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6 、匀变速直线运动位移与时间的关系. 问:用下面的方法估算行吗?. 思考与讨论:. 一次课上,老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录(见下表),表中“速度 v ” 一行是这位同学用某种方法(方法不详)得到的物体在 0 、 1 、 2 …… 5 几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。. 问:能不能根据表中的数据,用最简便的方法估算实验中小车从位置 0 到位置 5 的位移?.
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问:用下面的方法估算行吗? 思考与讨论: 一次课上,老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录(见下表),表中“速度v”一行是这位同学用某种方法(方法不详)得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。 问:能不能根据表中的数据,用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移? 为提高精确度,其中有一种方法请大家考虑:实验时时间间隔不是取0.1s,而是取得更小些,如0.06s,同样用这种方法误差会不会小一些?如取0.04s,0.02s……误差会怎样?
思考与讨论: 上述方法体现了一种科学的思想—— 先把过程无限分割,以“不变”近似代替“变”,然后再进行累加的思想 。 此科学思想方法能否应用到匀变速直线运动的v—t图象上?
v v t t 0 0 思考与讨论: 匀速直线运动的v—t图象与坐标轴围成的“面积”表示—— 位移 x=vt 匀变速直线运动的v—t图象与坐标轴围成的“面积”表示—— ?
(a)物体做匀变速直线运动的v—t图象 (b)每个△t内矩形的“面积”之和,可以粗略地表示整个运动过程的位移 (d)若△t→0,这些矩形“面积”之和就等于梯形“面积”,也就精确地代表整个运动的位移 (c)若△t取得更小,这些矩形“面积”之和就比较精确地代表整个运动的位移 思考与讨论:
又∵ 一、匀变速直线运动的位移 由图可知:梯形OABC的面积 把面积及各条线段换成所代表的物理量,上式变为: 由上两式可得匀变速直线运动的位移公式:
(3)若v0=0,则 一、匀变速直线运动的位移 对位移公式的理解: (1)反映了位移随时间的变化规律。 (2)因为υ0、a、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。(一般以υ0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. (4)代入数据时,各物理量的单位要统一.(一般用国际单位制中的单位)
由 可解出 例1、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? 解:取汽车运的方向为正方向,a=1m/s2 ,t=12s ,s=180m
由公式 得: 例2、以18m/s的速度行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,在3s内前进了36m,求汽车的加速度。 解:取汽车初速度的方向为正方向,v0=18m/s,s=36m,t=3s, 故汽车的加速度大小为4m/s2,方向与初速度方向相反。
所以由 知车的位移 例3、在平直公路上,一汽车的速度为15m/s。从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2m/s2的加速度运动,问刹车后10s末车离开始刹车点多远? 解:以汽车初速方向为正方向,v0=15m/sa=-2m/s2t=10s ×
得运动时间 由 所以由 知车的位移 例3、在平直公路上,一汽车的速度为15m/s。从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2m/s2的加速度运动,问刹车后10s末车离开始刹车点多远? 解:以汽车初速方向为正方向,v0=15m/sa=-2m/s2t=10s 设车从刹车到停止运动的时间为t0 说明刹车后7 .5s汽车停止运动。
x t 0 二、位移—时间图象(x—t图象) 1、匀速直线运动: x=vt 斜率表示—— 速度(v)
x t 0 二、位移—时间图象(x—t图象) 1、匀变速直线运动: 匀变速直线运动的x—t图象为曲线(抛物线)。 x—t图象为曲线,这与物体做直线运动相矛盾吗?