高中物理 第二章 第4節(jié) 勻變速直線運動的速度與位移的關(guān)系課件 新人教版必修1.ppt

4勻變速直線運動的速度與位移的關(guān)系 第二章勻變速直線運動的研究 學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識探究 典例精析 達(dá)標(biāo)檢測 1 會推導(dǎo)速度與位移的關(guān)系式 并知道勻變速直線運動的速度與位移的關(guān)系式中各物理量的含義 2 會用公式v2 2ax進(jìn)行分析和計算 3 掌握三個平均速度公式及其適用條件 4 會推導(dǎo) x at2并會用它解決相關(guān)問題 一 速度位移公式 射擊時 火藥在槍筒中燃燒 燃?xì)馀蛎?推動彈頭加速運動 如果把子彈在槍筒中的運動看做勻加速直線運動 子彈在槍筒中運動的初速度為v0 子彈的加速度是a 槍筒長為x 則子彈射出槍口時的速度是多少 知識探究 導(dǎo)學(xué)探究 解析答案 知識梳理 1 公式僅適用于直線運動 2 式中v0和v是 時刻的速度 x是這段時間內(nèi)的位移 3 當(dāng)v0 0時 有 當(dāng)v 0時 有 勻變速 初 末 v2 2ax 答案 某航母跑道長200m 飛機(jī)在航母上滑行的最大加速度為6m s2 起飛需要的最低速度為50m s 那么 飛機(jī)在滑行前 需要借助彈射系統(tǒng)獲得的最小初速度為 a 5m sb 10m sc 15m sd 20m s 即學(xué)即用 b 解析答案 二 中間時刻的瞬時速度與平均速度 一質(zhì)點做勻變速直線運動的v t圖象如圖1所示 已知一段時間內(nèi)的初速度為v0 末速度為v 求 導(dǎo)學(xué)探究 圖1 1 這段時間內(nèi)的平均速度 用v0 v表示 解析答案 2 中間時刻的瞬時速度v 3 這段位移中間位置的瞬時速度v 解析答案 平均速度公式 知識梳理 1 適用條件 直線運動 2 應(yīng)用 計算瞬時速度 勻變速 答案 某戰(zhàn)機(jī)起飛前從靜止開始做勻加速直線運動 達(dá)到起飛速度v所需時間為t 則起飛前的運動距離為 即學(xué)即用 b 解析答案 三 位移差公式 x at2 物體做勻變速直線運動 加速度為a 從某時刻起t時間內(nèi)的位移為x1 緊接著第二個t時間內(nèi)的位移為x2 試證明 x at2 導(dǎo)學(xué)探究 解析證明 設(shè)物體的初速度為v0 即 x at2 解析答案 位移差公式 1 勻變速直線運動中 在連續(xù)相等的時間t內(nèi)的位移之差為一恒定值 即 x x2 x1 2 應(yīng)用 判斷物體是否做勻變速直線運動如果 x x2 x1 x3 x2 xn xn 1 at2成立 則a為一恒量 說明物體做勻變速直線運動 求加速度 知識梳理 at2 答案 一質(zhì)點做勻加速直線運動 依次經(jīng)過o a b c四點 a b間的距離為10m b c間的距離為14m 已知物體通過oa段 ab段 bc段所用的時間相等 則o與a的距離為 a 8mb 6mc 4md 2m 即學(xué)即用 解析根據(jù)勻加速直線運動規(guī)律 連續(xù)相等的時間間隔t內(nèi)物體的位移之差 x at2 則x3 x2 x2 x1 所以x1 2x2 x3 2 10m 14m 6m 選項b正確 b 返回 解析答案 例1汽車以10m s的速度行駛 剎車的加速度大小為3m s2 求它向前滑行12 5m后的瞬時速度 典例精析 總結(jié)提升 解析設(shè)汽車的初速度方向為正方向 則v0 10m s a 3m s2 x 12 5m 所以v1 5m s v2 5m s 舍去 即汽車向前滑行12 5m后的瞬時速度大小為5m s 方向與初速度方向相同 答案5m s 方向與初速度方向相同 解析答案 解析答案 例2美國 肯尼迪 號航空母艦上裝有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng) 已知 f 15 型戰(zhàn)斗機(jī)在跑道上加速時 產(chǎn)生的最大加速度為5m s2 起飛的最小速度是50m s 彈射系統(tǒng)能夠使飛機(jī)具有的最大速度為30m s 則 1 飛機(jī)起飛時在跑道上至少加速多長時間才能起飛 解析飛機(jī)在跑道上運動的過程中 當(dāng)有最大初速度 最大加速度時 起飛所需時間最短 則飛機(jī)起飛時在跑道上的加速時間至少為4s 答案4s 總結(jié)提升 2 航空母艦的跑道至少應(yīng)該多長 答案160m 解析答案 1 位移速度的關(guān)系式為矢量式 v0 v a x都是矢量 應(yīng)用解題時一定要先設(shè)定正方向 若取v0方向為正方向 1 若加速運動 a取正值 減速運動 a取負(fù)值 2 x 0 位移的方向與初速度方向相同 x 0則為減速到0 又返回到計時起點另一側(cè)的位移 3 v 0速度的方向與初速度方向相同 v 0則為減速到0 又返回過程的速度 注意 應(yīng)用比公式時 注意符號關(guān)系 必要時對計算結(jié)果進(jìn)行分析 驗證其合理性 2 位移速度關(guān)系式在不涉及時間的問題中應(yīng)用很方便 總結(jié)提升 例3一質(zhì)點做勻變速直線運動 初速度v0 2m s 4s內(nèi)位移為20m 求 1 質(zhì)點4s末的速度 二 勻變速直線運動的幾個常用推論的應(yīng)用 解析答案 代入數(shù)據(jù)解得 4s末的速度v4 8m s 答案8m s 2 質(zhì)點2s末的速度 答案5m s 解析答案 總結(jié)提升 例4一個做勻加速直線運動的物體 在前4s內(nèi)經(jīng)過的位移為24m 在第2個4s內(nèi)經(jīng)過的位移是60m 求這個物體的加速度和初速度各是多少 解析答案 返回 總結(jié)提升 解析答案 技巧點撥 答案2 25m s21 5m s 技巧點撥 返回 1 多選 一輛汽車從靜止開始由甲地出發(fā) 沿平直公路開往乙地 汽車先做勻加速直線運動 接著做勻減速直線運動 開到乙地剛好停止 其速度 時間圖象如圖2所示 那么0 t和t 3t兩段時間內(nèi) a 加速度大小之比為3 1b 位移大小之比為1 2c 平均速度大小之比為2 1d 平均速度大小之比為1 1 達(dá)標(biāo)檢測 1 2 解析答案 圖2 1 2 答案bd 2 從斜面上某一位置每隔0 1s釋放一個相同的小球 釋放后小球做勻加速直線運動 在連續(xù)釋放幾個后 對在斜面上滾動的小球拍下如圖3所示的照片 測得xab 15cm xbc 20cm 試求 1 2 圖3 1 小球的加速度是多少 1 2 解析小球釋放后做勻加速直線運動 且每相鄰的兩個小球的時間間隔相等 均為0 1s 可以認(rèn)為a b c d各點是一個小球在不同時刻的位置 答案5m s2 解析答案 2 拍攝時小球b的速度是多少 1 2 解析由題意知b點對應(yīng)ac段的中間時刻 可知b點的速度等于ac段上的平均速度 答案