河北省邢台市高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 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

第二章匀变速直线运动的研究 2 3匀变速直线运动的位移与时间的关系 驾驶员都知道车辆在行驶中保持一定的距离很重要 因为一旦遇到险情 车辆制动后还要向前滑行一段距离 更何况驾驶员作出制动反应还要有一定的时间呢 据公安部门规定 上海市区交通繁忙路段机动车辆的速度限制在25km h以内 并要求驾驶员必须保持至少 m的车距 一旦发生交通事故 我们会看到交警同志测量有关距离 其中非常重要的是刹车距离 你知道测量刹车距离的目的吗 这样做的物理原理是什么 学点1匀速直线运动的位移 学点2匀变速直线运动的位移 图2 3 2 图2 3 3 例1 若一质点从t 0开始由原点出发沿直线运动 其速度 时间图象如图2 3 3所示 则该质点 a t 1s时离原点最近b t 2s时离原点最远c t 3s时回到原点d t 3s时回到原点 路程为10m bd 图2 3 3 1 如图2 3 5所示 一同学沿一直线行走 现用频闪照相记录了他行走中9个位置的照片 观察照片 图乙中能比较正确地反映该同学运动的速度 时间图象的是 c 图2 3 5 例2 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 1 这艘快艇在8s末的速度和8s内的位移 2 快艇在第8s内的位移 答案 1 22m s112m 21m 解析 快艇在第8s末的速度为v v0 at1 6m s 2 8m s 22m s快艇在前8s内的位移为x1 v0t1 1 2at21 6 8m 1 2 2 82m 112m 2 快艇在第8s内的初速度即为第7s末的速度v2 v0 at2 6m s 2 7m s 20m s快艇在第8s内的位移为x2 v2t3 1 2at23 20 1m 1 2 2 12m 21m 评析 应用v v0 at和x v0t 1 2at2求解问题时 必须明确所研究的过程 进而明确其对应的时间 初速度 末速度和加速度 2 钢球在斜槽上做初速度为零的匀加速直线运动 开始运动后0 2s内通过的位移是3cm 则它在第1s内的位移是 m 如果斜面长1 5m 钢球从静止开始由斜面顶端滚到底端需要的时间是 s 0 75 例3 以10m s的速度匀速行驶的汽车 刹车后做匀减速直线运动 若汽车刹车后第2s内的位移为6 25m 刹车时间超过2s 则刹车后6s内汽车的位移是多大 答案 m 答案 10s 学点3用图象表示位移 1 位移图象的意义 表示物体离开t 0时刻所处位置的位移随时间变化的规律 在图2 3 4中坐标点 t1 x1 表示t1时刻物体离开初位置 t 0 的位移为x1 在t1 t2时间内的位移为 x x2 x1 图2 3 4 2 速度在x t图象中的体现在x t图象中 任意一点处的切线斜率表示该时刻物体的速度 在图2 3 4中 t1 t2两时刻的速度v1 v2满足v1 v2 例4 一质点做直线运动的位移时间图象如图2 3 5所示 试回答以下问题 1 0 2s和2s 4s内质点做什么运动 2 在0 2s内 0 4s内和2 4s内的位移分别为多少 答案 1 0 2s内物体做匀速运动 且速度v 5m s在2 4s内物体静止不动 2 10m 10m 0 图2 3 5 解析 1 在0 2s内 x t图象为倾斜直线 表示物体做匀速直线运动 速度v x t 10 2m s 5m s在2 4s内物体始终处于x 10m处不动 2 在0 2s内位移为 x1 10m 在0 4s内位移为 x2 10m 在2 4s内位移为 x3 0 4 试画出按v 2 2tm s规律匀加速运动的位移图象 如图 1 位移公式x v0t 1 2at2是通过匀加速直线运动的v t图象中图线与坐标轴之间的面积求得的 它适用于匀减速运动吗 根据x v0t 1 2at2的推导过程可以看出 公式对匀减速运动同样适用 只是注意 这一位移公式是矢量式 以v0的方向为正方向 对匀加速直线运动 a为正 对匀减速直线运动 a为负 2 既然匀变速直线运动v t图线下面的面积等于它的位移 那么能否据此求出匀变速直线运动的平均速度的表达式 如图所示 质点以初速度v0做匀变速运动 它的位移等于梯形ot1av0所包围的面积 由图知 以速度v末 2做匀速直线运动的位移等于以速度v末 2匀速运