2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系

第二章匀变速直线运动的研究一、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速度－时间图象:vt1357正向加速正向减速4-4(s)(m/s)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。savt5.721500得运动时间2021attvx所以由刹车问题!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·s-1)例5某人骑自行车在平直道路上行进,如图中的实现记录了自行车开始一段时间内的v-t图像.某同学为了简化计算,用虚线作近似处理,下列说法正确的是()A.在t1时刻,虚线反映的加速度比实际的大B.在0-t1时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的大C.在t1-t2时间内,由虚线计算出的位移比实际的大D.在t3-t4时间内,虚线反映的是匀速运动0t1t2t3t4BD例6已知长为L的光滑斜面，物体从斜面顶端由静止开始以恒定加速度下滑，当物体的速度是到达斜面底端速度的一半时，它沿斜面下滑的距离是多少？例7汽车进站关闭发动机做匀减速直线运动，当滑行x1=30m时，速度恰好减为初速度的一半，接着又滑行了t2=20s后才停止，求：汽车滑行的总时间t，关闭发动机时的速度v0和总位移x。例8客车在公路上以20m/s的速度做匀速直线运动,发现前方105m处有一载重汽车以6m/s的速度匀速行驶,客车立即关掉油门,以a=-0.8m/s2的加速度匀减速行驶,问:(1)此举是否可避免客车和货车相撞;(2)如果要保证不相撞,在其他条件不变的前提下.客车的刹车加速度至少应多大?追及相遇问题例10甲车以加速度3m/s2从静止开始做匀加速直线运动,乙车落后2s在同一地点从静止出发,以4m/s2的加速度开始做匀加速直线运动,两车运动方向一致,在乙车追上甲车前,两车的最大距离是多少?