第四节匀变速直线运动的位移与速度的关系[定稿]

第一篇：第四节匀变速直线运动的位移与速度的关系[定稿]

高一物理教学案

§2.4匀变速直线运动位移与速度的关系

编写人：刘俊保2010、7、2

学习目标：

1、掌握匀变速直线运动的速度——位移公式

2、会推导公式v2-v20=2ax3、会灵活运用合适的公式解决实际的的问题

4、通过解决实际问题，培养学生灵活运用物理规律，解决问题和实际分析结果的能力

重点：推导公式v2-v20=2ax会灵活运用合适的公式解决实际的的问题 教学过程：

探究：匀变速直线运动位移与速度的关系

试根据匀变速直线运动的速度时间关系和位移时间关系解决下列问题。射击时，子弹在枪膛中的运动可以看作匀加速直线运动，子弹的加速度是

a5105m/s,枪筒长x0.64m,试计算子弹刚射出枪膛时的速度？

思考：解题过程中时间t起到什么作用，能否直接推导出位移x和速度v的关系？

小结：匀变速直线运动位移速度的关系式是：

例题：某飞机着陆时的速度是216km／h，随后匀减速滑行，加速度的大小是

2m／s2。机场的跑道至少要多长才能使飞机安全的停下来？ 解：

小结：应用匀变速直线运动规律解题的一般步骤。

巩固练习

1、一辆卡车急刹车时的加速度大小是5m/s2，若要求在急刹车后22.5m内停下，则它行驶的速度不能超过多少km/h。

2、一架满载乘客的客机由于某种原因紧急着陆，着陆前的速度大小是60m/s,要求飞机在跑道上至多滑行300m，则飞机的加速度至少多大才能安全着陆。

3、一辆小车正以8m/s的速度沿直线行驶，突然以2m/s2做匀加速运动，则汽车行驶9m的速度是多大？此过程经历的时间是多长？

4、自行车以5米/秒的速度行驶，到路口3~4米远处时，见到红灯，骑车人 立即刹车，经2秒后停下，若自行车的运动看作匀减速直线运动，则他是否会超过停车线？

作业：书后问题与练习1、2、3

第二篇：2.3匀变速直线运动的位移与速度的关系

2.4：匀变速直线运动的位移与速度的关系

课型：新课 执笔人：陈水兵 审核人：物理教研组 时间： 2012.10.10 学习目标：本节研究匀变速直线运动的位移与速度的关系，并用语言、公式、图象进行描述.体会公式表述和图象表述的优越性，为进一步应用规律奠定基础，体会数学在处理问题中的重要性.本节公式和推论较多，且公式间有相互联系，要分清公式的应用条件和前提，不可乱套公式，在物理过程比较复杂时可以分解过程，一一突破并建立相关联系，必要时可借助图象进行分析比较.自主探究：1.匀变速直线运动的位移时间关系公式是怎样得出的？

2.在匀变速直线运动中各个矢量的方向如何确定？

3.如何正确选用匀变速直线运动的三个公式？

自主学习：

1.匀变速直线运动的位移（1）匀变速直线运动的v－t图象，是一条____________，并且斜率的大小表示____________.（2）在匀变速直线运动的v－t图象中，图线与时间轴所包围的面积在数值上等于____________的大小.（3）在匀变速直线运动中，位移与时间的关系是：____________.式中v0表示____________，a表示____________.2.匀变速直线运动的位移与速度的关系

（1）在匀变速直线运动中，在v=v0+at和x=v0t+

2at两式中消去____________，可得位移2与速度的关系是：____________.22（2）如果问题的已知量和未知量都____________，利用v－v0=2ax求解，往往会使问题变得简单、方便.重点、难点、疑点解析

1.匀变速直线运动三个基本公式的选用

公式v=v0+at，x=v0t+

2at，v－v02=2ax，三个公式中包含五个物理量：初速度v0、加2速度a、运动时间t、末速度v、位移x，已知其中任意三个物理量，可求出其余两个.在解题过程中选用公式的基本方法是：

（1）若题目相关物理量无位移，选用公式v=v0+at.（2）若题目相关物理量无时间，一般选用公式v2－v02=2ax.（3）若题目相关物理量无末速度，一般选公式x=v0t+

12at.22.匀变速直线运动的几个常用推论

（1）任意两个连续相等时间间隔T内，位移之差是常量，即Δx=x2－x1=aT2

推导：如图

（2）中点时刻的速度公式：在一段时间内，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，还等于这段时间初末速度矢量和的一半，即vvvtv022.推导：如图

由匀变速直线运动的v－t图象可知下图时间t内的位移

是

所以这段时间的平均速度

.综合以上分析得出平均速度

.（3）中点位置的速度公式

（4）初速度为零的匀变速直线运动的公式 位移公式： 速度公式：

速度位移关系式：平均速度公式：

①在连续相等时间内的位移之比为：x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶（推导：设时间间隔为t，则

②通过连续相等时间时速度之比

③在前1T、2T、3T、4T、5T、6T 通过的位移之比

④通过连续相等的位移所用时间之比

⑤通过连续相等的位移所用时速度之比

例题剖析

2n－1）

应用点一：位移与速度关系的应用

例1：航天飞机着陆时速度很大，可用阻力伞使它减速.假设一架航天飞机在一条笔直的水平跑道上着陆，刚着陆时速度为100 m/s，在着陆的同时立即打开阻力伞，加上地面的摩擦作用，产生大小为4 m/s2的加速度.研究一下，这条跑道至少要多长？

练习1一辆正以8 m/s的速度沿直线行驶的汽车，突然以1 m/s2的加速度加速.求汽车加速行驶了18 m时的速度.应用点二：利用v－t图象分析匀变速直线运动问题

例2：甲、乙两人同时由A地沿直线向B地运动，他们初速度相同，甲先匀加速再匀减速到达B地，乙先匀减速再匀加速到达B地，他们到达B地时，速度均和初速度相同，试分析甲、乙两人谁先到达B地？

练习2 某物体做直线运动，物体的速度—时间图线如图所示，若初速度的大小为v0，末速度的大小为v，则在时间t1内物体的平均速度是（）

A.等于（v0+v）/2

B.小于（v0+v）/2 C.大于（v0+v）/2

D.条件不足，无法比较 夯实基础

1.一物体做匀变速直线运动，下列说法中正确的是（）

Ａ.物体的末速度一定与时间成正比Ｂ.物体的位移一定与时间的平方成正比 Ｃ.物体的速度在一定时间内发生的变化量与这段时间成正比

Ｄ.若为匀加速运动，速度和位移都随时间增加；若为匀减速运动，速度和位移都随时间减小

2.一物体由静止开始做匀加速直线运动，在t s内经过的位移为x m，则它从静止开始经

x m所用的时间为（）4Ａ.t Ｂ.t Ｃ.t

Ｄ.2t 23.做匀减速直线运动的物体经过4 s后停止，若在

A.v0v 2

B.v0v 2

C.2v0atD.v0+at

6.2006年我国自行研制的“枭龙”战机04架在四川某地试飞成功.假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动，达到起飞速度v所需的时间为t，则起飞前的运动距离为（）

A.vt

B.vt 2

C.2vt

D.不能确定

7.物体的初速度是v0，以不变的加速度a做直线运动，如果要使速度增加到初速度的n倍，则经过的位移是（）

vA.0（n2－1）

2a12 at22vB.0（n－1）

2a12 at22vC.0n2

2a2

vD.0（n－1）2 2a12at 228.一质点做匀加速直线运动，加速度为a，t秒末的速度为v，则t秒内质点的位移为（）A.x=vt+

B.x=vt－

C.x=vt

D.x=9.甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v－t图中（如图2－3－13），直线a、b分别描述了甲乙两车在0～20 s的运动情况.关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是（）

A.在0～10 s内两车逐渐靠近

B.在10～20 s内两车逐渐远离

C.在5～15 s内两车的位移相等

D.在t=10 s时两车在公路上相遇

10.两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为v0.若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停车时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车.已知前车在刹车过程中所行驶的距离为s，若要保证两辆车在上述情况中不相撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少为（）

A.s

B.2s

C.3s

D.4s

11.自行车以4 m/s的初速度匀减速滑上一个斜坡，加速度的大小为0.2 m/s2，斜坡长20 m，则自行车通过斜坡所需的时间是多少？

12.汽车进站关闭发动机做匀减速直线运动，当滑行x1=30 m时，速度恰好减为初速度的一半，接着又滑行了t2=20 s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.13.汽车以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，刹车后经2 s速度变为6 m/s，求：（1）刹车后2 s内前进的距离及刹车过程中的加速度；（2）刹车后前进9 m所用的时间；（3）刹车后8 s内前进的距离.

第三篇：2、4匀变速直线运动的位移与速度的关系

2、4 匀变速直线运动的位移与速度的关系

一【学习目标】

1、知道位移速度公式，会用公式解决实际问题。

2、知道匀变速直线运动的其它一些扩展公式。

3、牢牢把握匀变速直线运动的规律，灵活运用各种公式解决实际问题。三【重点难点】

1、v2-v20=2ax的应用

证明：

三【新知呈现】

【典型例题1】某飞机起飞的速度是50m/s，在跑道上加速时可能产生的最大加速度是4m/s

2，求飞机从静止到起飞成功需要跑道最小长度为多少？ 【答案】312.5m

【反馈练习1】某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为5m/s2，所需的起飞速度为50m/s，跑道长100m。通过计算判断，飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置。对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有多大的初速度？【答案】不能、39m/s2、匀变速直线运动的几个重要推论

（1）匀变速直线运动的平均速度等于始末速度的平均值。证明：

【典型例题2】一辆正在匀加速行驶的汽车在5s内先后经过路旁两个相距50m的电线杆。它经过第2根的速度为15m/s，求它经过第1根电线杆的速度及行驶的加速度。（至少用两种方法求解）

【答案】V1=5m/s，a=2m/s

23【反馈练习2】汽车从甲地由静止出发，沿直线运动到丙地，乙地在甲丙两地的中点，汽车从甲地匀加速直线运动到乙地，经过乙的速度为60km/h，接着又从乙地匀加速到丙地，到丙地时的速度为120km/h，求汽车从甲地到丙地的平均速度。【答案】45km/h

（2）做匀变速直线运动的物体，在某段时间内中间时刻的瞬时速度在数值上等于该段时间内的平均速度。即Vt/2=V

证明：

【结论】：做匀变速直线运动的物体，在某段时间内的平均速度在数值上等于其中间时刻的瞬时速度

【典型例题3】一个做匀加速直线运动的物体，初速度

v0=2.0m/s，它在第3秒内通过的位移为4.5m，则它的加速

度为多少？【答案】1m/s2

【反馈练习3】一辆小车做匀加速直线运动，历时5s。已知小车前3s内的位移是7.2m，后3s内的位移为16.8m，试求小车的加速度。

（3）匀变速直线运动中，某段位移中点瞬时速度等于初速度

v0

和末速度

vt

平方和一半的平方根，即

vs/2

v

20v2t/2。

证明：

【典型例题4】如图所示，物体以4m/s的速度自斜面底端A点滑上光滑斜面，途经斜面中点C，到达斜面最高点B。已【反馈练习5】

一物体做匀加速直线运动，已知在相邻的两个1s内通过的位移分别为1.2m和3.2m，求物体的加速度a和相邻的两个1s内的初、末速度v1、知VA:VC=4:3，从C到B点历时（2）s，试求：（1）到达斜面最高点的速度；（2）斜面的长度

【答案】（）vB= m/s（2）7m

【反馈练习4】有一物体做初初速为零，加速度为10m／s

2运动，当运动到2m处和4m处的瞬时速度分别是V1 和 V2，则

v1：v2等于

A．1：1B．1：2C．1：2D．1：

3证明：

（4）做匀变速直线运动的物体，在任意相邻相等时间间隔内的位移差是个恒量，△S=at2

证明：

推广：做匀变速直线运动的物体，任意两个相等时间间隔内的位移之差S2

M-SN=(M-N)at

【典型例题5】一物体正在做匀变速直线运动，在第1s内和第3s内通过的路程分别为2m和4m，求：（1）第2秒末的速度v2（2）3s内的平均速度？【答案】（1）v2=3.5m/s（2）2m/s。

v2、v3。

（5）初速度为零的匀加速直线运动，将时间t等分①1s内、2s内、3s内、……ns内物体的位移之比S

21:S2:S3:…:Sn=1:4:9:…:n

②第1s内、第2s内、第3s内、…第ns内的位移之比SI:SII:SIII:…:SN=1:3:5:…:(2n-1)

③第2s末、第2s末、第3s末、……、第ns末的即时速度之比v1:v2:v3:…:v

n=1:2:3:…:n

④第1m、第2m、第3m……所用的时间之比为1∶

21证明：

【典型例题6】观察者站在列车第一节车厢前端一侧的地面上，列车由静止开始匀加速直线运动，测得第一节车厢通过他用了5秒，列车全部通过他用了20秒，则列车一共有几节车厢？（车厢等长且不计车厢间距）【答案】解16节

【反馈练习6】完全相同的三个木块，固定在水平地面上，一颗子弹以速度v水平射入，子弹穿透三块木块后速度恰好为零，设子弹在木块内做匀减速直线运动，则子弹穿透三木块所用的时间之比是；如果木块厚度不同，子弹穿透三木块所用的时间相同，则三木块的厚度之比是

（子弹在三木块中做匀减速直线运动的加速度是一样的）

【同步测评】

1．火车从车站由静止开出做匀加速直线运动，最初一分钟行驶540米，则它在最初l0秒行驶的距离是()A．90米B．45米C．30米D．15米

2．一物体由静止沿光滑斜面匀加速下滑距离为L时，速度为V，当它的速度是v／2时，它沿斜面下滑的距离是()A．L／2B． 2L/2C．L／4D．3L／43.用

v0vt的式子求平均速度，适用的范围是()

A．适用任何直线运动； B．适用任何变速运动

C．只适用于匀速直线运动 D．只适用于匀变速直线运动．

4.火车在平直轨道上做匀加速直线运动，车头通过某路标时的速度为v1，车尾通过该路标时的速度为v2，则火车的中点通过该路标的速度为()A、B、C、D、5.一个物体沿着斜面从静止滑下做匀变速直线运动，已知

它头2s内的位移为3m，则它在第四个2s内的位移是（）

A、14mB、21mC、24mD、48m

6.如图所示，光滑斜面AE被均分成四段，一物体由A点静止释放，则

()

⑴物体到达各点速度之比vB：vC：vD：vE=1：：：2 ⑵物体到达各点所经历的时间tE=2tB=2tC=2tD/3 ⑶物体从A到E的平均速度等于vB ⑷通过每一段时,其速度增量均相等 A.只有（2）B.⑴⑵⑶C.⑵⑷D.⑶⑷

7.物体沿某一方向做匀变速直线运动，在时间t内通过的s

路程为s，它在2处的速度为，在中间时刻的速度为．

则和的关系是()

A．当物体做匀加速直线运动时，B．当物体做匀减速直线运动时，C

．当物体做匀速直线运动时，D．当物体做匀减速直线运动时，38.关于公式v2v2

02ax，下列说法中正确的是

()

A.此公式只适用于匀加速直线运动B．此公式也适用于匀减速直线运动C．此公式只适用于位移x为正值的情况D．此公式不可能出现a、x同时为负值的情况

9.某物体做初速度为零的匀变速直线运动，若第1 s末的速度为0．1 m／s，则第3 s末的速度为__________，前三秒内的位移为__________，第三秒内的位移为_______。

10.初速度为零的做匀加速直线运动的物体，在3:2:1的连续时间内所通过的位移之比为___________，它在1:2:5的连续三段位移上所用的时间之比为____________。

11.一物块以一定的初速度从光滑斜面底端a点上滑，最高可滑至b点，c是ab的中点，如右图所示，已知物块从a至

c需要的时间为t0，问它从c经b再回到c，需要的时间是

多少？

12.某次实验纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每打5个点取1个计数点，则小车通过D点时速度是＿＿＿m/s，小车运动的加速度是＿＿＿m/s2

。（打点

计时器的电源频率是50Hz）

13.做匀变速直线运动的物体，在第一个4秒内的位移为24米，在第二个4秒内的位移是60米，求：(1)此物体的加速度。(2)物体在第四个4秒内的位移。

第四篇：匀变速直线运动的位移与速度的关系教学设计

《匀变速直线运动的速度与位移的关系》教学设计

山东省垦利 《匀变速直线运动的速度与位移的关系》教学设计

山东省垦利 《匀变速直线运动的速度与位移的关系》教学设计

山东省垦利 《匀变速直线运动的速度与位移的关系》教学设计

山东省垦利

第五篇：匀变速直线运动的位移与时间的关系

人教版普通高中课程标准实验教科书物理必修1第二章第3节

《匀变速直线运动的位移与时间的关系》教学设计

设计思想

结合新课程的理念，引导学生猜想，并应用数学的极限思想，认识和理解速度与时间图象下面四边形的面积代表位移，并导出匀变速直线运动的位移公式，初步学会该公式在实际中的应用。教材分析

高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，上一章教科书用极限思想介绍了瞬时速度和加速度。本节从匀速直线运动的位移与图象中矩形面积的对应关系出发，猜想对于匀变速直线运动是否也有类似的关系？并通过思考与讨论，从而介绍图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移，又一次应用了极限思想。最后得到匀变速直线运动的位移与时间的关系。学情分析

高一学生经过近一个月的高中物理的学习，对高中物理学习的方法有了一定的了解。通过前面有关瞬时速度和加速度的学习，学生对用极限思想来研究物理问题以及通过图象来表达物理量间的变化规律也有了初步的认识，有了这个基础，本节内容对学生来说是完全可以学好的。教学目标

一、知识与技能

1．知道匀速直线运动的位移与图线中的面积对应关系； 2．理解匀变速直线运动的图象中的图线与轴所夹的四边形面积表示物体在这段时间内运动的位移；

3．掌握匀变速直线运动的位移公式及其应用。

二、过程与方法

1．通过极限方法的应用，体验微元法的特点和技巧，感悟数学方法在物理学中的应用。

三、情感、态度与价值观

1．通过猜想与推导位移公式，培养自己独立思考能力，增强对物理学习的信心。2．体验猜想和数学方法在物理学中的应用，感受成功的快乐和方法的意义。

教学重点

位移与时间关系的推导，以及位移公式的应用。教学难点

运用极限思想，用速度图象中图线下面的四边形面积代表位移，导出匀变速直线运动的位移公式。引入新课

上节课我们已经学习了速度与时间的图象，从图象中我们可以看出物体在不同时刻对应的速度大小。

提问：从图象中我们除了可以看出物体在不同时刻对应的速度大小，还能从图象中获得什么信息？ 新课教学

一、匀速直线运动的位移

引导：由匀速直线运动的位移公式以用速度图象与时间轴之间的面积来表示。

结合速度图象可知，匀速直线运动的位移可问题：对于匀变速直线运动是否也存在对应类似关系呢？

二、匀变速直线运动的位移

仔细研究教材“思考与讨论”栏目中用纸带上各点瞬时速度估算小车位移的方法，不难看出，时间间隔点越小，对位移的估算就越精确。

分析：图中倾斜直线CB表示一个做匀变速直线运动的速度图线。为了求出物体在时间t内的位移，我们把时间划分许多小的时间间隔。设想物体在每个时间间隔，物体的速度跳跃性地突然变化。因此，它速度图线由图中的一些平行于时间轴的间断线段组成（转换思想，把匀变速直线运动转换成若干个匀速直线运动）。由于匀速直线运动的位移可以用速度图线与时间轴之间的面积来表示，因此上面设想的物体运动在时间t内的位移，可用图中的一个个小矩形面积之和（即阶梯状折线与时间轴之间的面积）来表示。如果时间的分割再细些，物体速度的跃变发生得更频繁，它的速度图象就更接近于物体的真实运动的图象，阶梯状折线与时间轴之间的面积就更接近于倾斜直线CB与时间轴之间的面积。当时间间隔无限细分时，间断的阶梯线段就趋向于倾斜直线CB，阶梯状折线与时间轴之间的面积就趋向于倾斜直线CB与时间轴之间的面积。这样，我们就得出结论：匀变速直线运动的位移也可以用速度图象与时间轴之间的面积来表示。

问题：能否利用上述分析的结论，来推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式？ 教师引导、学生活动。最后写出过程

把面积及各条线段换成所代表的物理量，上式变成：又

解得

上式表示匀变速直线运动的位移与时间关系的公式，我们把它叫做位移公式。

也可以这样去想：图中梯形OABC的面积S也可以表示为矩形AOCD的面积S1和三角形CBD的面积S2之和，即，又，所以

把各线段用所表示的物理量代入，也可得匀变速直线运动的位移公式

几点说明：

1．匀变速直线运动的位移公式反映了位移与初速度、加速度、时间的关系； 2．位移公式是一个矢量式； 3．一般选取的方向为正方向，位移、加速度的方向与

方向相同，取正值，反之，取负值；

4．该公式只适用于匀变速直线运动；

5．初速度、位移和加速度必须相对同一参考系。

教师指出：以上分析过程，实质上体现了两个研究物理问题的基本思想，一是应用数学方法研究物理问题；二是把复杂的问题转换为简单问题，再去认识复杂的问题。

三、位移—时间图象

问题：位移与时间的关系也是可以用图象表示，这种图象叫做位移—时间图象，即图象。运用数学中的二次函数的知识，你能画出匀变速直线运动的四、例题分析 例题1：一辆汽车以速度是多少？

分析：我们研究的是汽车从开始加速到驶过

这个过程。以开始加速的位置为原点。由于汽车在加速行驶。整个的加速度行驶了，驶过了

。汽车开始加速度时的图象吗？

沿汽车前进的方向建立坐标轴。过程结束时汽车的位移加速度的方向与速度一致，也沿坐标轴的正方向，所以加速度取正号，即过程经历的时间是。

。汽车的运动是匀变速直线运动，待求的量是这个过程的初速度解 由可以解出

把已知数值代入

故汽车开始加速时的速度是例题2：一辆汽车以车过程的加速度大小是

。的初速度行驶，现因故刹车，并最终停止运动，已知汽车刹。则汽车从开始刹车经过

所通过的距离是多少？

；分析：对匀减速直线运动，若取初速度方向为正方向，则加速度就是负方向即其次是汽车在内，是否一直在做匀减速直线运动，还需要进行判断。

解 汽车停下所需要的时间是

说明时，汽车早以停止行驶，所以

内的位移就是的位移，由位移公式得

故汽车从开始刹车经过

所通过的距离是。

小结：这节课我们通过数学的极限思想，研究了匀变速直线运动的位移与时间的关系，并得到匀变速直线运动的位移公式。这种极限思想，希望同学能很好的去理解，在以后的物理学习过程还会用到。对位移公式的应用，一定要注意它是一个矢量式，以及公式中涉及到物理量必须相对同一参考系。

五、布置作业

课后“问题与练习”1、2、3。

教学反思：