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

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、位移與時間的關系及速度位移公式的理解及應用. 教學難點 勻變速直線運動v-t圖象的物理意義及其應用.,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動;剎車時,速度計的指針逆時針方向轉動.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.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. (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內的位移是多少? (2)火車在第2個4 s內的位移是多少?,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應用時注意的問題:因為v0,a,s均為矢量,使用公式時應先規(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取負值. 若位移計算結果為正值,說明這段時間內位移的方向為正; 若位移計算結果為負值,說明這段時間內位移的方向為負.,【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內的位移; (3)卡車在第6 s內的位移s.,思路探究“第6 s”是多長時間?“第6 s內”的位移是6 s內的總位移嗎? 答案:“第6 s內”是指1 s的時間,其位移為第六個1 s內的位移,不是6 s內的總位移.,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 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 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 (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用,3.公式的矢量性 公式中v0,vt,a,s都是矢量,應用時必須選取統(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;s<0,說明位移的方向與初速度的方向相反.,4.兩種特殊形式,【典例2】 (2017內蒙古巴彥淖爾市高一檢測)列車關閉發(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 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)如圖所示是某質點運動的速度圖象,由圖象得到的正確結論是( ) A.01 s內的平均速度是1 m/s B.02 s內的位移大小是3 m C.01 s內的加速度小于24 s內的加速度 D.01 s內的運動方向與 24 s內的運動方向相同,ABD,運動過程圖示 質點運動示意圖,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,要看圖線是否處在t軸的兩側,v-t圖線在同一側時,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內的位移為8 m D.物體3 s內的位移為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內的位移大小為s= 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)關于勻變速直線運動的說法,正確的是( ) A.某段時間內的平均速度等于這段時間內的初速度和末速度之和的一半 B.在任意相等的時間內位移的變化相等 C.在任意相等的時間內速度的變化相等 D.一段時間內的平均速度,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,任意相等時間內的位移變化量逐漸增加,減速運動中,任意相等的時間內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！,