高中物理 2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系课件 新人教版必修1.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修1 匀变速直线运动的研究 第二章 3匀变速直线运动的位移与时间的关系 第二章 猎豹在起跑之后三秒就能达到一百公里的时速 但它的耐力不行 最高速度只能维持100米左右 而健壮的羚羊同样风驰电掣般逃避 只要在这个距离内不被抓住 就能成功摆脱厄运 由于受到多种因素的影响 猎豹在这短短的三秒内的运动规律也比较复杂 但我们忽略某些次要因素后 可以把它们看成匀变速直线运动 匀变速直线运动是一种理想化的运动模型 那么这种运动的位移与时间又有什么样的关系呢 这一节我们就来探究这个问题 1 位移公式 x 2 由v t图象求位移 做匀速直线运动的物体 其v t图象是一条平行于 的直线 其位移在数值上等于v t图线与对应的时间轴所包围的矩形的 如图所示 匀速直线运动的位移 vt 时间轴 面积 匀变速直线运动的位移 时间轴 梯形 1 定义 以 为横坐标 以 为纵坐标 描述位移随时间变化情况的图象 2 静止物体的x t图象 是一条 的直线 用图象表示位移 x t图象 3 匀速直线运动的x t图象 由x vt可知 其位移 时间图象是一条 如图中 所示 时间t 位移x 平行于时间轴 过原点的直线 t2 如图所示 一艘快艇以2m s2的加速度在海面上做匀加速直线运动 快艇的初速度是6m s 求这艘快艇在8s末的速度和8s内经过的位移 答案 22m s112m 特别提醒 1 以上推论只适用于匀变速直线运动 其他性质的运动不能套用推论式来处理问题 2 推论式x x at2常在实验中根据打出的纸带求物体的加速度 为了测定某辆轿车在平直公路上运动时的加速度 轿车启动时的运动可以近似看做匀加速运动 某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片 如下图 如果拍摄时每隔2s曝光一次 轿车车身总长为4 5m 那么这辆车的加速度约为 a 1m s2b 2m s2c 3m s2d 4m s2答案 b 三 位移在v t图象中的表示 位移是矢量 有大小也有方向 在v t图象中 当表示位移的 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 当表示位移的 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 如图所示 在时间0 t1内的位移x1取正值 在t1 t2时间内的位移x2取负值 物体在0 t2时间内的总位移等于x1和x2的代数和 特别提醒 图线和t轴所围成的面积的绝对值的和等于物体的路程 四 位移 时间图象 x t图象 1 物理意义 x t图象反映了物体的位移随时间的变化关系 图象上的某一点表示运动物体在某时刻所处的位置或相对于坐标原点的位移 2 根据x t图象分析物体的运动 1 由x t图象可以确定物体各个时刻所对应的位置或物体发生一段位移所需要的时间 2 若物体做匀速直线运动 则x t图象是一条倾斜的直线 直线的斜率表示物体的速度 斜率的大小表示速度的大小 斜率的正 负表示物体的运动方向 如甲图中的a b所示 3 若x t图象为平行于时间轴的直线 表明物体处于静止状态 如甲图中的c所示 4 物体做初速度为零的匀加速直线运动的x t图象 如图乙所示 3 对图象的几点说明 1 纵截距 表示初始时刻的位置 2 横截距 表示物体从开始计时到开始运动间隔的时间或物体运动到原点时的时刻 3 两图象的交点 表示两物体在同一位置 即相遇 4 图象的斜率等于物体运动的速度 斜率为正值表明速度为正 物体向正方向运动 斜率为负值表明速度为负 物体向负方向运动 5 乙图表示速度越来越大 曲线弯曲不表示做曲线运动 特别提醒 1 x t图象只能用来描述直线运动 2 x t图象表示的是位移x随时间t变化的情况 绝不是物体运动的轨迹 小李讲了一个龟兔赛跑的故事 按照小李讲的故事情节 作出兔子和乌龟的位移图象如图所示 请你依照图象中的坐标 并结合物理学的术语来讲述这个故事 你在讲故事之前 先回答下列问题 1 小李故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发 2 乌龟做的是什么运动 3 兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次 4 哪一个先通过预定位移xm到达终点 答案 1 从同一地点但不同时出发 2 匀速直线运动 3 t2时刻 t4时刻分别相遇 4 乌龟先到达终点 如图所示 一辆长为13m的客车沿平直公路以10m s的速度匀速向西行驶 一辆长为18m的货车由静止开始以2 0m s2的加速度由西向东匀加速行驶 已知货车刚启动时两车车头相距200m 求两车错车 即车头相遇到车尾刚好分开 所用的时间 青岛市2014 2015学年高一上学期三校联考 由静止开始做匀加速运动的汽车 第一秒内通过0 4m位移 有以下说法 第1s末的速度为0 8m s 加速度为0 8m s2 第2s内通过的位移为1 2m 前2s内通过的位移为1 2m其中正确的是 a b c d 答案 a 从斜面上某位置每隔0 1s释放一个小球 释放后小球做匀加速直线运动 在连续释放几个后 对在斜面上的小球拍下照片 如图所示 测得xab 15cm xbc 20cm 试求 匀变速直线运动两个推论的应用 1 小球的加速度 2 拍摄时b球的速度vb 3 拍摄时xcd 4 a球上面滚动的小球还有几个 辽宁师大附中2014 2015学年高一上学期检测 在做 研究匀变速直线运动 的实验时 所用电源频率为50hz 即每隔0 02秒打一个点 取下一段纸带研究 如图所示 设0点为计数点的起点 每隔4个点取一个计数点 则第一个计数点与起始点间的距离s1 cm 计算此纸带的加速度大小a m s2 物体经过第3个计数点的瞬时速度为v3 m s 答案 331 05 如图所示为在同一直线上运动的a b两质点的x t图象 由图可知 a t 0时 a在b的前面b b在t2时刻追上a 并在此后跑在a的前面c b开始运动的速度比a小 t2时刻后大于a的速度d a运动的速度始终比b大 位移 时间图象 解析 t 0时 a在原点正方向x1位置处 b在原点处 a在b的前面 a对 t2时刻两图线相交 表示该时刻b追上a 并在此后跑在a的前面 b对 b开始运动的速度比a小 t1时刻后a静止 b仍然运动 c d错 答案 ab点评 1 解析图象问题要特别注意 坐标轴的含义 起点 交点 拐点的物理意义以及斜率和面积的意义 2 将x t图象与实际运动结合起来 建立清晰的物理情境 有利于问题的解决 潍坊市2013 2014学年高一上学期三校联考 甲 乙两位同学进行百米赛跑 假如把他们的运动近似当作匀速直线运动来处理 他们同时从起跑线起跑 经过一段时间后他们的位置如图 所示 在图 中分别作出在这段时间内两人运动的位移x 速度v与时间t的关系图象 正确的是 长春市第十一中学2014 2015学年高一上学期测试 2015年十一假期一些同学乘坐高速列车外出旅游 当火车在一段平直轨道上匀加速行驶时 一同学提议说 我们能否用身边的器材测出火车的加速度 许多同学参与了测量工作 测量过程如下 他们一边看着窗外每隔100m的路标 一边用手表记录着时间 他们观测到从第一根路标运动到第二根路标的时间间隔为5s 从第二根路标运动到第三根路标的时间间隔为4s 请你根据他们的测量情况 求 计算结果保留3位有效数字 1 火车的加速度大小为多少 2 他们到第三根路标时的速度大小为多少 探究 应用 河北唐山市重点中学2014 2015学年高一上学期期中 如图所示 在京昆高速公路266km处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪 可以精准抓拍超速 以及测量运动过程中的加速度 若b为测速仪 a为汽车 两者相距355m 此时刻b发出超声波 同时a由于紧急情况而急刹车 当b接收到反射回来的超声波信号时 a恰好停止 且此时a b相距