1、第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究 3匀变速直线运动的位移与时间的关系匀变速直线运动的位移与时间的关系 目标体系构建目标体系构建 课前预习反馈课前预习反馈 课内互动探究课内互动探究 核心素养提升核心素养提升 素养脉络构建素养脉络构建 课堂达标检测课堂达标检测 夯基提能作业夯基提能作业 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 目标体系构建目标体系构建 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 【学习目标学习目标】 1知道匀速直线运动的位移与知道匀速直线运动的位移与vt图像中图线与坐标轴所围面积的图像中图线与坐标轴所围面积的 对应关
2、系对应关系。 2理解匀变速直线运动的位移公式的推导方法理解匀变速直线运动的位移公式的推导方法，感受利用极限思想感受利用极限思想 解决物理问题的科学思维方法解决物理问题的科学思维方法。 3理解匀变速直线运动的位移公式理解匀变速直线运动的位移公式、速度与位移的关系式速度与位移的关系式，会应用会应用 公式分析匀变速直线运动问题公式分析匀变速直线运动问题。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 【思维脉络思维脉络】 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 课前预习反馈课前预习反馈 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 1vt图
3、像图像 初速度为初速度为v0，加速度为加速度为a的匀变速直线运动的的匀变速直线运动的vt图像如图所示图像如图所示。 知识点知识点 1 匀变速直线运动的位置匀变速直线运动的位置 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 2匀变速直线运动的位移匀变速直线运动的位移 vt图像中着色部分的图像中着色部分的_表示匀变速直线运动物体的表示匀变速直线运动物体的 _。 3位移与时间的关系式位移与时间的关系式 x_。 4公式的特殊形式：公式的特殊形式： 当当v00时，时，x_(由静止开始的匀加速直线运动由静止开始的匀加速直线运动)。 梯形面积梯形面积 位移位移 v0t1 2at 2 1 2
4、at 2 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 1关系式的推导：关系式的推导： 知识点知识点 2 速度与位移的关系速度与位移的关系 2ax 2速度与位移的关系式速度与位移的关系式 v2v2 0 2ax 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 预习自测预习自测 判一判判一判 (1)只有匀变速直线运动的只有匀变速直线运动的vt图像与图像与t轴所围的面积等于物体的位移。轴所围的面积等于物体的位移。 ( ) (2)位移公式位移公式xv0t1 2at 2仅适用于匀加速直线运动。 仅适用于匀加速直线运动。( ) (3)初速度越大，时间越长，匀变速直线运动物
5、体的位移一定越大。初速度越大，时间越长，匀变速直线运动物体的位移一定越大。 ( ) (4)确定公式确定公式v2v2 0 2ax中的四个物理量时，必须选取同一参考系。中的四个物理量时，必须选取同一参考系。 ( ) (5)在公式在公式v2v 2 0 2ax中，中，x、v0、v、a都是矢量，应用时必须选取统都是矢量，应用时必须选取统 一的正方向。一的正方向。( ) 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 选一选选一选 (2019四川省广安市高一上学期检测四川省广安市高一上学期检测)飞机起飞的过程飞机起飞的过程 是由静止开始在平直跑道上做匀加速直线运动的过程是由静止开始在平直跑
6、道上做匀加速直线运动的过程。飞机在跑道上加飞机在跑道上加 速到某速度值时离地升空飞行速到某速度值时离地升空飞行。已知飞机在跑道上加速前进的距离为已知飞机在跑道上加速前进的距离为1 600 m，所用时间为所用时间为40 s，则飞机的加速度则飞机的加速度a和离地速度和离地速度v分别为分别为( ) A2 m/s/s2 2 8080 m/m/s B2 m/s/s2 2 4040 m/m/s C1 m/s/s2 2 4040 m/m/s D1 m/s/s2 2 8080 m/m/s A 解析：解析：根据根据x1 2at 2得 得a2x t2 2 m/s 2， ， 飞机离地速度为飞机离地速度为vat80
7、m/s。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 想一想想一想 在某城市的一条道路上在某城市的一条道路上，规定车辆行驶速度不得规定车辆行驶速度不得 超过超过30 km/h/h。在一次交通事故中在一次交通事故中，肇事车是一辆客肇事车是一辆客 车车，量得这辆车紧急刹车量得这辆车紧急刹车( (车轮被抱死车轮被抱死) )时留下的刹车时留下的刹车 痕迹长为痕迹长为7 7. .6 6 m(m(如图如图) )，已知该客车刹车时的加速度已知该客车刹车时的加速度 大小为大小为7 7 m/m/s2。请判断该车是否超速请判断该车是否超速。 答案：答案：该车超速该车超速 返回导航 第二章 匀变
8、速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 解析：解析：已知刹车距离已知刹车距离x7.6 m 刹车时加速度刹车时加速度a7 m/s2，客车的末速度，客车的末速度v0 由匀变速直线运动位移与速度的关系由匀变速直线运动位移与速度的关系v2v2 0 2ax 得得0v2 0 2(7)7.6 m2/s 2 106.4 m 2/s2 得得v010.3 m/s37.1 km/h30 km/h 所以该客车超速。所以该客车超速。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 课内互动探究课内互动探究 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 提示：提示：(1)都可以都可以。
9、(2)一般以初速度的方向为正方向一般以初速度的方向为正方向。 一一 匀变速直线运动位移公式的理解与应用匀变速直线运动位移公式的理解与应用 情境导入情境导入 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 1对位移公式的理解对位移公式的理解 (1)位移公式：位移公式： (2)公式的矢量性：公式中公式的矢量性：公式中x、v0、a都是矢量都是矢量，应用时必须选取统一应用时必须选取统一 的正方向的正方向(一般选一般选v0的方向为正方向的方向为正方向)。 要点提炼要点提炼 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 通常有以下几种情况：通常有以下几种情况： 运动情况运
10、动情况 取值取值 若物体做匀加速直线运动若物体做匀加速直线运动 a与与v0同向，同向，a取正值取正值(v0方向为正方向方向为正方向) 若物体做匀减速直线运动若物体做匀减速直线运动 a与与v0反向，反向，a取负值取负值(v0方向为正方向方向为正方向) 若位移的计算结果为正值若位移的计算结果为正值 说明位移的方向与规定的正方向相同说明位移的方向与规定的正方向相同 若位移的计算结果为负值若位移的计算结果为负值 说明位移的方向与规定的正方向相反说明位移的方向与规定的正方向相反 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 2应用公式应用公式xv0t1 2at 2解题步骤 解题步骤 (
11、1)确定一个方向为正方向确定一个方向为正方向(一般以初速度的方向为正方向一般以初速度的方向为正方向)。 (2)根据规定的正方向确定已知量的正、负，并用带有正、负号的数根据规定的正方向确定已知量的正、负，并用带有正、负号的数 值表示。值表示。 (3)根据位移根据位移时间关系式或其变形式列式、求解。时间关系式或其变形式列式、求解。 (4)根据计算结果说明所求量的大小、方向。根据计算结果说明所求量的大小、方向。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 3两种特殊形式两种特殊形式 (1)当当a0时，时，xv0t(匀速直线运动匀速直线运动)。 (2)当当v00时，时，x1 2at
12、 2(由静止开始的匀加速直线运动 由静止开始的匀加速直线运动)。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 特别提醒特别提醒 (1)公式公式xv0t 1 2 at2是匀变速直线运动的位移公式，而不是路程公是匀变速直线运动的位移公式，而不是路程公 式，利用该公式计算出的物理量是位移而不是路程。式，利用该公式计算出的物理量是位移而不是路程。 (2)位移与时间的平方不是正比关系，时间越长，位移不一定越大。位移与时间的平方不是正比关系，时间越长，位移不一定越大。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ (多选多选)(2019四川成都外国语学校高一四川成都外
13、国语学校高一 上学期期中上学期期中)冰壶冰壶(Curling)，又称掷冰壶又称掷冰壶、冰上溜石冰上溜石，是以队为单位在冰是以队为单位在冰 上进行的一种投掷性竞赛项目上进行的一种投掷性竞赛项目，属冬奥会比赛项目属冬奥会比赛项目，并设有冰壶世锦并设有冰壶世锦 赛赛。中国冰壶队于中国冰壶队于2003年成立年成立，中国女子冰壶队在中国女子冰壶队在2009年世锦赛上战胜年世锦赛上战胜 诸多劲旅夺冠诸多劲旅夺冠，已成长为冰壶领域的新生力军已成长为冰壶领域的新生力军。在某次比赛中在某次比赛中，冰壶被冰壶被 投出后投出后，如果做匀减速直线运动如果做匀减速直线运动，用时用时20 s停止停止，最后最后1 s内位移
14、大小为内位移大小为 0.2 m，则下面说法正确的是则下面说法正确的是( ) A冰壶的加速度大小是冰壶的加速度大小是0.3 m/s2 B冰壶的加速度大小是冰壶的加速度大小是0.4 m/s2 C冰壶第冰壶第1 s内的位移大小是内的位移大小是7.8 m D冰壶的初速度大小是冰壶的初速度大小是6 m/s 典例剖析典例剖析 典题典题 1 BC 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 思路引导：思路引导：将冰壶的匀减速运动过程将冰壶的匀减速运动过程，等效为反方向初速度为零的等效为反方向初速度为零的 匀加速直线运动匀加速直线运动，进行分析处理更快捷进行分析处理更快捷。 解析：解析：整
15、个过程的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，最后整个过程的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，最后1 s 的位移为的位移为0.2 m，根据位移时间公式：，根据位移时间公式：x1 1 2 at 2 1，代入数据解得： ，代入数据解得：a0.4 m/s 2，故 ，故B正确，正确，A错误；根据速度公式得初速度为：错误；根据速度公式得初速度为：v0at0.4 20 m/s8 m/s，则冰壶第，则冰壶第1 s内的位移大小为：内的位移大小为：x1v0t1 2at 2 81 m1 2 0.412 m7.8 m，故，故C正确，正确，D错误。错误。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ
16、 思维升华：思维升华：1.逆向推理法：末速度为零的匀减速直线运动是初速度逆向推理法：末速度为零的匀减速直线运动是初速度 为零为零、加速度大小相等的反向匀加速直线运动的逆向运动加速度大小相等的反向匀加速直线运动的逆向运动。设物体的初设物体的初 速度为速度为v0，加速度大小为加速度大小为a，做匀减速直线运动至速度为零做匀减速直线运动至速度为零，则可将此运则可将此运 动逆向看成初速度为动逆向看成初速度为0、加速度大小为加速度大小为a的匀加速直线运动的匀加速直线运动，末速度为末速度为 v0。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 2逆向推理法的优点：逆向推理之后，速度公式逆向
17、推理法的优点：逆向推理之后，速度公式vv0at变为变为v at，位移公式，位移公式xv0t1 2at 2变为 变为x1 2at 2，不仅简化了运算，也使问题变 ，不仅简化了运算，也使问题变 得更加简洁。得更加简洁。 3处理该类问题时应注意：逆向推理法可简化问题的处理过程，处理该类问题时应注意：逆向推理法可简化问题的处理过程， 但要注意原过程与逆过程的速度、位移的大小相等，但方向相反。但要注意原过程与逆过程的速度、位移的大小相等，但方向相反。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 1跳远运动员的助跑阶段可以看成先匀加速后匀速跳远运动员的助跑阶段可以看成先匀加速后匀速。某
18、运动员先以某运动员先以 4.5 m/s2的加速度跑了的加速度跑了2 s，接着匀速跑了接着匀速跑了1 s，然后起跳然后起跳。求：求： (1)运动员将要起跳时的速度多大运动员将要起跳时的速度多大？ (2)运动员助跑的距离是多少运动员助跑的距离是多少？ 对点训练对点训练 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 答案：答案：(1)9 m/s (2)18 m 解析：解析：(1)根据速度时间关系根据速度时间关系vv0at，可得运动员加速运动的，可得运动员加速运动的 末速度为末速度为 vat9 m/s，即运动员起跳时的速度为，即运动员起跳时的速度为9 m/s。 (2)根据位移时间关系
19、根据位移时间关系xv0t 1 2 at2，代入数据解得运动员加速运，代入数据解得运动员加速运 动的距离为动的距离为x19 m， 运动员匀速跑的距离为运动员匀速跑的距离为x2vt9 m， 所以运动员助跑的距离为所以运动员助跑的距离为xx1x218 m。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 2019年年12月月17日日，首艘国产航母交付海军首艘国产航母交付海军，并命名为并命名为“山东舰山东舰”。 如果你是航母舰载机跑道设计师如果你是航母舰载机跑道设计师，若已知飞机的加速度为若已知飞机的加速度为a，起飞速度为起飞速度为 v，你应该如何来设计飞机跑道的长度你应该如何来设计飞
20、机跑道的长度？ 二二 匀变速直线运动的位移与速度的关系匀变速直线运动的位移与速度的关系 情境导入情境导入 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 要点提炼要点提炼 1表达式：表达式： 2矢量的取值方法：矢量的取值方法：v2v 2 0 2ax为矢量式，应用它解题时，一般为矢量式，应用它解题时，一般 先规定初速度先规定初速度v0的方向为正方向。的方向为正方向。 (1)物体做加速运动时，物体做加速运动时，a取正值，做减速运动时，取正值，做减速运动时，a取负值。取负值。 (2)位移位移x0，说明物体通过的位移方向与初速度方向相同；，说明物体通过的位移方向与初速度方向相同；x0，
21、 说明位移的方向与初速度的方向相反。说明位移的方向与初速度的方向相反。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 3适用范围：适用范围：匀变速直线运动。匀变速直线运动。 4特例特例 (1)当当v00时，时，v22ax 物体做初速度为零的匀加速直线运动，如自由下落问题。物体做初速度为零的匀加速直线运动，如自由下落问题。 (2)当当v0时，时，v2 0 2ax 物体做匀减速直线运动直到静止，如刹车问题。物体做匀减速直线运动直到静止，如刹车问题。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ “神舟八号神舟八号” 飞船完成与飞船完成与“天宫一号天宫一号”的两次
22、对接任务后返的两次对接任务后返 回回，返回舱距地面返回舱距地面10 km时开始启动降落伞装置时开始启动降落伞装置， 速度减至速度减至10 m/s，并以这个速度在大气中竖直降并以这个速度在大气中竖直降 落落。在距地面在距地面1.2 m时时，返回舱的返回舱的4台发动机开始台发动机开始 向下喷气向下喷气，舱体再次减速舱体再次减速。设最后减速过程中返设最后减速过程中返 回舱做匀减速运动回舱做匀减速运动，且到达地面时的速度恰好为且到达地面时的速度恰好为 0(如图如图)。求求(结果均保留两位有效数字结果均保留两位有效数字)： (1)最后减速阶段的加速度；最后减速阶段的加速度； (2)最后减速阶段所用的时间
23、最后减速阶段所用的时间。 典例剖析典例剖析 典题典题 2 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 思路引导：思路引导：(1)第一问不涉及时间，可优先考虑使用第一问不涉及时间，可优先考虑使用v2v 2 0 2ax求求 解。解。 (2)第二问不涉及位移，可优先考虑使用速度公式求解。第二问不涉及位移，可优先考虑使用速度公式求解。 答案：答案：(1)42 m/s2 (2)0.24 s 解析：解析：(1)由由v2v2 0 2ax得得av 2 v2 0 2x 102 21.2 m/s 2 42 m/s2 (2)由由vv0at(或由加速度或由加速度的定义的定义)得得tv v0 a 1
24、0 42 s 0.24 s 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 思维升华：思维升华：巧选公式的基本方法巧选公式的基本方法 (1)如果题目中无位移如果题目中无位移x，也不需求，也不需求x，一般选用速度公式，一般选用速度公式vv0 at； (2)如果题目中无末速度如果题目中无末速度v，也不需求，也不需求v，一般选用位移公式，一般选用位移公式xv0t 1 2at 2； ； (3)如果题目中无运动时间如果题目中无运动时间t，也不需求，也不需求t，一般选用公式，一般选用公式v2v 2 0 2ax。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 对点训练对点训
25、练 2(2019 广东省佛山市高一上学期检测广东省佛山市高一上学期检测)2018年年6月月28日，深湛高铁日，深湛高铁 江湛段的高江湛段的高铁正式开通，假设列车在某段距离中做匀加速直线运动，速铁正式开通，假设列车在某段距离中做匀加速直线运动，速 度由度由5 m/s增加到增加到10 m/s时位移为时位移为x。则当速度由。则当速度由10 m/s增加到增加到15 m/s时，时， 它的位移是它的位移是( ) A5 2x B5 3x C2x D3x B 解析：解析：由公式由公式xv 2 t v2 0 2a 得得x x 15 2 102 10252 5 3，所以 ，所以B选项正确。选项正确。 返回导航 第
26、二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 核心素养提升核心素养提升 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 某航空母舰上的舰载飞机起飞过程中某航空母舰上的舰载飞机起飞过程中 最大加速度最大加速度a4.5 m/s/s2 2，飞机速度要达到飞机速度要达到v v0 06060 m/m/s才能起飞才能起飞，航空母航空母 舰甲板长为舰甲板长为L289 m，为使飞机安全起飞为使飞机安全起飞，航空母舰应以一定速度匀速航空母舰应以一定速度匀速 航行航行。求航空母舰的最小速度求航空母舰的最小速度v是多少是多少？(设飞机起飞时对航空母舰的状设飞机起飞时对航空母舰的状 态没有影响态
27、没有影响，飞机的运动可看成匀加速直线运动飞机的运动可看成匀加速直线运动) 错解：错解：31.6 m/s 易错点：不理解公式应用条件易错点：不理解公式应用条件，盲目套用而致错盲目套用而致错 案案 例例 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 错因分析：错因分析：由运动学知识可得由运动学知识可得v 2 0 v22aL，解得，解得vv2 0 2aL 60224.5289 m/s31.6 m/s。飞机的位移是相对航空母舰的，而。飞机的位移是相对航空母舰的，而 速度是相对海岸的，没有选择同一参考系，从而造成错解。速度是相对海岸的，没有选择同一参考系，从而造成错解。 正解：正解：9
28、 m/s 解析：解析：应用公式时应选择同一参考系，以海岸为参考系，在应用公式时应选择同一参考系，以海岸为参考系，在t时间时间 内航空内航空母舰和飞机的位移分别为母舰和飞机的位移分别为x1和和x2，则由运动学知识得，则由运动学知识得x1vt，x2 vt 1 2 at2，x2x1L，v0vat。联立以上各式并代入数据得。联立以上各式并代入数据得v9 m/s。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 素养警示素养警示 运动学公式中的位移运动学公式中的位移、速度速度、加速度三个物理量的大小和方向都是加速度三个物理量的大小和方向都是 相对某一参考系而言的相对某一参考系而言的，运用
29、运动学公式解题时运用运动学公式解题时，各物理量都必须相对各物理量都必须相对 同一参考系同一参考系。但运算中易出现不同物理量选用不同参考系的现象但运算中易出现不同物理量选用不同参考系的现象，从而从而 导致结论错误导致结论错误。因此因此，要注意正确理解公式的应用条件要注意正确理解公式的应用条件，不能盲目套用不能盲目套用 公式求解问题公式求解问题。 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 素养脉络构建素养脉络构建 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 课堂达标检测课堂达标检测 返回导航 第二章 匀变速直线运动的研究 物理必修 第一册 RJ 夯基提能作业夯基提能作业
