高中物理《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系》課件3（39張PPT）（新人教版必修1）ppt

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第3節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系,第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究,伽利略相信，自然界是簡(jiǎn)單的，自然規(guī)律也是簡(jiǎn)單的。我們研究問題，總是從最簡(jiǎn)單的開始，通過對(duì)簡(jiǎn)單問題的研究，認(rèn)識(shí)了許多復(fù)雜的規(guī)律，這是科學(xué)探究常用的一種方法。,最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。它的特征是什么？位移和時(shí)間有怎樣的關(guān)系？,問題,,勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移,位移,“面積”,勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移對(duì)應(yīng)v-t圖線與t軸所圍成的面積.,,=,2-3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移是否也有這種關(guān)系?,問題,一、用v-t圖象研究勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移,,勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移對(duì)應(yīng)v-t圖線與t軸所圍成的面積.,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移是否也對(duì)應(yīng)v-t圖象一定的面積？,,?…,我們需要研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移規(guī)律！,問題,解決,在初中時(shí)，我們?cè)?jīng)用“以直代曲”的方法，估測(cè)一段曲線的長(zhǎng)度。,將復(fù)雜問題抽象成一個(gè)我們熟悉的簡(jiǎn)單模型，利用這個(gè)模型的規(guī)律進(jìn)行近似研究,能得到接近真實(shí)值的研究結(jié)果。這是物理思想方法之一。,回顧,,,,,,,,,,,,,,,要研究變速運(yùn)動(dòng)的位移規(guī)律,我們已知?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)的位移規(guī)律,能否借鑒勻速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究變速運(yùn)動(dòng)？,,,復(fù)雜問題,簡(jiǎn)單模型,,,,化繁為簡(jiǎn)的思想方法,研究方法的探討,,復(fù)雜問題,簡(jiǎn)單模型,,,研究,化繁為簡(jiǎn)的思想方法,用簡(jiǎn)單模型去探究復(fù)雜問題,怎樣研究變速運(yùn)動(dòng)？,問題,變速運(yùn)動(dòng),勻速運(yùn)動(dòng),,在很短一段時(shí)間內(nèi)，化“變”為“不變”,化繁為簡(jiǎn)的思想方法,,怎樣研究變速運(yùn)動(dòng)？,在很短時(shí)間（⊿t）內(nèi)，將變速直線運(yùn)動(dòng)近似為勻速直線運(yùn)動(dòng)，利用x=vt計(jì)算每一段的位移，各段位移之和即為變速運(yùn)動(dòng)的位移。,問題,解決,思想方法：用簡(jiǎn)單模型來(lái)研究復(fù)雜問題,探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移,問題:一個(gè)物體以10m/s的速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s運(yùn)動(dòng)的位移。,,將運(yùn)動(dòng)分成時(shí)間相等（⊿t）的若干段，在⊿t內(nèi)，將物體視為勻速直線運(yùn)動(dòng)，每段位移之和即總位移。,方法：先微分再求總和,思路：,探究：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的兩段，即⊿t=2s內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。,在⊿t=2s內(nèi)，視為勻速直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)速度取多大？,問題,在⊿t=2s內(nèi)，視為勻速直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)速度取多大？,問題,可以取⊿t=2s內(nèi)的初速度或末速度，也可取中間任一點(diǎn)的速度,解決,,,探究1-1：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的兩段，即⊿t=2秒內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。,運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏?。?探究1----取⊿t的初速度研究,?,?,探究1-2：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的四段，即⊿t=1秒內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。,,,,,3,1,,,,,運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏小？,探究1----取⊿t的初速度研究,?,?,?,?,探究1-3：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的八段，即⊿t=0.5秒內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。,,,,,3,1,,,,,,,,,運(yùn)算結(jié)果與前兩次有何不同？,X=48m,X=52m,探究1----取⊿t的初速度研究,,,探究2-1：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的兩段，即⊿t=2秒內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。,運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏?。?探究2----取⊿t的末速度研究,,,,,探究2-2：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的四段，即⊿t=1秒內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。,,,,,3,1,運(yùn)算結(jié)果偏大還是偏?。?探究2----取⊿t的末速度研究,,,,,,,,,,,,,3,1,探究2-3：將運(yùn)動(dòng)分成等時(shí)的八段，即⊿t=0.5秒內(nèi)為勻速運(yùn)動(dòng)。,運(yùn)算結(jié)果與前兩次有何不同？,X=64m,X=60m,探究2----取⊿t的末速度研究,探究小結(jié)----圖象分析1,⊿t越小,估算值就越接近真實(shí)值!,X=48m,X=52m,X=54m,結(jié)論,?,(大于54m),,,,,,,,,,,探究小結(jié)----圖象分析2,,,,,3,1,⊿t越小,估算值就越接近真實(shí)值!,X=64m,X=60m,X=58m,結(jié)論,?,(小于58m),探究小結(jié)----數(shù)據(jù)分析,進(jìn)一步的探究數(shù)據(jù),55.75m＜x＜56.25m,問題：能看出真實(shí)值是多少嗎？,X=55.75m,X=56.25m,真實(shí)值：55.75m＜x＜56.25m,結(jié)論：在⊿t→0時(shí),誤差很小,估算值非常接近真實(shí)值。,探究結(jié)果,⊿t越小,誤差越小!探究過程的誤差是怎么形成的？,問題,誤差分析,取⊿t內(nèi)的初速度進(jìn)行運(yùn)算----,取⊿t內(nèi)的末速度進(jìn)行運(yùn)算----,如何解決,結(jié)果偏小,結(jié)果偏大,探究3----用⊿t內(nèi)中點(diǎn)的速度,說(shuō)明什么？,,,,,我們從v-t圖象中看到了什么？,探究小結(jié)----圖象分析3,,,,,,,,,3,1,,,,,,,,,3,1,X=60m,X=52m,X=56m,問題,1、如Δt非常小，所有小矩形的面積之和就能非常準(zhǔn)確地代表物體發(fā)生的位移。,探究總結(jié),2、如Δt非常非常小，所有小矩形的面積之和剛好等于v-t圖象下面的面積。,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示位移。,“無(wú)限逼近”的思維方法----極限思想,先微分再求總和的方法----微元法,,結(jié)論,2-3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系,一、用v-t圖象研究勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移,勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移對(duì)應(yīng)v-t圖線與t軸所圍成的面積.,二、用v-t圖象研究勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示位移。,從v-t圖象中，推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移規(guī)律。,,,,t,v,v0,,t,,vt,0,?…,做一做,通過圖象研究運(yùn)動(dòng)規(guī)律,,,,t,v,v0,,t,,vt,,0,梯形“面積”=位移,三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系,,vt=v0+at,,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移是時(shí)間的二次函數(shù)。,,x1=v0t,用v-t圖象解釋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,v,,,,t,v0,,t,,vt,0,,x=x1+x2,,,,t/2,,分割許多很小的時(shí)間間隔⊿t----,,⊿t內(nèi)是簡(jiǎn)單的勻速直線運(yùn)動(dòng)----,,所有⊿t內(nèi)的位移之和即總位移----,當(dāng)時(shí)間間隔無(wú)限減小(⊿t→0)時(shí)，平行于t軸的折線就趨近于物體的速度圖線，則速度圖線與t軸包圍的面積為勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移。,探究過程回顧,微分,化簡(jiǎn),求和,[例題]一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12s，駛過了180m。汽車開始加速時(shí)的速度是多少？,答：汽車開始加速時(shí)的速度是9m/s。。,解：由,得,做一做,一般應(yīng)該先用字母代表物理量進(jìn)行運(yùn)算，得出用已知量表示未知量的關(guān)系式，然后再把數(shù)值和單位代入式中，求出未知量的值。這樣做能夠清楚地看出未知量與已知量的關(guān)系，計(jì)算也簡(jiǎn)便。,計(jì)算題演算規(guī)范要求,2-3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系,本課小結(jié),一、用v-t圖象研究運(yùn)動(dòng)的位移,二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系,位移=“面積”,三、物理思想方法----極限思想；微元法,課后探究,t,0,v,,,,根據(jù)“探究小車運(yùn)動(dòng)規(guī)律”實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，作v-t圖象如圖所示。,1、小車做什么運(yùn)動(dòng)？2、如何求出小車運(yùn)動(dòng)的位移？,“分割和逼近”的方法在物理學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用。這是用簡(jiǎn)單模型研究復(fù)雜問題的常用方法。早在公元263年，魏晉時(shí)的數(shù)學(xué)家劉徽首創(chuàng)了“割圓術(shù)”——圓內(nèi)正多邊形的邊數(shù)越多，其周長(zhǎng)和面積就越接近圓的周長(zhǎng)和面積。,“無(wú)限逼近”的思維方法----極限思想,,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,