物理必修 第一册第2章 匀变速直线运动的规律2.2 匀变速直线运动的规律教学ppt课件

这是一份物理必修 第一册第2章 匀变速直线运动的规律2.2 匀变速直线运动的规律教学ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了内容索引，课前篇自主预习，课堂篇探究学习，必备知识，推导过程，自我检测，答案√，情境探究，关键能力，探究应用等内容，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=vt。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,在下图中,图线与时间轴所包围的面积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图像中的图线和时间轴包围的面积。
3.(1)如果v0=0,则s= at2,表示初速度为零的匀加速直线运动的位移与时间的关系。(2)如果a=0,则s=v0t,表示匀速直线运动的位移与时间的关系。
三、速度与位移的关系
四、匀变速直线运动的三个基本公式1.速度公式:vt=v0+at。
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 ×(2)s=v0t+ at2仅适用于匀加速直线运动。(　　)答案 ×(3)初速度越大,时间越长,匀变速直线运动物体的位移一定越大。(　　)答案 ×
2.一小球从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
如图所示,某质点做匀变速直线运动,已知初速度为v0,在t时刻的速度为vt,加速度为a,利用位移大小等于v-t图线与t轴所围梯形的面积推导匀变速直线运动的位移与时间关系。
1.对位移公式s=v0t+ at2的理解(1)公式的物理意义:反映了位移随时间的变化规律。(2)公式的方向性:公式中x、v0、a都有方向,应用时必须选取统一的正方向。若选v0方向为正方向,物体加速,a取正值,物体减速,a取负值。若位移为正值,位移的方向与正方向相同,若位移为负值,位移的方向与正方向相反。
2.位移公式的应用(1)适用范围:匀变速直线运动。(2)用途:公式中包含四个物理量,不涉及末速度,已知其中任意三个物理量时,可求出剩余的一个物理量。
3.两种特殊形式(1)当a=0时,x=v0t(匀速直线运动)。(2)当v0=0时,x= at2(由静止开始的匀加速直线运动)。
要点笔记 (1)公式s=v0t+ at2是匀变速直线运动的位移公式,而不是路程公式,利用该公式计算出的物理量是位移而不是路程。(2)位移与时间的平方不是正比关系,时间越长,位移不一定越大。(3)如果知道匀变速直线运动中一段时间t内的初速度和末速度,可由公式s= 直接计算物体运动的位移。
例1一物体做匀减速直线运动,初速度大小为v0=5 m/s,加速度大小为0.5 m/s2,求:(1)物体在3 s内的位移大小;(2)物体在第3 s内的位移大小。
解析 (1)取初速度方向为正方向,因物体做匀减速直线运动,v0=5 m/s,a=-0.5 m/s2,3 s内物体的位移
因此第3 s内的位移s=s3-s2=12.75 m-9 m=3.75 m。
答案 (1)12.75 m　(2)3.75 m
规律方法 位移公式的应用步骤1.确定一个方向为正方向(一般以初速度的方向为正方向)。2.根据规定的正方向确定已知量的正、负,并用带有正、负号的数值表示。3.根据位移公式或其变形式列式、求解。4.根据计算结果说明所求量的大小和方向。
变式训练1一个物体从静止开始做匀加速直线运动,第1秒内的位移为2 m,下列说法正确的是(　　)A.物体运动的加速度为2 m/s2B.物体第2秒内的位移为4 mC.物体在第3秒内的平均速度为8 m/sD.物体从静止开始通过32 m的位移需要4 s的时间
如果已知物体运动的v-t图像,我们可以怎么计算位移呢?要点提示 可以通过v-t图像中图线与时间轴所围的图形的“面积”表示位移。
对于任何形式的直线运动,物体在t时间内的位移都可以用v-t图线与t轴所包围的面积表示,如图所示。
(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)物体的总位移等于各部分位移(正负面积)的代数和;物体通过的路程为t轴上、下“面积”绝对值的和。
例2(2020河北鸡泽期中)竖直升空的火箭,其v-t图像如图所示,由图像可知以下说法正确的是(　　)A.火箭在40 s时速度方向发生变化B.火箭上升的最大高度为48 000 mC.火箭经过120 s落回地面D.火箭经过40 s到达最高点
解析 由v-t图像可以看出速度方向一直没有发生变化,故A、C错误;火箭一直向上运动,在120 s时达到最高点,此时位移h= ×120×800 m=48 000 m,故B正确,D错误。
规律方法 匀变速直线运动的v-t图像为倾斜直线,与t轴围成图像的形状为三角形或梯形,根据三角形或梯形的面积公式就可以计算物体运动的位移。
变式训练2一质点的v-t图像如图所示,求它在前2 s内和前4 s内的位移大小。
解析 位移大小等于图线与时间轴所围成的面积,在前2 s内的位移s1=2×5× m=5 m;在后2 s内的位移s2=(4-2)×(-5)× m=-5 m,质点在前4 s 内的位移s=s1+s2=5 m-5 m=0。
如果你是机场跑道设计师,已知飞机的加速度为a,起飞速度为v,你应该如何来设计飞机跑道的长度?
1.适用范围:仅适用于匀变速直线运动。2.正方向的选取:公式中v0、vt、a、s都有方向,应用解题时一定要先设定正方向,一般取v0方向为正方向:(1)若是加速运动,a取正值,若是减速运动,a取负值。(2)s>0,位移的方向与初速度方向相同,s<0则为减速到0后,又返回到计时起点另一侧的位移。(3)vt>0,速度的方向与初速度方向相同,vt<0则为减速到0后,又返回过程的速度。
3.公式的特点:不涉及时间,v0、vt、a、s中已知任意三个量可求第四个量。4.两种特殊形式
要点笔记 应用此公式时,注意符号关系,必要时对计算结果进行分析,验证其合理性。
例3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,问该舰身至少应为多长?
答案 (1)30 m/s　(2)250 m
(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。
变式训练3在交通事故分析中,刹车线的长度是事故责任认定的重要依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹。在某次交通事故中,汽车刹车线的长度是10 m,假设汽车刹车时的加速度大小为5 m/s2,则汽车开始刹车时的速度为(　　)A.5 m/s B.10 m/sC.15 m/sD.20 m/s
1.(2020安徽合肥六校联考)一辆汽车在平直公路上运动时速度为36 km/h,司机突然以2 m/s2的加速度刹车,则刹车后8 s汽车滑行的距离为(　　)A.50 mB.144 mC.25 mD.16 m答案 C
2.如图是某物体做直线运动的v-t图像,由图像可得到的正确结论是(　　)A.t=1 s时物体的加速度大小为1.0 m/s2B.t=5 s时物体的加速度大小为0.75 m/s2C.第3 s内物体的位移为1.5 mD.在t=2 s时到达最远点,2~3 s静止,7 s时回到出发点
解析 由题图可知,物体的速度一直为正,即速度方向未变,0~2 s做匀加速运动,2~3 s做匀速运动,3~7 s做匀减速运动,D错;由v-t图像的斜率反映了加速
3.一列以60 m/s的速度匀速行驶的火车,由于遇到突发事故而关闭发动机做匀减速直线运动,从关闭发动机开始到速度减为20 m/s时共前进3 200 m。求:(1)火车减速时加速度的大小;(2)火车继续减速到停止还要走的距离。
解析 (1)设火车减速时的加速度为a,则对火车速度从60 m/s减为20 m/s的过程,有
则火车减速时的加速度大小为0.5 m/s2。(2)设火车继续减速s2的距离后停下,
答案 (1)0.5 m/s2　(2)400 m