2.3《匀变速直线运动的位移与时间的关系》PPT可编辑课件

新课标人教版课件系列《高中物理》必修１2.3《匀变速直线运动的位移与时间的关系》教学目标知识与技能知道什么是位移—时间图像，以及如何用图像表示位移和时间的关系。知道在v-t图象如何求出物体的位移。理解匀速直线运动的速度—时间图象和位移—时间图象。理解匀变速直线运动速度—时间图象和其位移—时间图象。过程与方法通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较。感悟一些数学方法的应用特点。情感态度与价值观经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系，培养自己动手能力，增加物理情感。逐步掌握并灵活使用图象法，体验成功的快乐和方法的意义。★教学重点如何在速度—时间图象中计算出位移，作出匀速直线运动的位移—时间图象。匀变速直线运动位移与时间的关系及其推导过程。匀变速直线运动位移时间关系的应用。★教学难点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微元法推导位移公式如果物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点，正方向和单位长度，建立直线坐标系。XO5mx/m物体做直线运动的模型△x=x2-x1,若x1=0,则△x=x2-x1=x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?成正比x/t=v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？？思考与讨论一次课上，老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5速度(m/s2)0.380.630.881.111.381.62以下是关于这个问题的讨论。老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？学生A：能。可以用下面的办法估算：x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1＝……思考与讨论思考与讨论学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1s，而是取得更小些，比如0.06s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04s、0.02s……误差会怎样？欢迎大家发表意见。思考与讨论科学思想方法：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。这个材料中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？思考2思考3v/m/s020405101530t/s5010v/m/s020405101530t/s5010设计方案:从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。哈哈由图可知：梯形OABC的面积S=（OC+AB）×OA/2代入各物理量得：tvvx)(210又v=v0+at得：2012xvtat收获二、匀变速直线运动的位移二.匀变速直线运动的位移1.位移公式：221t0vatx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x=212at(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)交流与讨论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。12vt02xat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：2021attvxm/s9m/s12121m/s12180210attxv先用字母代表物理量进行运算知识运用例2.一质点以一定初速度沿竖直方向抛出，得到它的速度一时间图象如图2—3—6所示．试求出它在前2s内的位移，后2s内的位移，前4s内的位移．知识运用5m-5m0解:以汽车初速方向为正方向2021attvx所以由mmattvx5010221101521220知车的位移例3、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。mmattvx25.565.72215.7152122000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。atvv0由savt5.721500得运动时间2021attvx所以由刹车问题!课堂小结12vt02xat思考与讨论为什么不直接通过画位移图象来找位移公式?速度－时间图象:vt1357正向加度正向减速4-4(s)(m/s)例4、一质点沿一直线运动，t=0时，位于坐标原点，下图为质点做直线运动的速度－时间图象。由图可知：⑴该质点的位移随时间变化的关系式是：x=____________。⑵在时刻t=___________s时，质点距坐标原点最远。⑶从t=0到t=20s内质点的位移是___________；通过的路程是___________。-4t+0.2t210040m4－41020t/sv/(m·s2)