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第二章 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
学习目标
1.知道匀速直线运动的位移与v t图象中矩形面积的对应关系.
2.理解匀变速直线运动的位移与v t图象中四边形面积的对应关系.
3.体会用极限思想解决物理问题的科学思维方法.
4.了解位移公式的推导方法,掌握位移公式.
自主探究
1.做匀速直线运动的物体,其位移公式为 ,其v t图象为 .在v t图象中某段时间内位移的大小与 相等.
2.匀变速直线运动的v t图象是 ,其中图象的斜率表示物体的 ,图象与时间轴所围面积表示物体的 .
3.匀变速直线运动中,速度与时间的关系式为 .
合作探究
一、匀速直线运动的位移
1.探究:匀速直线运动的v t图象对应的“面积”的物理意义.
写出匀速直线运动的位移公式并画出v t图象.
2.当速度为正值时,图象与时间轴所围成的矩形在第一象限,表示位移为 ,方向与规定的正方向 ;当速度为负值时,图象与时间轴所围成的矩形在第四象限,表示位移为 ,方向与规定的正方向 .
二、匀变速直线运动的位移
1.推导:(1)如图所示,如果我们把整个过程都看成是匀速直线运动,则相当于图(a)中用一个矩形的面积表示整个过程的位移,这个估算结果比真实值 .
(2)如果把整个运动过程看成两个匀速直线运动,如图(b)所示,则相当于用两个矩形的面积的和代表整个过程的位移,这个估算结果较图(a)的结果 .
(3)想得到更准确的结果,就要把运动过程分成更多个小份,这时的位移等于更多的小的矩形的面积的和,如图(c)(d)所示.
2.位移公式x=v0t+ at2是通过匀加速直线运动的v t图象中图象与坐标轴之间的面积求得的,它对于匀减速直线运动 .
3.在匀变速直线运动中,物体运动的平均速度等于 ,也等于匀变速直线运动的 的瞬时速度.
三、用图象表示位移
1.如图所示,a表示物体位移随时间 ,所以表示物体做 运动;b表示物体位移 ,即物体 ;c表示物体位移随时间 ,所以表示物体做 运动;a、b表示物体的运动方向 .
2.同一坐标系中几条图象的交点表示对应该时刻物体 ,也就是表示物体 .
3.位移时间图象 运动轨迹.
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