人教版（2019）高一物理 必修第一册：2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系(共36张PPT)

第二章匀变速直线运动的研究3、匀变速直线运动的

位移与时间的关系下图是3张骑摩托车的频闪照片．请仅凭对照片的观察，判断照片中摩托车的运动分别属于什么运动？一、匀速直线运动的v-t图象匀速直线运动位移的计算式vt0vt位移等于图线与初、末时刻线和时间轴围成的矩形面积（在时间t内的位移x）vt0当速度为正值和为负值时,位移有什么不同？t0v位移与规定正方向相同位移与规定正方向相反一、匀速直线运动的v-t图象位移“面积”=v/(m·s-1）t/s040420课堂练习1：一辆汽车从车站开出,以4m/s的速度做匀速直线运动,经20s后立刻以8m/s又行驶了20s,求汽车在这段时间内所通过的位移.8v/(m·s-1）t/s040420课堂练习2：一辆汽车以4m/s的速度做匀速直线运动,经20s后立刻以大小为8m/s，反方向又行驶了20s,求汽车在这段时间内所通过的位移？-8知识回顾:1、匀变速直线运动的速度与时间的关系式：（1）a方向和v0方向相同——（2）a方向和v0方向相反——v=v0+at2、匀变速直线运动v-t图像——

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vto匀加速直线运动匀减速直线运动一条倾斜的直线匀加速直线运动匀减速直线运动匀变速直线运动的位移思考：匀变速直线运动的位移与v-t图象是否也有类似关系？？tvv0tvt0位移“面积”=？猜测通过速度—时间图像的方法可以得出位移公式。并猜想图线与横轴所围的面积就表示物体运动的位移。匀变速直线运动的位移思考与讨论一次课上，老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5速度(m/s2)0.380.630.881.111.381.62阅读课本P37“思考与讨论”以下是关于这个问题的讨论。老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？学生A：能。可以用下面的办法估算：

x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1＝……思考与讨论思考与讨论学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1s，而是取得更小些，比如0.06s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04s、0.02s……

误差会怎样？欢迎大家发表意见。把时间间隔取小？？科学思想方法：先把过程无限分割,以“不变”近似代替“变”,然后再进行累加的思想。——微元的思想这个材料中体现了什么科学思想？此科学思想方法能否应用到匀变速直线运动的v-t图象上？思考2思考3探究匀变速直线运动的位移问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s物体运动的位移?时刻（s）024速度（m/s）1418t/sv/m/s104180142v=v0+at10t/sv/m/s104180142探究1-1：将运动分成等时的两段，即⊿t=2s内为匀速运动。运算结果偏大还是偏小？探究1----取⊿t的初速度研究??偏小t/sv/m/s104180142探究1-2：将运动分成等时的四段，即⊿t=1s内为匀速运动。时刻（s）01234速度（m/s）101214161831运算结果偏大还是偏小？探究1----取⊿t的初速度研究????1612偏小t/sv/m/s104180142探究1-3：将运动分成等时的八段，即⊿t=0.5s内为匀速运动。31运算结果与前两次有何不同？X=48mX=52m探究1----取⊿t的初速度研究

更精确1612偏小探究小结----图象分析1（取⊿t的初速度）t/sv/m/s104180142t/sv/m/s1041801423131t/sv/m/s104180142

⊿t越小,估算值就越接近真实值!

X=48mX=52mX=54m?(大于54m)⊿t=2s⊿t=0.5s⊿t=1st/sv/m/s104180142t/sv/m/s1041801423131t/sv/m/s104180142

⊿t越小,估算值就越接近真实值!?(小于58m)探究2----取⊿t的末速度研究偏大偏大偏大16121612探究过程⊿t内速度取值运算结果误差分析分两段⊿t=2秒初速度X=48m偏小末速度X=64m偏大分四段⊿t=1秒初速度X=52m偏小末速度X=60m偏大分八段⊿t=0.5秒初速度X=54m偏小末速度X=58m偏大探究小结----数据分析X=54mX=58m54m＜x＜58m探究匀变速直线运动的位移问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s物体运动的位移。54m＜x＜58m误差分析取⊿t内的初速度进行运算----取⊿t内的末速度进行运算----t/sv/m/s10418014231t/sv/m/s104180142如何解决结果偏小结果偏大t/sv/m/s10418014231t/sv/m/s1041801421.取⊿t的初速度研究2.取⊿t的末速度研究⊿t足够小，计算结果就会非常非常接近实际值；当⊿t→0时，所得结果就等于实际位移了。此时，图像下面的小矩形就会非常多，它们的面积之和等于图像与时间轴所围梯形面积。13匀变速直线运动的位移V1V2V3V4V0V0ttt1t2t3t4结论：在匀变速直线运动的v-t图象中，物体的位移x在数值上等于图线与坐标轴所围的面积。思考：横轴上方的面积与横轴下方的面积有什么分别？“割之弥细，失之弥少。割之又割，以至于不可割，而无所失矣。”——无限分割，逐渐逼近。注意：当图象在时间轴上方时，表示的位移为正值当图象在时间轴下方时，表示的位移为负值由图可知：梯形OABC的面积S=（OC+AB）×OA/2代入各物理量得：又v=v0+at二、匀变速直线运动的位移位移等于图线与初、末时刻线和时间轴围成的面积收获得：位移=“面积”匀变速直线运动位移公式当v0=0时当a=0时做匀速直线运动特别提醒:t是指物体运动的实际时间,要将位移与发生这段位移的时间对应起来.

代入数据时,各物理量的单位要统一.(用国际单位制中的主单位)匀变速直线运动的位移公式做初速度为零的匀加速直线运动探究匀变速直线运动的位移问题:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2，求经过4s物体运动的位移。54m＜x＜58m解:以物体初速度方向为正方向由得：4s内物体的位移：=（10×4+2×42÷2）m=56m则：v0

=10m/sa=2m/s2t=4s例1：一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了12s，驶过了180m。汽车开始加速时的速度是多少？解：以汽车运动的初速v0为正方向由得：先用字母代表物理量进行运算知识运用例2：一辆汽车的初速度为20m/s,刹车后做匀减速运动,加速度为5m/s2,求汽车刹车后24s行驶的距离?解：取初速度方向为正方向，汽车停下所需的时间为汽车后20s没有发生位移，所以汽车刹车后24s行驶的距离为知识运用刹车问题!例3：一质点以一定初速度沿竖直方向抛出,得到它的v-t图象如图所示,试求出它在前2s内的位移,前4s内的位移？v/(m·s-1）t/s045-52解：前2s内的位移2s末至4s末的位移前4s内的位移知识运用例4：一辆汽车从车站开出,做匀加速直线运动,它开出一段时间后,司机突然制动,车又做匀减速直线运动,结果汽车从开始运动到停下来共用时间t=10s,在此过程中汽车达到的最大速度是vm=4m/s,求在此过程中汽车前进了多少?v/(m·s-1）t/s0104知识运用交流与讨论位移与时间的关系也可以用图象来表示，这种图象叫位移—时间图象，即x-t图象。你能画出匀变速直线运动的x-t图象吗？试试看。X/cmt/s

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8思考：物体作直线运动，为何x-t图象是曲线？匀变速直线运动的位移因为位移公式是关于t的一元二次函数，故x—t图象是一条抛物线（一部分）。不是物体运动的轨迹.交流与讨论如果一位同