高中物理3 匀变速直线运动的位移与时间的关系课堂教学ppt课件
展开这是一份高中物理3 匀变速直线运动的位移与时间的关系课堂教学ppt课件,共33页。PPT课件主要包含了复习回顾,公式法xvt,思考与讨论,位移公式,速度与位移的关系,消去时间t可得到,斜率k2a,斜率k12a等内容,欢迎下载使用。
思考:①通过v-t图像学习,我们能从v-t图像中获得哪些有用的信息?
②通过v-t图像,我们还可以获得哪些信息呢?
一、匀速直线运动的位移
2.图像法: 在匀速直线运动的v – t 图线中可以用图线与时间轴所围的矩形“面积”表示位移。
面积也有正负,面积为正,表示位移的方向为正方向;面积为负,表示位移的方向为负方向
思考:图像上如何表示匀速直线运动的位移的方向呢?
对于匀变速直线运动,物体的位移是否也对应着v-t图像中,图线与时间轴所围图形的“面积”?
问题探究1:学生A认为x=0.38×0.1+0.63×0.1+……=……这其中的v是什么物理意义?
回顾与提示:瞬时速度可以用某一极短时间内的平均速度来粗略的表示
反其道:某一时刻瞬时速度可以用来粗略表示这一时刻附近的、极短时间内的平均速度
问题探究2:上述研究方法在v-t图像中几何特征是什么样子呢?
问题探究3:如果当初时间间隔是0.05s呢?间隔时间更短呢?
结论:速度-时间(v-t)图象中图线与时间轴围成的面积就代表做直线运动物体在相应时间间隔内的位移。
魏晋时的数学家刘徽首创了“割圆术”请同学们观察右面两个图并体会哪一个正多边形更接近圆的周长和面积。
微元法:把整个过程先微分以后再累加来解决问题
二、匀变速直线运动位移的推导
2.对位移公式的理解:
(1)只适用于匀变速直线运动;
(2)因为υ0、α、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。 (一般以υ0的方向为正方向)
二、匀变速直线运动的位移
v0=0的匀变速直线的位移-时间图像
(1)x-t图象不是物体运动的轨迹,而是位移随时间变化的规律。
3.匀变速直线运动的x-t图像
(2)x-t图象中图线某段的切线斜率表示某个时刻对应的速度。
【例题1】航空母舰的舰载机既要在航母上起飞,也要在航母上降落。(1)某舰载机起飞时,采用弹射装置使飞机获得10 m/s的速度后,由机上发动机使飞机获得25 m/s2 的加速度在航母跑道上匀加速前进,2.4 s后离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少?(2)飞机在航母上降落时,需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为80 m/s,飞机钩住阻拦索后经过2.5 s 停下来。将这段运动视为匀减速直线运动,此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是多少?
加速度为负值表示方向与初速度方向相反。
再根据匀变速直线运动的位移与时间的关系式,有
飞机起飞时滑行距离为96 m。着舰过程中加速度的大小为32 m/s2 ,滑行距离为100 m。
我们已经知道匀变速直线运动的位移与时间存在定量关系,速度与时间也存在定量关系,那么速度与位移有什么定量关系呢?
三、匀变速直线运动速度与位移的关系
(2)因为v、υ0、α、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。 (一般以υ0的方向为正方向)
3.v2-x图像和x-v2图像
【例题2】动车铁轨旁两相邻里程碑之间的距离是1 km。某同学乘坐动车时,通过观察里程碑和车厢内电子屏上显示的动车速度来估算动车减速进站时的加速度大小。当他身边的窗户经过某一里程碑时屏幕显示的动车速度是126 km/h如图所示。动车又前进了3个里程碑时,速度变为54 km/h。把动车进站过程视为匀减速直线运动,那么动车进站的加速度是多少?它还要行驶多远才能停下来?
解: 沿动车运动方向为正方向建立一维坐标系。把动车通过3000m 的运动称为前一过程,之后到停下来称为后一过程。 设在前一过程中的末位置为 M 点。初速度 v0 =126 km/h=35 m/s,末速度vM=54 km/h=15 m/s,位移 x1 = 3000m。对前一过程,根据匀变速直线运动的速度与位移的关系式,有:
对后一过程,末速度 v=0,初速度 vM = 15 m/s。由 v2 = vM2 + 2ax2 ,有动车进站的加速度大小为 0.167 m/s2 ,方向与动车运动方向相反;还要行驶 674 m才能停下来。
1.一物体运动的位移与时间关系 (t以s为单位),则( )A.这个物体的初速度为12m/sB.这个物体的初速度为6m/sC.这个物体的加速度为8m/s2D.这个物体的加速度为-8m/s2
2.冰壶(Crling),又称掷冰壶、冰上溜石,是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,属冬奥会比赛项目,并设有冰壶世锦赛。中国女子冰壶队于2003年成立,在2009年的女子冰壶世锦赛上战胜诸多劲旅夺冠,已成长为冰壶领域的新生力军。在某次比赛中,冰壶被投出后,如果做匀减速直线运动 用时20s停止,最后 1s内的位移大小为0.2m,则下列说法正确的是( )A.冰壶的加速度大小是0.4m/s2B.冰壶的加速度大小是0.3m/s2C.冰壶第1s内的位移大小是78mD.冰壶的初速度大小是6m/s
3.一物体从A点由静止开始做匀加速直线运动,到达B点时速度为v,再运动到C点时的速度为2v,则AB与BC的位移大小之比为( )A.1:1B.1:2C.1:3D.1:4
4.物体从斜面顶端由静止开始匀加速下滑,到达斜面底端时速度为4m/s,则物体经过斜面中点时的速度为( )A.2m/sB.C. D.
5.如图是某质点运动的速度-时间图象,由图象得到的正确结果是( )A.0~1 s内的平均速度是2m/sB.0~2s内的位移大小是3 mC.0~1s内的加速度小于2~4s内的加速度D.0~1s内的运动方向与2~4s内的运动方向相反
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