2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系
导【学习目标】1知道匀速直线运动的位移与时间的关系。2了解位移公式的推导方法,掌握位移公式x=vot+at2/2。3理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用。4理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移。
思1做匀速直线运动的物体,其位移公式为s=vt,其v-t图象为一条与t轴平行的直线。在v-t图象中某段时间内位移的大小与矩形面积相等。2匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜直线,其中图象的斜率表示物体的加速度,图象与坐标轴所围面积是物体的在某段时间内的位移3匀变速直线运动中,位移与时间的关系式为__________________.
议1.阅读教材p37第一段并观察图2—3—1所示.做匀速直线运动的物体在时间t内的位移与图线和时间轴围成的矩形面积有什么关系?对于匀变速直线运动,它的位移与它的v—t图象,是不是也有类似的关系呢?
议2.结合匀速运动位移的启示及下面图象,请推导出位移与时间的关系?3.在匀变速直线运动中平均速度会等于初末速度的平均值吗?会等于中间时刻的瞬时速度吗?4.匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间内位移之差有何关系?
在时间t内的位移:x=vt在v-t图象中矩形面积刚好表示位移。展、评
v/m·s-1264108甲-2面积为正(在时间轴上方),表示位移的方向为正方向.面积为负(在时间轴下方),表示位移的方向为负方向.乙X甲X乙正方向0t/s-4一、匀速直线运动的位移展、评
匀变速直线运动的v-t图象中的位移是否会与匀速直线运动的v-t图象中的位移有相似呢?展、评
展、评分割和逼近的方法在物理学研究中有着广泛的应用.早在公元263年,魏晋时的数学家刘徽首创了“割圆术”请同学们观察下面两个图并体会圆内正多边形的边数越多,其周长和面积就越接近圆的周长和面积.
1234结论:梯形OABC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。展、评
匀变速直线运动的位移公式由图可知:梯形OABC的面积S=(OC+AB)×OA/2代入各物理量得:又v=v0+at得:1、从v-t图象推导:展、评注意说明:无论v-t图像是怎样的图线,其图线与时间轴所围图行面积均表示这段时间的位移。
展、评二、匀变速直线运动的位移1.位移公式:2.对位移公式的理解:(1)反映了位移随时间的变化规律;(2)因为v0、a、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。(一般以v0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,则展、评(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)
匀变速直线运动在x-t图象中是一条抛物线注意:x-t图象不是物体运动的轨迹,是物体的位移与时间的关系中学学科展、评用两点的纵坐标相减(末减初)表示位移,切线的斜率表示速度位移-时间图像问题:课本第40页“思考与讨论”
展、评匀变速直线运动中平均速度根据中位线定理知:匀变速直线运动中,某段时间t内的平均速度等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,也等于该段时间的初、末速度的平均值即:第一个重要推论
OABCDEms1s2s3s4s5已知:相邻计数点间的时间间隔T=0.1s,设o点的速度为V0,根据公式计算S1和S2,并计算位移的增量Δs推论2:匀变速直线运动中,任意两个连续相等的时间内的位移之差是个定值。即:第二个重要推论展、评连续相等时间的位移之差是一个常数说明物体在做匀变速直线运动
小结:1、v-t图象中的面积表示位移2、位移和时间关系的公式:3、具体计算时要考虑到实际情况例如刹车过程。
2、位移公式:1、速度公式:v=v0+at匀变速直线运动规律:3、平均速度:4.连续相等时间的位移之差是一个常数说明物体在做匀变速直线运动
1.一辆汽车以1m/s2的加速度行驶了12s,驶过了180m。汽车开始加速时的速度是多少?检解:设汽车开始加速的速度是v0.则有代入数据得:v0=9m/s
2.一汽车以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶,从某时刻开始刹车,加速度大小为2m/s2,求汽车刹车后10s末汽车离开始刹车点的距离.解:汽车从开始刹车到停止所需时间所以汽车在7.5s内和10s内的刹车位移相等以汽车运动的初速v0为正方向由得:x=56.25m检
3、一质点以一定初速度沿竖直方向抛出,得到它的v-t图象如图所示,试求出它在前2s内的位移;前4s内的位移。v/m·s-1t/s052-54前2s内物体的位移为5m前4s内物体的位移为0注意:当图象在时间轴下方时,表示的位移为负检