高中物理人教版 (新課標)必修13 勻變速直線運動的位移與時間的關系優(yōu)質(zhì)課ppt課件

這是一份高中物理人教版 (新課標)必修13 勻變速直線運動的位移與時間的關系優(yōu)質(zhì)課ppt課件，共23頁。PPT課件主要包含了xvt，圖象法，公式法，猜想能，回顧探究過程，微元法，剎車問題，-4t+02t2等內(nèi)容，歡迎下載使用。
先看教材P40的第一部分“問題？”有關勻速直線運動內(nèi)容
位移與時間到底存在什么樣的關系呢？
一、勻速直線運動的位移
結論：勻速直線運動的v – t 圖象與t軸所圍的矩形“面積”就等于“位移”。
2、速度時間圖象 （v-t圖象）
面積也有正負,面積為正,表示位移的方向為正方向;
面積為負值,表示位移的方向為負方向.
當速度為正值和為負值時,位移有什么不同？
勻變速直線運動的位移是否也有類似的關系,是否也可以用v－t圖象與t軸所圍的“面積”表示呢？
例：已知一物體以2m/s的初速度開始做勻加速直線運動，加速度為2m/s2，畫出物體運動的v-t圖象并估算物體在4s內(nèi)的位移？
1、畫速度時間圖象（v-t圖象）
1、理論探究 勻變速直線運動v-t圖象及其含義
二、勻變速直線運動的位移
將“勻變速”轉化為“勻速”
科學思想方法：先把過程無限分割（微分）,逐漸逼近，以“不變”近似代替“變”；然后再進行累加（積分），逐漸吻合的思想 。
以后會學習利用F-x圖像求變力的功，利用F-t圖像求變力的沖量。
結論：勻變速直線運動v-t圖象與時間軸所圍的“梯形面積”等于“位移”
將勻變速直線運動分割成時間相等的很多很多段，每一小段視為勻速直線運動
將每一小段勻速運動位移累加求和=總位移
梯形被分成很多很多個小矩形
將每一個小矩形的面積累加求和=梯形面積
“梯形面積”= “位移”
★推廣：任意直線運動v-t圖象與時間軸所圍的“面積”等于“位移”
劉徽-----世界上最早運用無限分割的思想解決問題的古代科學家。 早在公元263年，魏晉時的數(shù)學家劉徽著有了《九章算術》。他首創(chuàng)了“割圓術”——圓內(nèi)正多邊形的邊數(shù)越多，其周長和面積就越接近圓的周長和面積。用這種方法得到的圓周率等于3.141024。這種無限分割的思想方法在物理學研究中有著廣泛的應用。
由圖可知：梯形OABC的面積
S=（OC+AB）×OA/2
2、推導勻變速直線運動的位移公式
勻變速直線運動位移與時間的關系式（簡稱位移公式）
(1)反映了勻變速直線運動的位移與時間是二次函數(shù)關系，x-t圖象是一元二次函數(shù)曲線(拋物線)。
(3)是矢量式，使用公式時應先規(guī)定正方向。（一般取υ0的方向為正方向）若物體做勻加速運動,a取正值；若物體做勻減速運動,則a取負值。
(2)公式適用于勻變速（包括勻加速或勻減速）直線運動。
(4) 若位移的計算結果為正值，說明位移方向與規(guī)定的正方向相同；若位移的計算結果為負值，說明位移方向與規(guī)定的正方向相反.
(5)公式中4個物理量（不涉及末速度），知任三求剩一；代入數(shù)據(jù)時,各物理量的單位要統(tǒng)一 (一般用國際制單位) 。
①當v0＝0時，x＝ ，即由靜止開始的勻加速直線運動，位移x與t2成正比.②當a＝0時，x＝v0t，即勻速直線運動的位移公式.
★注意:逆向思維法：末速度為0的勻減速直線運動可視為反方向的初速度為0的勻加速直線運動。
1.判斷下列說法的正誤.(1)位移公式x＝v0t＋ at2僅適用于勻加速直線運動.(　　)(2)初速度越大，時間越長，做勻變速直線運動的物體的位移一定越大.(　　)(3)在v－t圖象中，圖線與時間軸所包圍的“面積”與物體的位移大小相等.(　　)(4)在x－t圖象中，初速度為零的勻變速直線運動是一條傾斜直線.(　　)
【分析】我們研究的是汽車從開始加速到駛過180m,歷時12s這個過程。我們以開始加速位置為原點，沿汽車前進方向建立坐標軸,即x=180m,t=12s;由于汽車加速行駛，加速度的方向與速度方向一致，故a=1m/s2,加速度不變，汽車做勻加速直線運動，可用勻變速直線運動的規(guī)律，待求量是這個過程的初速度v0。
【例1】一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12s，駛過了180m。汽車開始加速時的速度是多少？
解：以汽車運動的初速度v0的方向為正方向，則： a= 1m/s2，x=180m，t=12s
先用字母代表物理量進行運算
【思考】1、我們研究的是哪個過程？2、汽車做什么運動？3、哪些量已知，要求什么量？作出運動過程示意圖。
汽車開始加速時的速度是9m/s。
【例2】在平直公路上，一汽車的速度為15m/s。從某時刻開始剎車，在阻力作用下，汽車以2m/s2的加速度運動，問剎車后10s末車離開始剎車點多遠？
說明剎車后7 .5s汽車停止運動。
解：設車實際運動時間為t0，去汽車初速方向為正方向，則：v0= 15m/s，a=- 2m/s2
【例3】一質(zhì)點沿一直線運動，t=0時，位于坐標原點，下圖為質(zhì)點做直線運動的速度－時間圖像。由圖可知：⑴該質(zhì)點的位移隨時間變化的關系式是：x=__________。⑵在時刻 t=______s時，質(zhì)點距坐標原點最遠。⑶從t=0到t=20s內(nèi)質(zhì)點的位移是______；通過的路程是_______。
【例4】汽車以72km/h勻速行駛，遇到緊急情況剎車，加速度大小為4m/s2，求：（1）剎車后4S內(nèi)位移大?。?）剎車后6S內(nèi)位移大?。?）剎車后第4S內(nèi)位移大?。?）剎車后第6S內(nèi)位移大小
例5. 一滑雪運動員從85 m長的山坡上勻加速滑下，初速度是1.8 m/s，末速度是5.0 m/s。求：(1)滑雪運動員通過這段斜坡需要多長時間？ (2)滑雪運動員通過斜坡中間時刻的瞬時速度是多少？
(2)法一　速度公式法
答案　(1)25 s　(2)3.4 m/s