《勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系》勻變速直線運動的研究PPT
第一部分內(nèi)容：課標(biāo)要求
1.知道vt圖像中圖線與t軸所圍成面積的意義，并由此推導(dǎo)出勻變速直線運動的位移公式。
2.理解勻變速直線運動的位移公式，并能進(jìn)行有關(guān)分析和計算。
3.會推導(dǎo)速度與位移的關(guān)系式，并理解關(guān)系式中各物理量的含義。
4.會用公式v2－v02＝2ax進(jìn)行有關(guān)分析和計算。
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勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系PPT，第二部分內(nèi)容：自學(xué)新教材
一、勻變速直線運動的位移
1．填一填
(1)位移在vt圖像中的表示：直線運動的位移對應(yīng)著vt圖像中圖線和時間軸包圍的____ 。如圖所示的勻變速直線運動，在0～t1時間內(nèi)的位移大小等于____ 的面積。
(2)位移公式：x＝____ ，式中x表示物體在時間t內(nèi)運動的____ ，v0表示____ ，如果v0＝0，則x＝____ 。
2．判一判
(1)勻速直線運動的位移與時間成正比。 ( )
(2)勻變速直線運動的位移與時間的平方一定成正比。( )
(3)初速度越大，做勻變速直線運動的物體的位移一定越大。( )
(4)勻變速直線運動的位移與初速度、加速度、時間三個因素有關(guān)。( )
3．選一選
(1)兩物體都做勻變速直線運動，在相同的時間間隔t內(nèi) ( )
A．加速度大的，其位移一定大
B．初速度大的，其位移一定大
C．末速度大的，其位移一定大
D．平均速度大的，其位移一定大
(2)[多選]一物體運動的位移與時間的關(guān)系為x＝(6t＋4t2)m，則( )
A．這個物體的初速度為6 m/s
B．這個物體的初速度為12 m/s
C．這個物體的加速度為－8 m/s2
D．這個物體的加速度為8 m/s2
二、速度與位移的關(guān)系
1．填一填
(1)公式推導(dǎo)：由勻變速直線運動的速度公式v＝____ 、位移公式x＝____消去時間t可得。
(2)速度與位移的關(guān)系式：____。
2．判一判
(1)公式v2－v02＝2ax適用于所有的直線運動。 ( )
(2)解題過程中通常取初速度的方向為正方向，對勻減速直線運動，公式v2－v02＝2ax中的a必須取負(fù)值。 ( )
(3)由公式v2－v02＝2ax知，位移越大，物體的末速度一定越大。( )
(4)確定公式v2－v02＝2ax中的四個物理量的數(shù)值時，選取的參考系應(yīng)該是統(tǒng)一的。 ( )
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勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系PPT，第三部分內(nèi)容：提升新知能
突破點一 位移公式x＝v0t＋12at2的理解及應(yīng)用
1．適用條件：勻變速直線運動。
2．矢量性：公式x＝v0t＋12at2為矢量式，其中的x、v0、a都是矢量，應(yīng)用時必須選取統(tǒng)一的正方向，一般選初速度v0的方向為正方向。
(1)勻加速直線運動，a取正值；勻減速直線運動，a取負(fù)值。
(2)x＞0，表示位移的方向與規(guī)定的正方向相同；x＜0，表示位移的方向與規(guī)定的正方向相反。
3．兩種特殊形式
(1)當(dāng)a＝0時，x＝v0t(表示勻速直線運動)。
(2)當(dāng)v0＝0時，x＝12at2(表示初速度為零的勻加速直線運動)。
[典例1] 一質(zhì)點做勻加速直線運動，第3 s內(nèi)的位移為12 m，第5 s內(nèi)的位移為20 m，則該質(zhì)點運動過程中 ( )
A．初速度大小為零
B．加速度大小為4 m/s2
C．5 s內(nèi)的位移為50 m
D．第4 s內(nèi)的平均速度為8 m/s
[規(guī)律方法]
應(yīng)用位移公式x＝v0t＋12at2的解題步驟
(1)規(guī)定一個正方向(一般以初速度的方向為正方向)。
(2)根據(jù)規(guī)定的正方向確定已知量的正、負(fù)，并用帶有正、負(fù)的數(shù)值表示。
(3)根據(jù)位移—時間關(guān)系式或其變形式列式、求解。
(4)根據(jù)計算結(jié)果說明所求量的大小、方向。
[對點練清]
1．[多選]物體做初速度為零的勻加速直線運動，前2 s內(nèi)的位移是8 m，則 ( )
A．物體的加速度是2 m/s2
B．物體的加速度是4 m/s2
C．物體前4 s內(nèi)的位移是32 m
D．物體前4 s內(nèi)的位移是16 m
2．汽車以20 m/s的速度做勻速直線運動，剎車后的加速度大小為5 m/s2，那么開始剎車后2 s與開始剎車后6 s汽車的位移之比為 ( )
A．1∶4 B．3∶4
C．3∶5 D．5∶9
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勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系PPT，第四部分內(nèi)容：訓(xùn)練新素養(yǎng)
一、STSE類問題，體現(xiàn)活學(xué)活用
(1)頻閃照相技術(shù)不僅用于科學(xué)研究，還廣泛用于人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。例如，當(dāng)頻閃照相技術(shù)應(yīng)用于體育、藝術(shù)等領(lǐng)域時，不但能記錄運動員或舞者有研究價值的運動細(xì)節(jié)，而且能讓人們欣賞到獨特的整體韻律與動感(如圖)。請你查找資料，與同學(xué)分享收集到的頻閃照片。
(2)如圖是前進(jìn)中的摩托車三種運動狀態(tài)下的頻閃照片。請由此判斷照片中摩托車的三種運動分別屬于什么運動。與同學(xué)討論交流，說說判斷結(jié)果與理由。
[提示](1)頻閃照相就是借助于頻閃光源的連續(xù)閃光，在一張底片上記錄動體的連續(xù)運動過程。因頻閃光源的閃光頻率是一定的，所以底片上相鄰兩個圖像間的時間間隔是一定的。
(2)第一張頻閃照片中，相鄰摩托車間的距離逐漸增大，說明摩托車在相等的時間內(nèi)運動的位移越來越大，速度越來越大，做加速運動。
第二張頻閃照片中，相鄰摩托車間的距離相等，說明摩托車在相等的時間內(nèi)運動相等的位移，摩托車做勻速運動。
第三張頻閃照片中，相鄰摩托車間的距離逐漸減小，說明摩托車在相等的時間內(nèi)運動的位移越來越小，速度越來越小，做減速運動。
二、典題好題發(fā)掘，練典題做一當(dāng)十
[選自魯科版教材P42例題]
汽車從開始制動到停止所行駛的距離，是衡量汽車制動性能的參數(shù)之一。某型號的汽車以100 km/h的速度在柏油路面上行駛，急剎車后做勻減速直線運動。若勻減速時的加速度大小為5 m/s2，開始制動后2 s內(nèi)汽車行駛的距離是多少？從開始制動到完全停止，汽車行駛的距離是多少？
[分析] 汽車剎車后做勻減速直線運動，運動過程如圖所示。在第一問中，已知初速度、加速度和時間的信息求位移，可用位移—時間關(guān)系式；在第二問中，通過初速度、加速度和末速度的信息求位移，可用位移—速度關(guān)系式。
[討論] 一般以速度100 km/h行駛的汽車，從開始制動到完全停止的距離為幾十米。本題的計算結(jié)果在合理范圍內(nèi)。
由于汽車從剎車到停止仍需行駛一段距離，同向行駛的汽車之間需保持一定的安全距離。你認(rèn)為以100 km/h行駛的汽車需與前車保持多大的安全距離？把你的看法與查閱的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。此外，在其他條件不變的情況下，汽車從開始制動到完全停止所行駛的距離與剎車時速度的平方成正比。你能證明嗎？當(dāng)汽車行駛速度增大時，該距離將顯著增大。因此，汽車超速行駛極易引發(fā)交通事故。
[策略提煉]
關(guān)于勻變速直線運動的問題，通常涉及v0、vt、a、t和s這五個物理量，以及vt、st和sv關(guān)系式。在選用關(guān)系式時，首先看問題情境中有哪些已知量與未知量，再看這些量出現(xiàn)在哪個關(guān)系式中，最后確定所用的關(guān)系式。這是解決該類問題比較便捷的方法。
運用公式時，要注意速度、加速度與位移的方向，由此確定代入數(shù)據(jù)的正負(fù)號。
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