2.4匀变速直线运动位移与速度的关系导学案

2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系【学习目标】1、知道位移速度公式，会用公式解决实际问题。

2、掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间之间的相互关系，会用公式解决匀变速直线运动的问题。

【重点、难点分析】学习重点：会用公式解决匀变速直线运动的问题。

学习难点：灵活运用各种公式解决实际问题。

【自主学习】射击时，火药在枪筒内燃烧．燃气膨胀，推动弹头加速运动．我们把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动，假设子弹的加速度是25/105s m a ⨯=，枪筒长；x=0.64m ，运用以前的公式计算射出枪口时的速度．反思：这个问题中，已知条件和所求结果都不涉及 ，它只是一个中间量。

能不能根据at v v +=0和2021at t v x +=，直接得到位移x 与速度v 的关系呢？ 【合作探究】1、汽车以加速度a=2 m/s2做匀加速直线运动，经过A 点时其速度v A =3m/s,经过B 点时速度v B =15m/s ，则A 、B 之间的位移为多少？2、一艘快艇以2 m ／s 2的加速度在海面上做匀加速直线运动，快艇的初速度是6m ／s ．求这艘快艇在8s 末的速度和8s 内经过的位移．总结：公式ax v v at t v x at v v t 2,21,202200=-+=+=中包含五个物理量，它们分别为：初速度 v 0 和加速度 a ，运动时间 t ，位移 x 和末速度 v ，在解题过程中选用公式的基本方法为：1．如果题目中无位移 x ，也不让求位移，一般选用 公式；2．如果题中无末速度 v ，也不让求末速度，一般选用 公式；3．如果题中无运动时间 t ，也不让求运动时间，一般选用 公式； 注 ：匀变速运动中的各公式均是矢量式，注意各量的符号。

匀变速直线运动的平均速度 由匀变速直线运动的推导过程可知：t v v x )(210+=，根据平均速度的定义v =t x ，可联立得 .即在匀变速直线运动中，物体运动的平均速度等于 .又由匀速直线运动的速度公式at v v +=0，代入平均速度公式得： 即匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻速度。

第二章匀变速直线运动的研究第4节 匀变速直线运动的速度与位移的关系【学习目标】（1）理解匀变速直线运动的位移与速度的关系。

（2）掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间的关系，会用公式解决匀变直线运动的实际问题。

（3）提高对匀变速直线运动的分析能力，着重物理情景的过程，从而得到一般的学习方法和思维。

（4）培养学生将已学过的数学规律运用到物理当中，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。

【重点】匀变速直线运动的位移与速度公式的推导及其应用【难点】具体到实际问题当中对物理意义、情景的分析。

预习案【自主学习】射击时，火药在枪简内燃烧，燃气膨胀，推动弹头加速运动。

若把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动，假设子弹的加速度是a=5×l05m /s 2，枪筒长x=0.64m ，你能计算射出枪口时的速度吗？反思：这个问题中，已知条件和所求结果都不涉及 ，它只是一个中间量。

能不能根据at v v +=0和2021at t v x +=，直接得到位移x 与速度v 的关系呢？思考：在何种情况下用2202v v ax -=解题会简便一些？探究案【合作探究一】 位移—速度关系式的推导问题：匀变速直线运动的速度公式0v v at =+和位移公式2012x v t at =+如果消去时间t 会得到什么关系？得到的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿【合作探究二】 位移—速度关系式的理解问题：运用公式2202v v ax -=应注意的问题：（1）公式中v 、v 0、a 、x 均为矢量，一般先规定 为正方向，凡与正方向相同的取 ；待求量为正值时，与正方向 ，为负值时与正方向 。

（2）当0>a 时，为 运动；当0<a 时，为 运动；当00=v 时，公式为 。

针对训练1 物体做初速度v 0=4m/s ，加速度a =2m/s 2的匀变速直线运动，求位移x =45m 时的速度v 。

【合作探究三】 匀变速直线运动的位移中点速度公式的推导及应用问题: 在匀变速直线运动中，对于一段位移x ，设初速度为v 0，末速度为v ，加速度为a ，证明位移中点的瞬时速度/2x v =针对训练 2 做匀加速直线运动的列车出站时，车头经过站台时的速度为1m/s ，车尾经过站台时速度为7m/s ，则车身的中部经过站台的速度为 ( )A ．3.5m/sB ．4m/sC ．5m/sD ．5.5m/s【合作探究四】 位移—速度关系式的应用问题：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5.0m/s 2， 所需的起飞速度为50m/s ，跑道长100m 。

在前面的学习中，我们分别知道了做匀变速直线运动物体的：速度与时间关系：v t=v0+at（提问）位移与时间的关系：x=v0t+1/2at2（提问）请两位同学上黑板分别来完成一下这两个公式。

要想简单准确地描述物体的运动，只有这两个关系式并不够，我们还需要知道物体的位移与速度的关系。

好！我们看课本P.41页的一道例题，通过这道例题，我们来一起推导做匀变速直线运动物体的位移-速度关系式。

射击时，火药在枪筒中燃烧。

燃气膨胀，推动弹头加速运动。

如果把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动，子弹的加速度是a=5*105m/s2,枪筒长x=0.64m,我们计算子弹射出枪口时的速度。

我们用两种方法来解这道题目。

第一种：传统方法。

利用位移-时间关系式，先求出时间t，然后再将时间t代入速度—时间关系式中，求出子弹离开枪口的末速度v t。

解：x= v0t+1/2at2=1/2*5*105*t2=0.64→t=(1.28/5*105)1/2v t=v0+at=5*105*(1.28/5*105)1/2第二种：推倒关系式。

可以看出，在第一种方法中，时间t是一个中间变量，被算出来后又被代入到公式中去，和结果并不直接相关。

所以在这个问题中，我们把t从v t=v0+at和x=v0t+1/2at2中消去，从而直接得到速度v和位移x 的关系。

那么，具体步骤：所以，这道题目中，v=（2ax+v02）1/2=（2*5*105*0.64+0）1/2=800m/s如果问题的已知量和未知量都不涉及时间，利用位移—速度关系式去求解更加方便。

（时间t是唯一的准绳。

）好，那么例一是一个加速过程，同学们可以仿照例一的解法去做一下例二。

那么我们说，例二是一个减速的过程。

这节的公式中最容易出现问题的地方就是加速度a的正负号问题。

如果物体做加速运动，加速度符号定为正号；如果物体做减速运动，加速度符号定为负号。

2.4匀变速直线运动位移与速度的关系学习目标:1、知道位移速度公式，会用公式解决实际问题。

2、掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间之间的相互关系，会用公式解决匀变速直线运动的问题。

学习内容:一、匀变速直线运动的位移与速度的关系 1．公式：ax v v t 2202=- 2．推导：3．物理意义：二、推论：匀变速直线运动 中间位移速度某段位移内中间位置的瞬时速度2X v 与这段位移的初、末速度0v 与t v 的关系为：()220221t x v v v +=【例一】射击时，火药在枪简内燃烧．燃气膨胀，推动弹头加速运动．我们把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动，假设子弹的加速度是a=5×l05m ／s 2，枪筒长：x=0.64m ，计算子弹射出枪口时的速度．【例二】汽车以加速度a=2 m/s 2做匀加速直线运动，经过A 点时其速度v A =3m/s,经过B 点时速度v B =15m/s ，则A 、B 之间的位移为多少？【例三】由静止开始做匀加速直线运动的物体, 已知经过x 位移时的速度是v ，求位移为x/3时的速度v ’ 是多大？【例四】做匀加速直线运动的列车驶出车站，车头经过站台上的工作人员面前时，速度大小为s m /1，车尾经过该工作人员时，速度大小为s m /7。

若该工作人员一直站在原地没有动，则车身的正中部经过他面前时的速度大小为多少？【例五】如图所示，物体以4 m/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 .已知v A ∶v C ＝4∶3，从C 点到B 点历时(3－2) s ，试求：(1)到达斜面最高点B 时的速度；(2)斜面的长度．匀变速直线运动小结：基本公式：1．速度与时间关系：2．位移与时间关系：3．速度与位移关系：推论：1．t时间内平均速度（中间时刻速度）：2．相邻相等时间内位移增量：3．中间位移速度：课堂练习1．一辆载满乘客的客机由于某种原因紧急着陆，着陆时的加速度大小为6m/s2，着陆前的速度为60m/s，问飞机着陆后12s内滑行的距离为多大？2．一个做匀加速直线运动的物体，初速度v=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？3．一质点做初速度为零的匀加速直线运动，若在第3秒末至第5秒末的位移为40m，则质点在前4秒的位移为多少？4．滑雪运动员由静止从A点匀加速下滑，随后在水平面上做匀减速直线运动，最后停止于C点，已知AB=4m，BC=6m，整个运动用时10s，则沿AB和BC运动的加速度a1、a2大小分别是多少？5．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/s2，求飞机从静止到起飞成功需要跑道最小长度为多少？6．一个做匀加速直线运动的物体，连续通过两段长为s的位移所用的时间分别为t1、t2，求物体的加速度？7．从斜面上某位置，每隔0.1 s释放一个小球，在连续释放几个后，对在斜面上的小球拍下照片，如图所示，测得x AB =15 cm，x BC =20 cm，试求（1）小球的加速度.（2）拍摄时B球的速度v B=?（3）拍摄时x CD=?课后练习1．一辆农用“小四轮”漏油，假如每隔1 s漏下一滴，车在平直公路上行驶，一同学根据漏在路面上的油滴分布情况，分析“小四轮”的运动情况(已知车的运动方向)．下列说法正确的是（）A．当沿运动方向油滴始终均匀分布时，车可能做匀速直线运动B．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车一定在做匀加速直线运动C．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度可能在减小D．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度可能在增大2．质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x＝5t＋t2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点( )A．第1 s内的位移是5 mB．前2 s内的平均速度是6 m/sC．任意相邻的1 s内位移差都是1 mD．任意1 s内的速度增量都是2 m/s3．汽车由静止开始做匀加速直线运动，速度达到v时立即做匀减速直线运动，最后停止，运动的全部时间为t，则汽车通过的全部位移为（）A.13v t B.12v tC.23v t D.14v t4.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)/2B．小于(v0＋v)/2C．大于(v0＋v)/2D．条件不足，无法比较5．在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，取一段如图2－9所示的纸带研究其运动情况．设O点为计数的起始点，在四个连续的计数点中，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，若物体做理想的匀加速直线运动，则计数点“A”与起始点O 之间的距离x1为________cm，打计数点“A”时物体的瞬时速度为________m/s，物体的加速度为________m/s2. 6．做匀加速直线运动的物体，从某时刻起，在第3 s内和第4 s内的位移分别是21 m和27 m，求加速度和“开始计时”时的速度．7．在一次救援当中，为了救助伤员，直升机需要悬停在800 m的高空，用绳索将伤员从地面拉起，假设在某一次救助伤员时，悬绳以0.4 m/s2的加速度将静止于地面的伤员拉起，达到4 m/s的速度时，变为匀速上升，试求：(1)伤员加速运动的时间和位移；(2)伤员从地面到直升机需要多长时间．。

第2.4课 匀变速直线运动的位移与速度的关系一、匀变速直线运动的位移与速度的关系1.位移与速度的关系式:____________，若v0=0，则v2=2ax 。

2.公式推导:说明:如果匀变速运动的已知量和未知量都不涉及时间，则利用公式 求解问题时，往往比用其他公式解题方便。

二、匀变速直线运动的三个基本公式 1.速度公式:v=v0+at 。

2.位移公式: 。

3.位移与速度关系式: 。

答案：ax v v 2202=- ax v 22= at v v +=0 2021at t v x += ax v v 2202=-考点一 对速度-位移公式的理解一、两个导出公式1.速度位移公式：2202v v ax -=2.平均速度公式： 02v vv += 二、公式的选用原则1.能用推导公式求解的物理量，用基本公式肯定可以求解，但有些问题往往用推导公式更方便些.2.这两公式适用于匀变速直线运动，不仅适用于单方向的匀加速或匀减速（末速度为零）直线运动，也适用于先做匀减速直线运动再反方向做匀加速直线运动而整个过程是匀变速直线运动（如竖直上抛运动）的运动.使用公式时注意矢量（v 0、v t 、a 、x ）的方向性，通常选v 0的方向为正方向，与v 0相反的方向为负方向.【例题】汽车从A 点由静止开始沿直线AC 做匀速直线运动，第4 s 末通过C 点时关闭发动机，做匀减速运动，再经过6 s 到达B 点时停止。

已知AB 长30 m ，则下列说法错误的是（ ） A.通过C 点时的速度大小为3 m/s B.通过C 点时的速度大小为6 m/s C.通过AC 段的位移为12 mD.汽车在AC 、CB 两段的平均速度大小相同 【答案】A【解析】设汽车通过C 点时的速度为v ，根据x ＝v t ＝20v v +t 得x AC ＝21vt ，x CB ＝22vt，由x AB ＝x AC ＋x CB ＝2v （t 1＋t 2）＝30 m ，得汽车通过C 点时的速度为v ＝6 m/s ，B 正确；x AC ＝21vt＝12 m ，x CB ＝22vt ＝18 m ，C 正确；由v ＝t x ＝412m/s ＝618m/s ＝3 m/s 知汽车在AC 与CB 两段的平均速度大小相同，D 正确。

匀变速直线运动的速度与位移的关系教学目标一、知识与技能1.知道位移速度公式，理解公式的物理含义，会用公式解决实际问题。

2.知道匀变速直线运动的平均速度公式。

3.理解匀变速直线运动的规律，灵活运用各种公式解决实际问题。

二、过程与方法在匀变速直线运动规律学习中，让学生通过自己的分析得到结论。

三、情感、态度与价值观让学生学会学习，在学习中体验获得成功的兴奋。

教学重点、难点教学重点位移速度公式及平均速度公式推导及理解。

教学难点位移速度公式及平均速度公式理解、应用。

教学过程：一、导入新课复习回顾：学生回答教师提出的问题，教师板书。

1.加速度的定义式：v a t∆=∆错误!未找到引用源。

2.匀变速直线运动的速度公式：0v v at =+错误!未找到引用源。

3.匀变速直线运动的位移公式：2021at t v x += 4.直线运动的位移公式：x vt =错误!未找到引用源。

教师导入：上节课我们探究了匀变速直线运动的位移与时间的关系，并推导出了匀变速直线运动的位移－时间公式。

这节课我们继续探究匀变速直线运动的位移与速度的关系。

板书：2.4 匀变速直线运动的位移与速度的关系二、进行新课（一）匀变速直线运动的位移与速度的关系1. 匀变速直线运动的位移与速度的关系的导出。

教师导入：我们分别学习了匀变速直线运动的位移与时间的关系、速度与时间的关系，有时还要知道物体的位移与速度的关系，请同学们根据上面的公式推导出匀变速直线运动的位移与速度的关系。

教师活动：让一位同学去黑板推导匀变速直线运动的位移与速度的关系。

学生活动：推导匀变速直线运动的位移与速度的关系公式。

教师活动：对学生进行鼓励性评价，并展示匀变速直线运动的位移与速度的关系式的推导过程。

匀变速直线运动的位移与速度的关系式推导过程：由0v v at =+错误!未找到引用源。

得，0v v t a-=。

把0v v t a -=错误!未找到引用源。

代入2021at t v x +=得ax v v 2202=-。

匀变速直线运动的位移与速度的关系一，速度与位移的关系： 我们知道2001,2t v v at s v t at =+=+消去两式中的时间t ，得到2202t v v as -=我们已知道两个位移公式：2012s v t at =+和2202t v v as -=（1）以上两式仅适用于匀变速直线运动。

（2）解题时选择哪一个公式求解，要看已知量情况，因为前式中无t v ，后式中无t ，故选 择公式时应尽量减少未知量。

（3）本节中所有公式皆为矢量式，除时间t 外，所有物理量皆为矢量，因此在解题时，要 确定一个正方向，常选初速度方向为正方向，其余矢量依据其与0v 方向的关系（即相 同或相反），分别代入“+”、“—”，如果某个量是待求的，可选假定其为“+”，最后根 据结果的“+”、“—”确定实际方向。

二，匀变速直线运动的规律：1、v 0=0的匀加速直线运动的物体，T 秒末、2T 秒末、3 T 秒末…nT 秒末的瞬时速度之比为 v 1：v 2：v 3：…：v n =1：2：3：…：n2、v 0=0的匀加速直线运动的物体，T 秒内、2T 秒内、3 T 秒内…nT 秒内的位移之比为 x 1：x 2：x 3：…：x n =12：22：32：…：n 23、v 0=0的匀加速直线运动的物体，第一个T 秒内、第二个T 秒内、第三个T 秒内、…第n 个T 秒内的位移之比为x Ⅰ：x Ⅱ：x Ⅲ：…：x N =1：3：5：…：（2N －1）4、v 0=0的匀加速直线运动的物体，通过连续相邻相等位移所需时间之比为 t 1：t 2：t 3：…：t n =1：(2－1)：（3－2）：…：（N －1－N ）5、匀变速直线运动的物体在连续相邻相等的时间（T ）内的位移之差为一恒定值，即△X=aT 26、匀变速直线运动的物体在某段位移中间位置的瞬时速度与这段位移初、末速度的关系为v 2x =2220tv v +7、匀变速直线运动的物体在某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即v2t =_v =20tv v +8、v t =0的匀减速直线运动可等效看成反向v 0=0的匀加速直线运动例1：一个物体以初速度0v 从斜面上滑下，滑到斜面底端时速度为t v ，则它滑到斜面中点时 速度是多大？例2：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/s2，求飞机从静止到起飞成功需要跑道最小长度为多少？例3：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。

高一年级物理导学案2-4匀变速直线运动的位移与速度的关系第三周第 1 节编制人：郑光久校审人：柏建军印刷批准人：马林班级：姓名：小组编号：（预习案）【学习目标】1．知道位移速度公式，会用公式解决实际问题。

2．掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间之间的相互关系，会用公式解决匀变速直线运动的问题。

【基础检测】1.做匀变速直线运动的物体速度公式为________ ___，2.做匀变速直线运动的物体位移公式为__ ______。

【自主学习】匀变速直线运动的位移速度关系是________ __ _。

【预习自测】1．一艘快艇以2 m／s2的加速度在海面上做匀加速直线运动，快艇的初速度是6m ／s．求这艘快艇在8s末的速度和8s内经过的位移．2．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4 m/s2，求飞机从静止到起飞成功需要跑道最小长度为多少？3．以20m/s的速度作匀速直线运动的汽车，制动后能在2m内停下来，如果该汽车以40m/s的速度行驶，则它的制动距离应该是多少？【知识链接】防止超速的奇招汽车在行驶中遇到紧急情况就要刹车，学习了匀变速直线运动规律我们知道，刹车过程的长短与汽车行驶时的速度有直接的关系，高速行驶的汽车很难在短时间内刹车。

在现代生活中超速驾车狂奔已成为一大公害。

每分钟在全世界都有车祸发生.设计汽车的人们绞尽脑汁提高刹车性能：提高轮胎与路面的动摩擦因数，虽然收到一定效果，但车祸仍未减少。

有些人就在减少汽车的行驶速度上下工夫。

马来西亚柔佛州山川秀丽，景色优美，路边竖着不少交通牌和安全标语：“阁下，驾驶汽车不超过30英里，可以饱览本地美丽景色；超过60英里，请到法庭做客；超过80英里，欢迎光临本地最先进的医院；超过100英里，请君安息吧！”文字幽默，苦口婆心，十分引人注意。

德国交通管理部门对超速行驶者不采取通常的罚金和制裁手段，而是将车扣住，停在停车场，由警察用车子把司机送到离城10千米以外的荒郊野岭，让他步行返回，以示惩戒。

2020-2021学年高一物理人教版必修1学案：2.4匀变速直线运动的速度与位移的关系含解析4匀变速直线运动的速度与位移的关系1．匀变速直线运动的速度公式为v＝v0＋at,位移公式为x＝v0t ＋错误!at2，由以上两个公式消去时间t,就可以得出匀变速直线运动的位移与速度的关系式v2－v错误!＝2ax。

做匀变速直线运动的物体,初速度为v0,经过一段位移后的速度为v，则物体经过这段位移中点时的速度v中点多大？提示：根据v2－v2，0＝2ax，v2，中点－v2，0＝2a×错误!，消去ax，得v＝错误!。

中点2．推论公式v2－v错误!＝2ax中涉及的四个物理量均是矢量，应用它解题时一般取v0方向为正方向，其他物理量的正、负根据与规定的正方向的关系确定．3．某物体的初速度为v0,以加速度a做匀加速直线运动，如果要它的速度增加到初速度的n倍，则物体的位移是错误!.某汽车以5 m/s的初速度开始由斜坡顶端向下加速运动，已知汽车运动的加速度为1 m/s2，汽车到达斜坡底端的速度为15 m/s，求斜坡的长度．答案：100 m考点一匀变速直线运动的速度与位移的关系(1)公式推导根据匀变速直线运动的基本公式v＝v0＋at，x＝v0t＋12at2，消去时间t得v2－v错误!＝2ax,即为匀变速直线运动的速度-位移关系．（2)对v2－v错误!＝2ax的理解①位移和速度的关系式为矢量式，它对匀减速直线运动也成立,一般规定初速度v0方向为正方向，当物体做匀加速直线运动时,a取正值;当物体做匀减速直线运动时，a取负值．x>0说明位移的方向与初速度方向相同，x<0说明位移的方向与初速度方向相反．②当v0＝0时，公式简化为v2＝2ax.当加速度一定时，可通过位移求解末速度或通过末速度求解位移．③当v＝0时,公式简化为－v错误!＝2ax。

当加速度一定时,可通过位移求解初速度或通过初速度求解位移．【例1】一物体由静止开始做匀加速直线运动,当其位移为x 时速度为v，则当位移为错误!时物体的速度v′为多大？物体在做匀加速直线运动的过程中，加速度不变，本题没有涉及时间，也不需要求时间，故可根据速度—位移关系式求解．【解析】由匀变速直线运动的速度—位移关系式v2－v错误!＝2ax和v0＝0，可得v2＝2ax,即v∝错误!所以错误!＝错误!＝错误!＝错误!故位移为错误!时物体的速度v′＝错误!v。