　　)A.物体的末速度一定与时间成正比B.物体的位移一定与时间的二次方成正比C.物体的速度在一段时间内发生的变化与这段时间成正比D.若物体做匀加速直线运动,则速度和位移都随时间增大;若物体做匀减速直线运动,则速度和位移都随时间减小
2.某质点的位移随时间变化规律的关系是s=4t+2t2,s与t的单位分别为m和s,则质点的初速度与加速度分别为 (　　)A.4 m/s与2 m/s2B.0与4 m/s2C.4 m/s与4 m/s2D.4 m/s与0
答案:C解析:将质点的位移随时间变化规律的关系s=4t+2t2与匀变速直线运动的位移与时间的关系式s=v0t+ at2对比,得出v0=4 m/s,a=4 m/s2,选项C正确。
3.一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动,公路边每隔15 m有一棵树,如图所示。汽车通过A、B两相邻的树用了3 s,通过B、C两相邻的树用了2 s,求汽车运动的加速度大小和通过树B时的速度大小。
两式联立解得vA=3.5 m/s,a=1 m/s2再由v=v0+at得vB=3.5 m/s+1×3 m/s=6.5 m/s。答案:1 m/s2　6.5 m/s