高一物理课件：匀变速直线运动的速度与位移的关系

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/2/4 Tuesday,#,2.4,匀变速直线运动的速度与位移的关系,1,、能推导并学会应用速度与位移的关系式。,2,、灵活地选用匀变速直线运动的速度公式、位移公式以及速度位移公式解决实际问题。,学习目标,问题导入：,推动弹头加速运动。若把子弹在枪筒中的,运动看做初速度为,0,的匀加速直线运动，设,子弹的加速度,a,=510,5,m/s,2,，枪筒长,x,=0.64m,求,:,子弹射出枪口时的速度。,解：,以子弹运动方向为正方向,由题知,:V,0,=0,则由位移公式：得,又由速度公式：,v,v,0,+,at,子弹运动时间为,：,代入数据，则子弹出枪口的速度为：,【自我思悟】,1,、,公式,v,2,-v,0,2,=2ax,适用范围？,2,、公式,v,2,-v,0,2,=2ax,中有几个矢量？如何确定各个矢量的正负,?,3,、特例：,要点：对速度,-,位移公式的理解,当,v,0,=0,时，则,当,v=0,时，则,初速度为,0,的匀加速直线运动：,v,2,=2,a x,末速度为,0,的匀减速直线运动：,v,0,2,=2,a x,v,2,-,v,0,2,=,2,a,x,解：,以初速度方向为正方向,由,得：,不涉及到时间,t,，用这个公式方便,【例,1,】,某飞机着陆时的速度是,216 km/h,随后匀减速滑行，加速度的大小是,2 m/s,2,机场的跑道至少要多长才能使飞机安全地停下来？,解：,以初速度方向为正方向,，飞机的初速度,v0=216km/h=60m/s,；末速度,v=0,；由于加速度方向与初速度反向相反，所以取负号，,a=-2m/s,2,由,解出：,即跑道的长度至少应为,900m,注意单位换算：,1km/h=1/3.6m/s,小结：解决匀变速直线运动问题的一般思路是什么？,1,、审清题意，建立正确的物理情景；（画示意图）,2,、判断物体的运动情况，并明白哪些量是已知量，哪些量,是未知量；,3,、选取正方向，一般以,V,0,的方向为正方向；,4,、选择适当的方法和公式及其变形求解；,5,、一般先进行字母运算，再代入数值；,6,、检查所得结果是否符合题意或实际情况；,变式训练：,某种类型的飞机起飞滑行时，从静止开始做匀加速运动，加速度大小为4.0m/s,2,，飞机达到起飞速度80m/s时，突然接到命令停止起飞，飞行员立即使飞机紧急制动，飞机做匀减速运动，加速度的大小为5.0m/s,2,，请你为该类型的飞机设计一条跑道，使在这种特殊的情况下飞机停止起飞而不滑出跑道，你设计的跑道长度至少要多长？,隐含条件,【,规范解答,】,规定飞机运动方向为正方向,由题意知,飞机匀加速滑行时,v,01,=0,a,1,=4m/s,2,v,1,=80m/s,。,根据公式,v,2,-v,0,2,=2ax,得其位移,x,1,=m=800 m,。,匀减速滑行时,v,02,=80m/s,a,2,=-5m/s,2,v,2,=0,。,根据公式,v,2,-v,0,2,=2ax,得其位移,x,2,=m=640 m,。,跑道长度至少为,x=x,1,+x,2,=1440m,。,答案：,1440m,寻找更多的方法！,技巧：,1,、一定养成画,物体运动示意图,或,v-t,图像,的习惯，可使运动过程直观，物理过程清晰，便于分析研究。,2,、运动学问题的求解一般有多种解法。,小结：目前为止，已经学习了运动学四个基本公式,（,1,）速度公式：,。,（,2,）位移公式：,，,。,（,3,）速度,-,位移公式：,。,作业：,1,、,课后思考：实际应用时，应如何选择运动学公式？,2,、课后,P42,第,1,题写在,B,本。,2,、,3,写在课本。,3,、,全优,P28,完成要点,1,，,P30,第,1,、,5,题。预习,P29,要点,3,。,（知三可求二）,解：,以初速度方向为正方向,，初速度V,0,=36km/h=10m/s，,坡路的长度,列车到达坡底的速度,速度方向为正方向,课本,40,页第二题：,解：,以初速度方向为正方向，,根据位移公式,汽车的加速度,则加速度大小为4m/s,2,，加速度方向为负方向。,原始公式,公式运算,代入数据,结果,课本,40,页第三题：,要点,1,：匀变速直线运动规律及公式选用,1,、运动学四个基本公式：,（,1,）速度公式：,。,（,2,）位移公式：,，,。,（,3,）速度,-,位移公式：,。,2,、选取原则,（,1,）若题目中,无,位移,x,，也不让求位移，则选：,。,（,2,）若题目中,无,加速度,a,，也不让求加速度，则选：,。,（,3,）若题目中,无,末速度,v,，也不让求末速度，则选：,。,（,4,）若题目中,无,时间,t,，也不让求时间，则选：,。,（知三可求二）,【,例题,】,一辆汽车沿水平公路上以,v,0,=40m/s,的速度匀速行驶，遇到障碍物，从刹车到车停的制动距离为,40m,。制动过程中汽车的加速度保持不变。,求汽车制动过程中加速度的大小。,刹车后,3s,内的位移,(3),若驾驶员的反应时间为,0.3s,，在这,0.3s,内汽车是匀速运动的，,0.3s,后汽车才开始刹车制动。当汽车以,v,0,=108km/h,匀速行驶时，求从驾驶员发现障碍物到汽车停止，汽车运动的距离,L,。,3s,末速度，,1s,末速度？,【,规范解答,】,规定汽车运动方向为正方向,汽车制动过程中做匀减速运动,由：,v,2,-v,0,2,=2ax,解得：,a=-20m/s,2,则汽车制动过程中加速度大小为,20m/s,2,，方向为负方向,（,2,）由,v=v,0,+at,得：,解得：,t=2s,则刹车后,3s,内位移为,40m,(3),汽车在驾驶员的反应时间做匀速运动，设位移为,x,1,，,v,0,=108km/h=30m/s,由运动学公式有：,x,1,=,v,0,t,解得：,x,1,=9m,汽车制动过程中做匀减速运动，加速度大小仍为,a,=20m/s,2,，制动距离,x,2,由运动学公式有：,v,0,2,=2,ax,2,解得：,x,2,=22.5m,所以驾驶员发现障碍物到汽车停止，汽车运动的距离,L,=,x,1,+,x,2,=31.5m,练习,1,：,从车站开出的汽车，做匀加速直线运动，走了,t,1,=12 s,时，发现还有乘客没上来，于是立即作匀减速运动直至停车,.,汽车从开出到停止总共历时,t=20s,，行进了,50 m,，,试求汽车的最大速度,。,技巧：,1,、一定养成画,物体运动示意图,或,v-t,图像,的习惯，可使运动过程直观，物理过程清晰，便于分析研究。,2,、运动学问题的求解一般有多种解法。,练习,2,：如图，以,9m/s,匀速行驶的汽车即将通过十字路口，绿灯还有,2 s,将熄灭，此时汽车距离停车线,18m.,（,1,）如果该车立即做匀加速运动，加速度为,2m/s,2,，则在绿灯熄灭前汽车能否通过停车线？若此路段允许行驶的最大速度为,12m/s,，则绿灯熄灭时该车是否超速违章？,（,2,）如果该车立即刹车做匀减速运动，汽车的加速度至少多大汽车才不会越过停车线？,描绘图象,有一小球沿水平的长木板运动，运动位移随时间,变化，如下表所示,:,运动时间,t/s,0,1,2,3,4,5,6,小球位移,X/m,0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,以,x,为纵坐标,t,为横坐标,画出物体的位移,-,时间图象,要点,2,：分析位移,-,时间图像（,x-t,图像,）,P40,相对原点的位移等于该位置坐标,o,1.0,t/s,x/m,运动时间,t/s,0,1,2,3,4,5,6,小球位移,X/m,0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1,、以纵轴表示位移,x,，横轴表示时间,t,，描述质点的位移与时间关系的图象叫做位移,时间图象，简称位移图象,t,O,X,X,t,X,1,X,2,t,1,t,2,在x-t图像上任取两个点求速度,2,、计算速度,x-t,图像的斜率的大小表示速度大小,斜率的正负表示速度的方向,要点,2,：,分析位移,-,时间图像（,x-t,图像,）,x-t,图像是一条倾斜的直线，则物体做匀速直线运动。,x/,m,t/s,0,100,200,300,400,5,10,15,20,2,、计算速度,x/m,t/s,0,100,200,300,400,5,10,15,20,利用,x-t,图像的倾斜程度直接比较速度的大小,思考：,、,两物体哪个的速度大？,2,、计算速度,练习理解图象,x,O,t,表示物体做匀速直线运动,表示物体静止,表示物体反方向做匀速直线运动,课本,41,页第,5,题,练习,1,：,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果是,A,、,t=1s,时物体的加速度大小为,1.0m/s,2,B,、,t=5s,时物体的加速度大小为,0.75m/s,2,C,、第,3s,内物体的位移为,1.5,m,D,、物体在加速过程中的位移比,减速过程中的位移大,B,练习,2,：（多选）,一遥控玩具小车在平直路上运动的,x-t,图象如图所示，则：,A,前,10s,内汽车的加速度为,3m/s,2,B,20s,末汽车的速度为,1m/s,C,前,15s,内汽车的位移为,30m,D,前,25s,内汽车做单方向直线运动,BC,考试卷,12,（多选）,一辆汽车运动的,v-t,图象如图，则汽车（）,A,物体一直朝同一方向运动,B,0,2s,内和,2s,3s,内的加速度相等,C,0,2s,内的加速度比,2s,3s,内的加速度,D,在第,2,秒末的速度最大,ACD,小,例：,一辆汽车在十字路口等待绿灯，当绿灯亮时汽车以,a=,3m/s,2,的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以,v,0,=6m/s,的速度匀速驶来，从后边超过汽车，试问：,(1),汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？最远距离是多大？,(2),当汽车与自行车再次相遇时汽车的速度是多大？,要点,3,：,追,及问题,练习：,A,、,B,两列火车，在同一直轨道上同向匀速行驶，,A,车在前，其速度,V,A,=10m/s,，,B,车速度,V,B,=30m/s,。因大雾能见度很低，,B,车距离,A,车,50m,时才发现前方有,A,车，这时,B,车立即刹车，已知,B,车在此行驶速度情况下刹车需经过,180m,才能够停止，,（,1,）求,B,车刹车时的加速度大小。,（,2,）若,A,车按原速前进，两车是否会相撞？,（,3,）若,A,车按原速前进，,B,车至少应在距离,A,车多远的地方开始刹车，才能避免两车相撞？,注意：追碰问题的临界条件：速度相同时。,解：以汽车初速度方向为正方向。,（1）根据 可得B车刹车时的加速度为,（2）设B车刹车后经过t时间速度减为v,B,=v,A,=10m/s，则有v,B,=v,B,+a,t得：,A、B两车在这段时间的位移分别为:,x,A,=V,A,t=10m/s*8s=80m,由于x,A,+50m=130m,160m，所以两车会相撞,（3）两车不相撞的临界条件是B车刹车后速度等于A车速度时，恰好追上A车。设B车与A车的距离为x,0,时开始刹车，两车恰好不相撞，则有,相遇追及问题解题思路：,讨论追击、相遇的问题，其实质就是分析讨论两物体在,相同时间内能否到达相同的空间位置,的问题。,1,、两个关系：,时间关系,和,位移关系,2,、一个条件：,两者速度相等,两者,速度相等,，往往是物体间能否追上，或两者距离最大、最小的临界条件，,是分析判断的切入点,。,3,、解题方法,（,1,）画清运动示意图，找出两物体间的位移关系；（,2,）仔细审题，挖掘临界条件；（,3,）列方程或利用图象求解。,一物体做匀变速直线运动，初速度为,V,0,，经过位移,x,后速度变成,v,，求物体在中点的瞬时速度？,练习,试分析同一段匀变速直线运动中，中间时刻的,速度与中间位置的速度的大小关系,t,v,0,t,v,0,t/2,V,t/2,V,x/2,t,v,0,t,