高中物理 第二章 第4节 匀变速直线运动的速度与位移的关系课件 新人教版必修1.ppt

4匀变速直线运动的速度与位移的关系 第二章匀变速直线运动的研究 学习目标 知识探究 典例精析 达标检测 1 会推导速度与位移的关系式 并知道匀变速直线运动的速度与位移的关系式中各物理量的含义 2 会用公式v2 2ax进行分析和计算 3 掌握三个平均速度公式及其适用条件 4 会推导 x at2并会用它解决相关问题 一 速度位移公式 射击时 火药在枪筒中燃烧 燃气膨胀 推动弹头加速运动 如果把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动 子弹在枪筒中运动的初速度为v0 子弹的加速度是a 枪筒长为x 则子弹射出枪口时的速度是多少 知识探究 导学探究 解析答案 知识梳理 1 公式仅适用于直线运动 2 式中v0和v是 时刻的速度 x是这段时间内的位移 3 当v0 0时 有 当v 0时 有 匀变速 初 末 v2 2ax 答案 某航母跑道长200m 飞机在航母上滑行的最大加速度为6m s2 起飞需要的最低速度为50m s 那么 飞机在滑行前 需要借助弹射系统获得的最小初速度为 a 5m sb 10m sc 15m sd 20m s 即学即用 b 解析答案 二 中间时刻的瞬时速度与平均速度 一质点做匀变速直线运动的v t图象如图1所示 已知一段时间内的初速度为v0 末速度为v 求 导学探究 图1 1 这段时间内的平均速度 用v0 v表示 解析答案 2 中间时刻的瞬时速度v 3 这段位移中间位置的瞬时速度v 解析答案 平均速度公式 知识梳理 1 适用条件 直线运动 2 应用 计算瞬时速度 匀变速 答案 某战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动 达到起飞速度v所需时间为t 则起飞前的运动距离为 即学即用 b 解析答案 三 位移差公式 x at2 物体做匀变速直线运动 加速度为a 从某时刻起t时间内的位移为x1 紧接着第二个t时间内的位移为x2 试证明 x at2 导学探究 解析证明 设物体的初速度为v0 即 x at2 解析答案 位移差公式 1 匀变速直线运动中 在连续相等的时间t内的位移之差为一恒定值 即 x x2 x1 2 应用 判断物体是否做匀变速直线运动如果 x x2 x1 x3 x2 xn xn 1 at2成立 则a为一恒量 说明物体做匀变速直线运动 求加速度 知识梳理 at2 答案 一质点做匀加速直线运动 依次经过o a b c四点 a b间的距离为10m b c间的距离为14m 已知物体通过oa段 ab段 bc段所用的时间相等 则o与a的距离为 a 8mb 6mc 4md 2m 即学即用 解析根据匀加速直线运动规律 连续相等的时间间隔t内物体的位移之差 x at2 则x3 x2 x2 x1 所以x1 2x2 x3 2 10m 14m 6m 选项b正确 b 返回 解析答案 例1汽车以10m s的速度行驶 刹车的加速度大小为3m s2 求它向前滑行12 5m后的瞬时速度 典例精析 总结提升 解析设汽车的初速度方向为正方向 则v0 10m s a 3m s2 x 12 5m 所以v1 5m s v2 5m s 舍去 即汽车向前滑行12 5m后的瞬时速度大小为5m s 方向与初速度方向相同 答案5m s 方向与初速度方向相同 解析答案 解析答案 例2美国 肯尼迪 号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统 已知 f 15 型战斗机在跑道上加速时 产生的最大加速度为5m s2 起飞的最小速度是50m s 弹射系统能够使飞机具有的最大速度为30m s 则 1 飞机起飞时在跑道上至少加速多长时间才能起飞 解析飞机在跑道上运动的过程中 当有最大初速度 最大加速度时 起飞所需时间最短 则飞机起飞时在跑道上的加速时间至少为4s 答案4s 总结提升 2 航空母舰的跑道至少应该多长 答案160m 解析答案 1 位移速度的关系式为矢量式 v0 v a x都是矢量 应用解题时一定要先设定正方向 若取v0方向为正方向 1 若加速运动 a取正值 减速运动 a取负值 2 x 0 位移的方向与初速度方向相同 x 0则为减速到0 又返回到计时起点另一侧的位移 3 v 0速度的方向与初速度方向相同 v 0则为减速到0 又返回过程的速度 注意 应用比公式时 注意符号关系 必要时对计算结果进行分析 验证其合理性 2 位移速度关系式在不涉及时间的问题中应用很方便 总结提升 例3一质点做匀变速直线运动 初速度v0 2m s 4s内位移为20m 求 1 质点4s末的速度 二 匀变速直线运动的几个常用推论的应用 解析答案 代入数据解得 4s末的速度v4 8m s 答案8m s 2 质点2s末的速度 答案5m s 解析答案 总结提升 例4一个做匀加速直线运动的物体 在前4s内经过的位移为24m 在第2个4s内经过的位移是60m 求这个物体的加速度和初速度各是多少 解析答案 返回 总结提升 解析答案 技巧点拨 答案2 25m s21 5m s 技巧点拨 返回 1 多选 一辆汽车从静止开始由甲地出发 沿平直公路开往乙地 汽车先做匀加速直线运动 接着做匀减速直线运动 开到乙地刚好停止 其速度 时间图象如图2所示 那么0 t和t 3t两段时间内 a 加速度大小之比为3 1b 位移大小之比为1 2c 平均速度大小之比为2 1d 平均速度大小之比为1 1 达标检测 1 2 解析答案 图2 1 2 答案bd 2 从斜面上某一位置每隔0 1s释放一个相同的小球 释放后小球做匀加速直线运动 在连续释放几个后 对在斜面上滚动的小球拍下如图3所示的照片 测得xab 15cm xbc 20cm 试求 1 2 图3 1 小球的加速度是多少 1 2 解析小球释放后做匀加速直线运动 且每相邻的两个小球的时间间隔相等 均为0 1s 可以认为a b c d各点是一个小球在不同时刻的位置 答案5m s2 解析答案 2 拍摄时小球b的速度是多少 1 2 解析由题意知b点对应ac段的中间时刻 可知b点的速度等于ac段上的平均速度 答案