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1、知识回顾匀变速直线运动的速度与时间的关系 v=v0+at1、a 方向和v 方向相同 加速运动2、a 方向和v 方向相反 减速运动 复习 各图线代表什么运动?试写出相应的表达式。匀速直线运动匀速直线运动初速度为初速度为v 0 0的匀加速直线运动的匀加速直线运动初速度为初速度为0的匀加速直线运动的匀加速直线运动初速度为初速度为v 0 0的匀减速直线运动的匀减速直线运动 v=v0 0v=v0 0+a tv=a tv=v0 0-a t14V0V0t23运动情况v-t 关系式1234 例题:作匀加速直线的物体初速度V0=10m/s,加速度a=2m/s2,运动了15s。(1)在t=5s、10s、15s各个
2、时刻的速度各是 多少?(2)在t=3s、6s、9s、12s、15s各个时刻的 速度各是多少?(3)在t=1s、2s、3、15s各个时刻的 速度各是多少?2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 主讲:博乐高级中学 物理组一、匀速直线运动的位移x=vt v t 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”。匀速直线运动的位移新课学习二、匀变速直线运动的位移例:作匀加速直线的物体初速度 V0=10m/s,加速度a=2m/s2,求 在15s内位移x为多大?(运用精密仪器实际测得位移x 为375m)(一)发现问题 前面所学的知识不能精确计算匀变速直线运动的物体位移!(二)提出猜想
3、对于匀速直线运动,Vt图象所围的面积为矩形,这个面积可以表示这段时间的位移;对于匀变速直线运动,Vt图象所围的面积为梯形,这个梯形面积是不是也可以表示这段时间的位移?(三)探究推理1、近似计算求得位移:(1)、将时间(t=15s)3等分,运用已知的规律分别算出t=5s、10s、15s各时刻的速度,将每一个时间间隔(t=5s)内物体的运动近似作为匀速直线运动来处理,得到15s内位移的近似值;VOt t=5s V0=10m/s;V5=20m/s;V10=30m/s;V15=40m/s;第1个5秒内位移x1 V0t=50m;第2个5秒内位移x2 V5t=100m;第3个5秒内位移x3 V10t=15
4、0m;累加x x1+x2+x3=300m对比计算值与图象所围面积近似值与精确值相差x1=375m300m=75m相对误差=20 VOt(2)、将时间(t=15s)5等分,运用已知的规律分别算出t=3s、6s、9s、12s、15s时刻的速度,将每一个时间间隔(t=3s)内物体的运动近似作为匀速直线运动来处理,得到15s内位移的近似值;t=3s V0=10m/s;V3=16m/s;V6=22m/s;V9=28m/s;V12=34m/s;第1个3秒内位移x1 V0t=30m;第2个3秒内位移x2 V3t=48m;第3个3秒内位移x3 V6t=66m;第4个3秒内位移x4 V9t=84m;第5个3秒内
5、位移x5 V12t=102m;累加x x1+x2+x3+x4+x5=330m对比计算值与图象所围面积近似值与精确值相差x2=375m330m=45m相对误差=12 (3)、将时间(t=15s)15等分,运用已知的规律分别算出t=1s、2s、3s、15s时刻的速度,将每一个时间间隔(t=1s)内物体的运动近似作为匀速直线运动来处理,得到15s内位移的近似值;t=1s,V0=10m/s;V1=12m/s;V2=14m/s;V3=16m/s;;V14=38m/s;第1秒内位移x1V0t=10m第2秒内位移x2 V1t=12m第3秒内位移x3 V2t=14m 第15秒内位移x15 V14t=38m累加
6、x x1+x2+x3+x15=360m对比计算值与图象所围面积近似值与精确值相差x3=375m360m=15m相对误差=4 2、计算结果分析(1)、将时间3等分:相对误差=20;(2)、将时间5等分:相对误差=12;(3)、将时间15等分:相对误差=4.VOt 3、归纳总结:将时间t等分的份数越多,时间间隔t 就越小,在t 内速度的变化就越小,物体在t 内的运动就越接近匀速直线运动,用匀速运动替代匀变速运动就越精确,同时图象所围的阶梯形面积就越逼近梯形。这种方法叫微元法(四)、证实猜想物体作匀变速直线运动时,在Vt图象中图线所围的梯形面积可以精确表示位移的大小 匀变速直线位移公式:x=v0 0
7、 t+a t122 2二.匀变速直线运动的位移1.位移公式:2.对位移公式的理解:反映了位移随时间的变化规律。因为0、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。(一般以0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.匀变速直线运动的位移公式x=v0 0 t+a t122 2(3)若v0=0,则(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)匀变速直线运动的位移公式 X=122 2a t 例1:以36km/h速度行驶的列车开始下坡,在坡路上的加速度等于0.2m/s2,
8、经过30s到达坡底,求坡路的长度和列车到达坡底时的速度?x(五)、练习巩固例2:一辆汽车以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?对于非匀变速直线运动,也可以用Vt图象所围的面积来描述运动的位移。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中 的x-t图象吗?试试看。x=v0 0 t+a t122 2小结 1、本节课我们采用“微元法”导出了匀变速直线运动的位移公式,将整段时间的速度“变化”问题转化为微小时段的速度“不变”问题 分小取近似,求和取极限 2、本节采用的探究方法 理论探究法作业1、认真复习本节内容。2、独立完成优化设计中的作业。