物理必修第一冊3 勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系備課ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

2．如圖所示，是“殲-15”戰(zhàn)機(jī)在“山東艦”上起飛的畫面，若已知“殲-15”戰(zhàn)機(jī)的加速度為a，起飛時的速度為v.　　　　 (1)如果“山東艦”靜止在海上，應(yīng)該如何來確定飛機(jī)跑道的最小長度？(2)如果航空母艦使用彈射系統(tǒng)使戰(zhàn)斗機(jī)具有初速度v0，求飛機(jī)跑道的最小長度．
1　由v-t圖像求位移如圖所示，0～t1時間內(nèi)的位移x1取正值，t1～t2時間內(nèi)的位移x2取負(fù)值，則0～t2時間內(nèi)的總位移為x1與x2的代數(shù)和x1＋x2，總路程為|x1|＋|x2|.
2　由v－t圖像比較兩位移的大小在v-t圖像中，圖線與時間軸所圍的“面積”表示物體在時間t內(nèi)的位移．已知甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛．在0～t1的時間內(nèi)，它們的v-t圖像如下圖所示．在這段時間內(nèi)甲、乙的位移不相等，因?yàn)関-t圖像中圖線與時間軸所圍的面積表示位移，在0～t1時間內(nèi)，甲的位移明顯大于乙的位移．
提示：(1)汽車加速時加速度的方向與運(yùn)動方向相同，減速時加速度方向與運(yùn)動方向相反，因此兩過程中加速度方向不同．(2)根據(jù)位移公式求位移時，如果取初速度方向?yàn)檎较?，加速時，加速度取正值，減速時，加速度取負(fù)值．
【典例】例 1 一輛汽車在平直公路上做勻變速直線運(yùn)動，公路邊每隔15 m有一棵樹，如圖所示，汽車通過A、B兩相鄰的樹用了3 s，通過B、C兩相鄰的樹用了2 s，則汽車通過樹B時的速度為(　　)A．3 m/s B．3.5 m/sC．6.5 m/s D．8.5 m/s
例 2 在水平面上有一靜止的物體，現(xiàn)以加速度a1運(yùn)動一段時間(第一階段)后，加速度方向改為反方向，第二階段運(yùn)動的加速度大小為a2.已知以兩個不同加速度運(yùn)動的時間相等，物體恰好回到原處．求：(1)運(yùn)動物體的加速度a1與a2之比；(2)第一階段的末速度v1與第二階段的末速度v2大小之比．
教你解決問題對應(yīng)題中敘述，作出運(yùn)動草圖，如圖所示，A→B過程物體做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，位移為x1，由勻變速運(yùn)動位移公式和速度公式可以建立方程．B→C→A過程，物體先向右做勻減速直線運(yùn)動，然后向左做勻加速直線運(yùn)動．
思維方法位移—時間關(guān)系式的應(yīng)用步驟：(1)確定一個方向?yàn)檎较?一般以初速度的方向?yàn)檎较?．(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)號的數(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(jì)算結(jié)果說明所求量的大小和方向．
目標(biāo)二　v-t圖像求位移【導(dǎo)思】閱讀教材43頁“拓展學(xué)習(xí)”欄目，體會微元法的基本思想．如圖所示，某質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動，已知初速度為v0，在t時刻的速度為v，加速度為a，利用位移大小等于v-t圖線下面梯形的面積推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系．
2．v-t圖像與x-t圖像的比較
【典例】例 3 某一做直線運(yùn)動的物體的圖像如圖所示，根據(jù)圖像求：(1)物體距出發(fā)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離；(2)前4 s內(nèi)物體的位移大??；(3)前4 s內(nèi)物體通過的路程．
例 4 甲、乙兩車在平直的公路上行駛，t＝0時刻兩車處于同一位置，其速度—時間圖像如圖所示，兩圖線交點(diǎn)處坐標(biāo)及切線如圖，則(　　)A．t＝8 s末，甲、乙兩車相遇B．t＝2 s末，甲車的加速度大于乙車的加速度C．在0～2 s內(nèi)，甲車的位移小于乙車的位移D．在2～8 s內(nèi)，甲車的平均速度小于乙車的平均速度
解析：根據(jù)速度—時間圖線與坐標(biāo)軸所圍圖形的“面積”表示位移可知，在0～8 s時間內(nèi)，甲車的位移大于乙車的位移，又兩車的初始位置相同，故t＝8 s末，甲車在乙車前面，A錯誤；根據(jù)速度—時間圖線的斜率表示加速度可知，在t＝2 s時，甲車的加速度大小a1 ＝5 m/s2，乙車的加速度大小a2＝5 m/s2，甲、乙兩車加速度大小相等，B錯誤；根據(jù)速度—時間圖線與坐標(biāo)軸所圍圖形的“面積”表示位移可知，在0～2 s時間內(nèi)，甲車的位移小于乙車的位移，C正確；在2～8 s時間內(nèi)，甲車的位移大于乙車的位移，根據(jù)平均速度公式可知，甲車的平均速度大于乙車的平均速度，D錯誤．
【歸納】1．公式的適用條件公式表述的是勻變速直線運(yùn)動的速度與位移的關(guān)系，適用于勻變速直線運(yùn)動．2．公式的矢量性公式中v0、v、a、x都是矢量，應(yīng)用時必須選取統(tǒng)一的正方向，一般選v0方向?yàn)檎较颍?1)物體做加速運(yùn)動時，a取正值，做減速運(yùn)動時，a取負(fù)值．(2)x＞0，說明物體通過的位移方向與初速度方向相同；x＜0，說明位移的方向與初速度的方向相反．
遷移拓展　在【例5】描述的情景中，若航空母艦上沒有彈射裝置，且艦載機(jī)在滑行前具有和艦相同的初速度v0，其他條件不變，要使艦載機(jī)能從艦上起飛，v0的最小值為多少？
思維方法利用速度位移關(guān)系式解題(1)選擇勻變速直線運(yùn)動的物體為研究對象，依據(jù)題意明確研究過程．(2)分析研究對象的初末速度、加速度和位移，知道其中三個物理量，可計(jì)算第四個物理量．(3)選擇正方向，判定各物理量的正負(fù)，代入公式計(jì)算．
1.質(zhì)點(diǎn)從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，第3 s內(nèi)的位移是5 m，則第1 s末的速度為(　　)A．2 m/s B．0.5 m/sC．1 m/s D．2.5 m/s
4．[2023·江蘇連云港高一上期中](多選)如圖甲為某高速公路出口的ETC通道示意圖，一汽車駛?cè)胪ǖ?，到達(dá)O點(diǎn)的速度v0＝20 m/s，此時開始減速，到達(dá)M點(diǎn)時速度減至v＝4 m/s，并以4 m/s的速度勻速通過MN區(qū)，汽車從O運(yùn)動到N共用時10 s，v-t圖像如圖乙所示，下列說法正確的是(　　)A．汽車做勻減速運(yùn)動的加速度大小為4 m/s2B．O、M間的距離為48 mC．O、M間中點(diǎn)的速度大小為12 m/sD．汽車在ON段的平均速度大小為7.2 m/s
5．有四個物體A、B、C、D，物體A、B運(yùn)動的x-t圖像如圖甲所示；物體C、D從同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動的v-t圖像如圖乙所示．根據(jù)圖像作出的以下判斷中正確的是(　　)A．物體A和B均做勻變速直線運(yùn)動B．在0～3 s的時間內(nèi)，物體A、B的間距逐漸減小C．t＝3 s時，物體C、D的位移相同D．在0～3 s的時間內(nèi)，物體C與D的間距逐漸增大
解析：由題圖甲看出：物體A和B的位移—時間圖像都是傾斜的直線，斜率都不變，速度都不變，說明兩物體都做勻速直線運(yùn)動，故A錯誤；由題圖甲看出，在0～3 s的時間內(nèi)，物體A的位移始終大于B的位移，且從圖像上可以看出兩者之間的距離一直在增大，故B錯誤；由題圖乙可以看出C、D兩物體的v-t圖線在t＝3 s交于一點(diǎn)，所以此時刻C、D的速度一定相同，根據(jù)v-t圖線與t軸所圍面積表示位移以及物體C、D從同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動可知，t＝3 s時物體C、D的位移不相同，故C錯誤；由題圖乙看出：在0～3 s的時間內(nèi)，D的速度較大，C、D間距離增大，故D正確．