2018版高中物理 第3章 勻變速直線運動的研究 第1節(jié) 勻變速直線運動的規(guī)律課件 魯科版必修1.ppt

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1、第3章勻變速直線運動的研究,第1節(jié)勻變速直線運動的規(guī)律,教師備課參考,|核心素養(yǎng)養(yǎng)成目標|,物理觀念 1.認識勻變速直線運動的特點. 2.知道勻變速直線運動的規(guī)律,并能應(yīng)用解決實際問題. 3.認識勻變速直線運動的v-t圖象,掌握其物理意義并會應(yīng)用. 科學思維與科學探究 1.通過實驗探究勻變速直線運動的規(guī)律,體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的作用,進一步掌握科學抽象理想化模型的方法,讓學生將生活實際與物理概念相聯(lián)系. 2.讓學生體會用公式法和圖象法研究勻變速直線運動. 科學態(tài)度與責任 通過勻變速直線運動的研究,體會物理規(guī)律與生活的聯(lián)系.,|教學重難點|,教學重點 勻變速直線運動的速度、位移與時間的關(guān)系及速

2、度位移公式的理解及應(yīng)用. 教學難點 勻變速直線運動v-t圖象的物理意義及其應(yīng)用.,感悟解題規(guī)律,探尋基本知識,測評學習效果,探尋基本知識樹立物理觀念,知識點一,勻變速直線運動,【情境導學】 你坐在沿直線行駛的汽車中,能看到:汽車啟動時,速度計的指針順時針方向轉(zhuǎn)動;剎車時,速度計的指針逆時針方向轉(zhuǎn)動.那么,如何根據(jù)此現(xiàn)象判斷汽車的運動是不是勻變速直線運動呢?如果汽車做的是勻減速直線運動,加速度如何變化?,答案:若速度計的指針隨時間均勻變化,則汽車做的是勻變速直線運動;若速度計的指針隨時間變化不均勻,則汽車做的不是勻變速直線運動;加速度不變.,【知識梳理】 1.定義:物體 保持不變的直線運動. 2

3、.特點:加速度恒定. 3.分類 (1)勻加速直線運動:加速度與速度 的直線運動. (2)勻減速直線運動:加速度與速度 的直線運動. 【思考判斷】 1.勻變速直線運動的加速度不變.( ) 2.速度逐漸增大的直線運動是勻加速直線運動.( ) 3.勻變速直線運動的速度一定是均勻增大的.( ),加速度,同向,反向,知識點二,勻變速直線運動的速度變化規(guī)律,【情境導學】 一個做直線運動的物體的v-t圖象如圖所示. (1)物體運動的速度變化有什么特點? (2)物體運動的加速度有什么特點? (3)表示物體在做什么樣的運動? (4)在t1時刻物體的加速度為零嗎?,答案:(1)速度變化均勻. (2)加速度恒定不變

4、. (3)勻變速直線運動. (4)加速度不為零.,【知識梳理】 1.速度公式 vt= . 當初速度為零時,公式為vt= . 2.圖象描述(v-t圖象) 勻變速直線運動的v-t圖象是一條直線,而且直線的 就是勻變速直線運動的加速度,直線與時間軸圍成的梯形的面積在數(shù)值上等于勻變速直線運動的 ,如圖所示.,v0+at,斜率,at,位移,【思考判斷】 1.速度公式v=v0+at既適用于勻加速直線運動,也適用于勻減速直線運動.( ) 2.加速度為負時,末速度一定小于初速度.( ) 3.加速度越大,物體的末速度一定越大.( ),知識點三,勻變速直線運動的位移變化規(guī)律,【情境導學】 一列火車以2 m/s的初

5、速度、0.5 m/s2的加速度做勻加速直線運動,問: (1)火車在第5 s內(nèi)的位移是多少? (2)火車在第2個4 s內(nèi)的位移是多少?,答案:(1)火車在第4 s末的速度為v4=v0+at1=4 m/s 火車在第5 s末的速度為v5=v0+at2=4.5 m/s 所以火車在第5 s內(nèi)的位移是s2= t3=4.25 m.,(2)火車在第8 s末的速度為v8=v0+at4=6 m/s 火車在第2個4 s內(nèi)的位移是s3= t5=20 m.,【知識梳理】 1.公式表示 (1)位移公式:s= .,(3)速度位移公式: .,2.圖象描述(s-t圖象) 對于勻變速直線運動,位移是時間的二次函數(shù),其圖象是一條二

6、次函數(shù)的曲線(如圖所示).,【思考判斷】 1.位移公式s=v0t+ at2僅適用于勻加速直線運動.( ) 2.勻變速直線運動的加速度越大,相同時間內(nèi)位移越大.( ) 3.直線運動的s-t圖象一定是直線.( ),要點一,感悟解題規(guī)律培養(yǎng)科學思維,勻變速直線運動的速度及位移變化規(guī)律的應(yīng)用,1.速度公式 公式vt=v0+at是矢量式,一般規(guī)定v0方向為正方向,其他量如果和v0方向相同則取正,和v0方向相反則取負. 2.位移公式 公式s=v0t+ at2應(yīng)用時注意的問題:因為v0,a,s均為矢量,使用公式時應(yīng)先規(guī)定正方向,一般以v0的方向為正方向. 若a與v0同向,則a取正值; 若a與v0反向,則a取

7、負值. 若位移計算結(jié)果為正值,說明這段時間內(nèi)位移的方向為正; 若位移計算結(jié)果為負值,說明這段時間內(nèi)位移的方向為負.,【典例1】 (2016遼寧鐵嶺高一檢測)一輛卡車初速度為v0=10 m/s,以a= 2 m/s2的加速度行駛,求: (1)卡車在3 s末的速度大小v; (2)卡車在6 s內(nèi)的位移; (3)卡車在第6 s內(nèi)的位移s.,思路探究“第6 s”是多長時間?“第6 s內(nèi)”的位移是6 s內(nèi)的總位移嗎? 答案:“第6 s內(nèi)”是指1 s的時間,其位移為第六個1 s內(nèi)的位移,不是6 s內(nèi)的總位移.,解析:(1)卡車在3 s末的速度為v3=v0+at3=(10+23)m/s=16 m/s.,規(guī)律方法

8、 利用勻變速直線運動公式求解問題的技巧 (1)正確判斷物體的運動性質(zhì) 抓住一段運動過程,尋找s,v0,vt,a,t五個物理量中的已知量、相關(guān)量與待求量. (2)解題的基本步驟,答案:(1)16 m/s(2)96 m(3)21 m,(教師備用) 例1-1:以15 m/s速度行駛的列車開始加速下坡,在坡路上的加速度等于0.2 m/s2,經(jīng)過10 s到達坡底,求坡路的長度和列車到達坡底時的速度.,解析:坡的長度 s=v0t+ at2=(1510+ 0.2102)m=160 m. 到達坡底的速度 vt=v0+at=(15+0.210)m/s=17 m/s. 答案:160 m17 m/s,針對訓練1-1

9、 (2017江西省新余市高一段考)一物體從靜止開始做勻加速直線運動,加速度大小為a,當速度為v時,物體開始做減速運動,加速度大小為0.5a; (1)物體從開始運動到最后停下來的總時間是多少?,(2)物體從開始運動到最后停下來發(fā)生的總位移是多少? (3)物體從開始運動到停下來的平均速度多大?,要點二,速度位移公式的理解及應(yīng)用,3.公式的矢量性 公式中v0,vt,a,s都是矢量,應(yīng)用時必須選取統(tǒng)一的正方向,一般選v0方向為正方向. (1)物體做加速運動時,a取正值,做減速運動時,a取負值. (2)s0,說明物體通過的位移方向與初速度方向相同;s0,說明位移的方向與初速度的方向相反.,4.兩種特殊形

10、式,【典例2】 (2017內(nèi)蒙古巴彥淖爾市高一檢測)列車關(guān)閉發(fā)動機進站,做勻減速直線運動,當滑行300 m時,速度減為一半,又滑行20 s停下.求: (1)關(guān)閉發(fā)動機時列車的速度. (2)列車滑行的總位移.,答案:(1)20 m/s(2)400 m,規(guī)律方法 公式 - =2as的應(yīng)用 (1)當物體做勻變速直線運動時,如果不涉及時間一般用速度位移公式較方便. (2)剎車問題由于末速度為零,應(yīng)用此公式往往較方便.,(教師備用) 例2-1:一貨車嚴重超載后的總質(zhì)量為49 t,以54 km/h的速率勻速行駛.發(fā)現(xiàn)紅燈時司機剎車,貨車立即做勻減速直線運動,加速度的大小為2.5 m/s2 (不超載時則為5

11、 m/s2). (1)若前方無阻擋,問從剎車到停下來此貨車在超載及不超載時分別前進 多遠?,解析:(1)設(shè)貨車剎車距離為s,根據(jù)勻變速直線運動的速度與位移的關(guān)系式得s= 代入數(shù)據(jù),得超載時s1=45 m 不超載時s2=22.5 m.,答案:(1)45 m22.5 m,(2)若超載貨車剎車時正前方25 m處停著總質(zhì)量為1 t的轎車,兩車將發(fā)生碰撞,求相撞時貨車的速度大小.,答案:(2)10 m/s,針對訓練2-1(2017漯河高中高一月考)某航母跑道長160 m,飛機發(fā)動機產(chǎn)生的最大加速度為5 m/s2,起飛需要的最低速度為50 m/s,飛機在航母跑道上起飛的過程可以簡化為勻加速直線運動.若航母

12、沿飛機起飛方向以某一速度勻速航行,為使飛機安全起飛,航母勻速運動的最小速度為( ) A.10 m/sB.15 m/s C.20 m/sD.30 m/s,A,解析:設(shè)航母勻速運動的最小速度為v1,飛機起飛速度為v2,對于航母則有s1=v1t,對于飛機則有v2=v1+at,飛機起飛時的位移為 - =2as2,兩者相對位移等于航母的跑道長,故有s2-s1=160 m,聯(lián)立解得v1=10 m/s,故A正確.,要點三,v-t圖象的理解及應(yīng)用,1.截距:圖線與縱軸的截距表示物體在起始時刻的速度,圖線與橫軸的截距表示物體的速度為零的時刻. 2.交點:兩條圖線的交點表示兩物體的速度相同. 3.斜率:圖線的斜率

13、表示加速度.斜率的正負表示加速度的方向,若斜率為正,則加速度與正方向相同;若斜率為負,則加速度與正方向相反. 4.面積:圖線與時間軸所圍圖形的面積表示物體位移的大小. 5.拐點:圖線的拐點(折點)表示加速度的方向改變,速度可能出現(xiàn)極值.,【典例3】(多選)如圖所示是某質(zhì)點運動的速度圖象,由圖象得到的正確結(jié)論是( ) A.01 s內(nèi)的平均速度是1 m/s B.02 s內(nèi)的位移大小是3 m C.01 s內(nèi)的加速度小于24 s內(nèi)的加速度 D.01 s內(nèi)的運動方向與 24 s內(nèi)的運動方向相同,ABD,運動過程圖示 質(zhì)點運動示意圖,規(guī)律方法 v-t圖象中運動方向的判斷 速度方向是否發(fā)生變化,要看圖線是否

14、處在t軸的兩側(cè),v-t圖線在同一側(cè)時,速度方向不發(fā)生變化.,(教師備用) 例3-1:(2017河北省定州中學高一周練)甲、乙兩車同時從同一地點沿同一方向做直線運動,其v-t圖象如圖所示,則( ) A.甲、乙兩車的初速度均為零 B.甲車的加速度大于乙車的加速度 C.甲車的速度始終小于乙車的速度 D.甲車的位移始終小于乙車的位移,解析:由圖可知,乙的初速度不為零,故A錯誤;甲車的圖象的斜率一直大于乙的斜率,故甲車的加速度大于乙車的加速度,故B正確;交點表示兩車的速度相同,在此點之前甲的速度小于乙車,此點之后,甲的速度大于乙車,故C錯誤;圖象與時間軸圍成的面積表示物體的位移,由此可知,甲的位移先小于

15、乙車,然后甲會追上乙車并超過,故D錯誤.,B,針對訓練3-1 (2017泉州高一檢測)一個物體的速度-時間圖象如圖所示,則( ) A.物體在3 s內(nèi)速度的最大值為4 m/s B.物體的速度方向在2 s末時改變 C.物體3 s內(nèi)的位移為8 m D.物體3 s內(nèi)的位移為12 m,解析:在v-t圖中縱坐標代表物體的速度,由題圖可知在t=2 s時物體的速度最大為4 m/s,所以物體在3 s內(nèi)速度的最大值為4 m/s,故選項A正確;由題圖看出,03 s時間內(nèi)物體的速度一直為正,說明速度一直沿正方向運動,速度方向沒有改變,故選項B錯誤;根據(jù)圖線與時間軸圍成的面積表示位移,可得物體在3 s內(nèi)的位移大小為s=

16、 43 m=6 m,故選項C,D錯誤.,A,測評學習效果演練當堂技法,1.(2017吉林省長春外國語學校高一測試)(多選)關(guān)于勻變速直線運動的說法,正確的是( ) A.某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間內(nèi)的初速度和末速度之和的一半 B.在任意相等的時間內(nèi)位移的變化相等 C.在任意相等的時間內(nèi)速度的變化相等 D.一段時間內(nèi)的平均速度,等于這段時間中點的瞬時速度,ACD,解析:在勻變速直線運動中,任意相等時間內(nèi)的速度變化量相等,C對;勻變速直線運動中,平均速度等于中間時刻的瞬時速度、等于初速度與末速度的和的一半,故A,D對;勻變速直線運動中,加速運動中,任意相等時間內(nèi)的位移變化量逐漸增加,減速運動中

17、,任意相等的時間內(nèi)的位移的變化量逐漸減小,故B錯.,C,3.(2017濟南五校高一聯(lián)考)(多選) 一架戰(zhàn)斗機完成任務(wù)后以30 m/s的速度著陸后做加速度大小為5 m/s2的勻減速直線運動,下列判斷正確的是( ) A.4 s末戰(zhàn)斗機速度為10 m/s B.4 s末戰(zhàn)斗機速度為50 m/s C.8 s末戰(zhàn)斗機位移為80 m D.8 s末戰(zhàn)斗機位移為90 m,AD,4.(2017鄭州高一期末)汽車以20 m/s的速度在平直公路上行駛,急剎車時的加速度大小為5 m/s2,從駕駛員急剎車開始,最初2 s與最后2 s內(nèi)汽車的位移之比為( ) A.23B.13 C.32D.31,D,5.(2017廣西陸川高一月考)正以v=30 m/s的速度運行著的列車,接到前方小站的請求,在該站?？? min接一個人上車,司機決定以加速度大小為a1= 0.6 m/s2做勻減速運動到小站,停車1 min后以a2=1 m/s2勻加速啟動,恢復到原來的速度后再勻速行駛,試問:由于臨時停車,共耽誤了多長時間?,答案:100 s,謝謝觀賞！,