勻變速直線運動的位移與時間的關係

2023-01-15 02:18:03 字數 2215 閱讀 1806

一、勻速直線運動的位移

圖2-3-1圖2-3-2

1、圖線與初、末時刻線和時間軸圍成的矩形面積正好是vt.

2、當速度值為正值和為負值時,它們的位移有什麼不同?

位移x>0表示位移方向與規定的正方向相同,位移x<0表示位移方向與規定的正方向相反.

二、勻變速直線運動的位移

一物體做勻變速直線運動的速度—時間圖象,如圖2-3-4中甲所示.

圖2-3-4

梯形oabc的面積就代表做勻變速直線運動物體在0(此時速度是v0)到t(此時速度是v)這段時間內的位移.

在圖丁中,v-t圖象中直線下面的梯形oabc的面積是

s=(oc+ab)×oa

把面積及各條線段換成所代表的物理量,上式變成x=(v0+v)t

把前面已經學過的速度公式v=v0+at代入,得到x=v0t+at2

這就是表示勻變速直線運動的位移與時間關係的公式.

【課堂**】

一質點以一定初速度沿豎直方向丟擲,得到它的速度—時間圖象如圖2-3-6所示.試求出它在前2 s內的位移,前4 s內的位移.

圖2-3-6

參***:前2 s內物體的位移為5 m,前4 s內的位移為零.

解析:由速度—時間圖象可以用圖線所圍成的面積求物體的位移.前2 s內物體的位移為5 m,大小等於物體在前2 s內圖線所圍成的三角形的面積.

前4 s內的位移為前2 s內的三角形的面積與後2 s內的三角形的面積之「和」,但要注意當三角形在時間軸下方時,所表示的位移為負.所以這4 s內的位移為兩個三角形的面積之差,由兩個三角形的面積相等,所以其總位移為零.

教師總結對此型別的試題進行點評.

(課件投影)

特例:如圖2-3-7所示,初速度為負值的勻減速直線運動,位移由兩部分組成:t1時刻之前位移x1為負值;t2時刻之後位移x2為正值;故在0~t2時間內總位移x=|x2|-|x1|

圖2-3-7

若x>0,說明這段時間內物體的位移為正;

若x<0,說明這段時間內物體的位移為負.

【課堂訓練】

一質點沿一直線運動,t=0時,位於座標原點,圖2-3-8為質點做直線運動的速度—時間圖象.由圖可知:

圖2-3-8

(1)該質點的位移隨時間變化的關係式是:x

(2)在時刻ts時,質點距座標原點最遠.

(3)從t=0到t=20 s內質點的位移是通過的路程是

參***:(1)-4t+0.2t2 (2)10 (3)0 40 m

解析:由圖象可知v0=-4 m/s,斜率為0.4,則x=v0t+at2=-4t+0.

2t2,物體10 s前沿負方向運動,10 s後返回,所以10 s時距原點最遠.20 s時返回原點,位移為0,路程為40 m.

一輛汽車以1 m/s2的加速度行駛了12 s,駛過了180 m.汽車開始加速時的速度是多少?

解:汽車的加速度a=1 m/s2,時間t=12 s.

根據勻變速直線運動的位移公式x=v0t+at2可得:

初速度為v0=-at=-×1 m/s2×12 s=9 m/s.

二、勻變速直線運動的位移與速度的關係

射擊時,火藥在槍筒內燃燒.燃氣膨脹,推動彈頭加速運動.我們把子彈在槍筒中的運動看作勻加速直線運動,假設子彈的加速度是a=5×105 m/s2,槍筒長x=0.

64 m,請計算射出槍口時的速度.

解:由位移公式x=at2得:t=

然後由速度公式v=at得:v=at=a·=

所以v== m/s=800 m/s.

初速度不為零時,從速度公式和位移公式匯出位移與速度的關係式.

從速度公式v=v0+at和位移公式x=v0t+at2中消去時間t,即可得到:v2-v02=2ax.

【例題剖析】

一艘快艇以2 m/s2的加速度在海面上做勻加速直線運動,快艇的初速度是6 m/s.求這艘快艇在8 s末的速度和8 s內經過的位移.

解:選取初速度方向為正方向.因快艇做勻加速直線運動,根據勻變速直線運動規律

vt=v0+at

x=v0t+at2

代入資料,可得快艇在8 s末的速度為

vt=v0+at=(6+2×8) m/s=22 m/s

快艇在8 s內發生的位移為

x=v0t+at2=(6×8+×2×82) m=112 m

即這艘快艇在8 s末的速度為22 m/s,8 s內經過的位移是112 m.

[小結]

通過本節課的學習,掌握了勻變速直線運動的兩個基本公式:

x=v0t+at2

v2-v02=2ax

2 32勻變速直線運動的位移與時間的關係

新課標要求 一 知識與技能 1 知道勻速直線運動的位移與時間的關係 2 理解勻變速直線運動的位移及其應用 3 理解勻變速直線運動的位移與時間的關係及其應用 4 理解 v t圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內運動的位移 二 過程與方法 1 通過近似推導位移公式的過程,體驗微元法的特點和技巧...

2 3勻變速直線運動的位移與時間的關係

課題3 勻變速直線運動的位移與時間的關係 學習目標 1.知道勻速直線運動的位移與v t影象中矩形面積的對應關係 2.理解勻變速直線運動的位移與v t影象中四邊形面積的對應關係,體會用極限思想解決物理問題的科學思維方法 3.理解勻變速直線運動的位移與時間的關係 教學流程 1 複習引入 勻速直線運動的位...

2 3勻變速直線運動的位移與時間的關係

一.勻速直線運動的位移 勻速直線運動的位移由,在速度圖線上正好等於速度圖線與時間軸所圍的面積。注意,本章裡位移的字母由上一章的換成了,為此,教材在小字部分作了說明,即 以運動的起始位置為座標原點,以運動的起始時刻為時刻,這樣,時間間隔就可以直接用表示,該時間間隔內的位移就可以直接用表示 辨析 如圖是...