第一章匀变速直线运动的研究人教版物理(高中)第三节匀变速直线运动的位移与时间的关系(高一上)
1课堂导入物体做匀速直线运动时,位移与时间有什么样的关系?如果知道速度和时间,你有几种方法求它的位移?
一、匀速直线运动的位移x=vtvt结论:匀速直线运动的位移就是v–t图线与t轴所夹的矩形“面积”。公式法图象法
v/m·s-1t/s2641083456021甲-2-4x面积也有正负,面积为正,表示位移的方向为正方向,面积为负值,表示位移的方向为负方向.乙X甲X乙
匀变速直线运动的位移与它的v-t图象是否也有类似的关系?请阅读教材37页思考与讨论并从中体会这种计算方法:二.匀变速直线运动的位移与时间的关系
科学思想方法:先把过程无限分割,以“不变”近似代替“变”,然后再进行累加的思想。教材中的思考与讨论体现了什么科学思想?此科学思想方法能否应用到匀变速直线运动的v-t图象上?
v/m/s020405101530t/s5010v/m/s020405101530t/s5010将上述思想用于:v-t图象中探究匀变速直线运动的位移分割
v/m/s020405101530t/s5010匀变速直线运动的位移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示结论从v-t图象中探究匀变速直线运动的位移
梯形的面积就代表做匀变速直线运动物体在0(此时速度为v0)到t(此时速度为v)这段时间的位移。结论:
由图可知:梯形OABC的面积S=(OC+AB)×OA/2代入各物理量得:又v=v0+at结论的推导:
at12—2tv0△vv0tv0ttv0tv0△vv0ttv0v0tat12—2
归纳总结1.位移公式:2.对位移公式的理解:⑴反映了位移随时间的变化规律。⑵因为υ0、α、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。(一般以υ0的方向为正方向)若物体做匀加速运动,a取正值,若物体做匀减速运动,则a取负值.
(3)若v0=0,则(4)特别提醒:t是指物体运动的实际时间,要将位移与发生这段位移的时间对应起来.(5)代入数据时,各物理量的单位要统一.(用国际单位制中的主单位)位移与时间的关系也可以用图象来表示,这种图象叫位移—时间图象,即x-t图象。你能画出匀变速直线运动的x-t图象吗?试试看。
因为位移公式是关于t的一元二次函数,故x—t图象是一条抛物线(一部分)。不是物体运动的轨迹.交流与讨论如果一位同学问:“我们研究的是直线运动,为什么画出来的x-t图象不是直线?”你应该怎样向他解释?
【例1】:一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了12s,驶过了180m。汽车开始加速时的速度是多少?解:以汽车运动的初速v0为正方向由得:先用字母代表物理量进行运算
解:以汽车初速方向为正方向所以由知车的位移【例2】在平直公路上,一汽车的速度为15m/s。从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2m/s2的加速度运动,问刹车后10s末车离开始刹车点多远?说明刹车后7.5s汽车停止运动。知车的位移正确解:设车实际运动时间为t0,以汽车初速方向为正方向。由得运动时间所以由刹车问题!
课堂小结1.位移公式:2.对位移公式的理解:⑴反映了位移随时间的变化规律。⑵因为υ0、α、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。(一般以υ0的方向为正方向)若物体做匀加速运动,a取正值,若物体做匀减速运动,则a取负值.