第一篇:2.3勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系
2.4:勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系
課型:新課 執(zhí)筆人:陳水兵 審核人:物理教研組 時(shí)間: 2012.10.10 學(xué)習(xí)目標(biāo):本節(jié)研究勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系,并用語言、公式、圖象進(jìn)行描述.體會公式表述和圖象表述的優(yōu)越性,為進(jìn)一步應(yīng)用規(guī)律奠定基礎(chǔ),體會數(shù)學(xué)在處理問題中的重要性.本節(jié)公式和推論較多,且公式間有相互聯(lián)系,要分清公式的應(yīng)用條件和前提,不可亂套公式,在物理過程比較復(fù)雜時(shí)可以分解過程,一一突破并建立相關(guān)聯(lián)系,必要時(shí)可借助圖象進(jìn)行分析比較.自主探究:1.勻變速直線運(yùn)動的位移時(shí)間關(guān)系公式是怎樣得出的?
2.在勻變速直線運(yùn)動中各個(gè)矢量的方向如何確定?
3.如何正確選用勻變速直線運(yùn)動的三個(gè)公式?
自主學(xué)習(xí):
1.勻變速直線運(yùn)動的位移(1)勻變速直線運(yùn)動的v-t圖象,是一條____________,并且斜率的大小表示____________.(2)在勻變速直線運(yùn)動的v-t圖象中,圖線與時(shí)間軸所包圍的面積在數(shù)值上等于____________的大小.(3)在勻變速直線運(yùn)動中,位移與時(shí)間的關(guān)系是:____________.式中v0表示____________,a表示____________.2.勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系
(1)在勻變速直線運(yùn)動中,在v=v0+at和x=v0t+
2at兩式中消去____________,可得位移2與速度的關(guān)系是:____________.22(2)如果問題的已知量和未知量都____________,利用v-v0=2ax求解,往往會使問題變得簡單、方便.重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)解析
1.勻變速直線運(yùn)動三個(gè)基本公式的選用
公式v=v0+at,x=v0t+
2at,v-v02=2ax,三個(gè)公式中包含五個(gè)物理量:初速度v0、加2速度a、運(yùn)動時(shí)間t、末速度v、位移x,已知其中任意三個(gè)物理量,可求出其余兩個(gè).在解題過程中選用公式的基本方法是:
(1)若題目相關(guān)物理量無位移,選用公式v=v0+at.(2)若題目相關(guān)物理量無時(shí)間,一般選用公式v2-v02=2ax.(3)若題目相關(guān)物理量無末速度,一般選公式x=v0t+
12at.22.勻變速直線運(yùn)動的幾個(gè)常用推論
(1)任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔T內(nèi),位移之差是常量,即Δx=x2-x1=aT2
推導(dǎo):如圖
(2)中點(diǎn)時(shí)刻的速度公式:在一段時(shí)間內(nèi),中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,還等于這段時(shí)間初末速度矢量和的一半,即v?vvt?v0?22.推導(dǎo):如圖
由勻變速直線運(yùn)動的v-t圖象可知下圖時(shí)間t內(nèi)的位移
是
所以這段時(shí)間的平均速度
.綜合以上分析得出平均速度
.(3)中點(diǎn)位置的速度公式
(4)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動的公式 位移公式: 速度公式:
速度位移關(guān)系式:平均速度公式:
①在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為:x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(推導(dǎo):設(shè)時(shí)間間隔為t,則
②通過連續(xù)相等時(shí)間時(shí)速度之比
③在前1T、2T、3T、4T、5T、6T 通過的位移之比
④通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比
⑤通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)速度之比
例題剖析
2n-1)
應(yīng)用點(diǎn)一:位移與速度關(guān)系的應(yīng)用
例1:航天飛機(jī)著陸時(shí)速度很大,可用阻力傘使它減速.假設(shè)一架航天飛機(jī)在一條筆直的水平跑道上著陸,剛著陸時(shí)速度為100 m/s,在著陸的同時(shí)立即打開阻力傘,加上地面的摩擦作用,產(chǎn)生大小為4 m/s2的加速度.研究一下,這條跑道至少要多長?
練習(xí)1一輛正以8 m/s的速度沿直線行駛的汽車,突然以1 m/s2的加速度加速.求汽車加速行駛了18 m時(shí)的速度.應(yīng)用點(diǎn)二:利用v-t圖象分析勻變速直線運(yùn)動問題
例2:甲、乙兩人同時(shí)由A地沿直線向B地運(yùn)動,他們初速度相同,甲先勻加速再勻減速到達(dá)B地,乙先勻減速再勻加速到達(dá)B地,他們到達(dá)B地時(shí),速度均和初速度相同,試分析甲、乙兩人誰先到達(dá)B地?
練習(xí)2 某物體做直線運(yùn)動,物體的速度—時(shí)間圖線如圖所示,若初速度的大小為v0,末速度的大小為v,則在時(shí)間t1內(nèi)物體的平均速度是()
A.等于(v0+v)/2
B.小于(v0+v)/2 C.大于(v0+v)/2
D.條件不足,無法比較 夯實(shí)基礎(chǔ)
1.一物體做勻變速直線運(yùn)動,下列說法中正確的是()
A.物體的末速度一定與時(shí)間成正比B.物體的位移一定與時(shí)間的平方成正比 C.物體的速度在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的變化量與這段時(shí)間成正比
D.若為勻加速運(yùn)動,速度和位移都隨時(shí)間增加;若為勻減速運(yùn)動,速度和位移都隨時(shí)間減小
2.一物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,在t s內(nèi)經(jīng)過的位移為x m,則它從靜止開始經(jīng)
x m所用的時(shí)間為()4A.t B.t C.t
D.2t 23.做勻減速直線運(yùn)動的物體經(jīng)過4 s后停止,若在
A.v0?v 2
B.v0?v 2
C.2v0?atD.v0+at
6.2006年我國自行研制的“梟龍”戰(zhàn)機(jī)04架在四川某地試飛成功.假設(shè)該戰(zhàn)機(jī)起飛前從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,達(dá)到起飛速度v所需的時(shí)間為t,則起飛前的運(yùn)動距離為()
A.vt
B.vt 2
C.2vt
D.不能確定
7.物體的初速度是v0,以不變的加速度a做直線運(yùn)動,如果要使速度增加到初速度的n倍,則經(jīng)過的位移是()
vA.0(n2-1)
2a12 at22vB.0(n-1)
2a12 at22vC.0n2
2a2
vD.0(n-1)2 2a12at 228.一質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動,加速度為a,t秒末的速度為v,則t秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為()A.x=vt+
B.x=vt-
C.x=vt
D.x=9.甲乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運(yùn)動,t=0時(shí)刻同時(shí)經(jīng)過公路旁的同一個(gè)路標(biāo).在描述兩車運(yùn)動的v-t圖中(如圖2-3-13),直線a、b分別描述了甲乙兩車在0~20 s的運(yùn)動情況.關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系,下列說法正確的是()
A.在0~10 s內(nèi)兩車逐漸靠近
B.在10~20 s內(nèi)兩車逐漸遠(yuǎn)離
C.在5~15 s內(nèi)兩車的位移相等
D.在t=10 s時(shí)兩車在公路上相遇
10.兩輛完全相同的汽車,沿水平直路一前一后勻速行駛,速度均為v0.若前車突然以恒定的加速度剎車,在它剛停車時(shí),后車以前車剎車時(shí)的加速度開始剎車.已知前車在剎車過程中所行駛的距離為s,若要保證兩輛車在上述情況中不相撞,則兩車在勻速行駛時(shí)保持的距離至少為()
A.s
B.2s
C.3s
D.4s
11.自行車以4 m/s的初速度勻減速滑上一個(gè)斜坡,加速度的大小為0.2 m/s2,斜坡長20 m,則自行車通過斜坡所需的時(shí)間是多少?
12.汽車進(jìn)站關(guān)閉發(fā)動機(jī)做勻減速直線運(yùn)動,當(dāng)滑行x1=30 m時(shí),速度恰好減為初速度的一半,接著又滑行了t2=20 s才停止.求:汽車滑行的總時(shí)間t,關(guān)閉發(fā)動機(jī)時(shí)的速度v0和總位移x.13.汽車以10 m/s的速度在平直公路上勻速行駛,剎車后經(jīng)2 s速度變?yōu)? m/s,求:(1)剎車后2 s內(nèi)前進(jìn)的距離及剎車過程中的加速度;(2)剎車后前進(jìn)9 m所用的時(shí)間;(3)剎車后8 s內(nèi)前進(jìn)的距離.
第二篇:第四節(jié)勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系[定稿]
高一物理教學(xué)案
§2.4勻變速直線運(yùn)動位移與速度的關(guān)系
編寫人:劉俊保2010、7、2
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1、掌握勻變速直線運(yùn)動的速度——位移公式
2、會推導(dǎo)公式v2-v20=2ax3、會靈活運(yùn)用合適的公式解決實(shí)際的的問題
4、通過解決實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用物理規(guī)律,解決問題和實(shí)際分析結(jié)果的能力
重點(diǎn):推導(dǎo)公式v2-v20=2ax會靈活運(yùn)用合適的公式解決實(shí)際的的問題 教學(xué)過程:
探究:勻變速直線運(yùn)動位移與速度的關(guān)系
試根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的速度時(shí)間關(guān)系和位移時(shí)間關(guān)系解決下列問題。射擊時(shí),子彈在槍膛中的運(yùn)動可以看作勻加速直線運(yùn)動,子彈的加速度是
a?5?105m/s,槍筒長x?0.64m,試計(jì)算子彈剛射出槍膛時(shí)的速度?
思考:解題過程中時(shí)間t起到什么作用,能否直接推導(dǎo)出位移x和速度v的關(guān)系?
小結(jié):勻變速直線運(yùn)動位移速度的關(guān)系式是:
例題:某飛機(jī)著陸時(shí)的速度是216km/h,隨后勻減速滑行,加速度的大小是
2m/s2。機(jī)場的跑道至少要多長才能使飛機(jī)安全的停下來? 解:
小結(jié):應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動規(guī)律解題的一般步驟。
鞏固練習(xí)
1、一輛卡車急剎車時(shí)的加速度大小是5m/s2,若要求在急剎車后22.5m內(nèi)停下,則它行駛的速度不能超過多少km/h。
2、一架滿載乘客的客機(jī)由于某種原因緊急著陸,著陸前的速度大小是60m/s,要求飛機(jī)在跑道上至多滑行300m,則飛機(jī)的加速度至少多大才能安全著陸。
3、一輛小車正以8m/s的速度沿直線行駛,突然以2m/s2做勻加速運(yùn)動,則汽車行駛9m的速度是多大?此過程經(jīng)歷的時(shí)間是多長?
4、自行車以5米/秒的速度行駛,到路口3~4米遠(yuǎn)處時(shí),見到紅燈,騎車人 立即剎車,經(jīng)2秒后停下,若自行車的運(yùn)動看作勻減速直線運(yùn)動,則他是否會超過停車線?
作業(yè):書后問題與練習(xí)1、2、3
第三篇:2、4勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系
2、4 勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系
一【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、知道位移速度公式,會用公式解決實(shí)際問題。
2、知道勻變速直線運(yùn)動的其它一些擴(kuò)展公式。
3、牢牢把握勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,靈活運(yùn)用各種公式解決實(shí)際問題。三【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1、v2-v20=2ax的應(yīng)用
證明:
三【新知呈現(xiàn)】
【典型例題1】某飛機(jī)起飛的速度是50m/s,在跑道上加速時(shí)可能產(chǎn)生的最大加速度是4m/s
2,求飛機(jī)從靜止到起飛成功需要跑道最小長度為多少? 【答案】312.5m
【反饋練習(xí)1】某型號的艦載飛機(jī)在航空母艦的跑道上加速時(shí),發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的最大加速度為5m/s2,所需的起飛速度為50m/s,跑道長100m。通過計(jì)算判斷,飛機(jī)能否靠自身的發(fā)動機(jī)從艦上起飛?為了使飛機(jī)在開始滑行時(shí)就有一定的初速度,航空母艦裝有彈射裝置。對于該型號的艦載飛機(jī),彈射系統(tǒng)必須使它具有多大的初速度?【答案】不能、39m/s2、勻變速直線運(yùn)動的幾個(gè)重要推論
(1)勻變速直線運(yùn)動的平均速度等于始末速度的平均值。證明:
【典型例題2】一輛正在勻加速行駛的汽車在5s內(nèi)先后經(jīng)過路旁兩個(gè)相距50m的電線桿。它經(jīng)過第2根的速度為15m/s,求它經(jīng)過第1根電線桿的速度及行駛的加速度。(至少用兩種方法求解)
【答案】V1=5m/s,a=2m/s
23【反饋練習(xí)2】汽車從甲地由靜止出發(fā),沿直線運(yùn)動到丙地,乙地在甲丙兩地的中點(diǎn),汽車從甲地勻加速直線運(yùn)動到乙地,經(jīng)過乙的速度為60km/h,接著又從乙地勻加速到丙地,到丙地時(shí)的速度為120km/h,求汽車從甲地到丙地的平均速度?!敬鸢浮?5km/h
(2)做勻變速直線運(yùn)動的物體,在某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度在數(shù)值上等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度。即Vt/2=V
證明:
【結(jié)論】:做勻變速直線運(yùn)動的物體,在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度在數(shù)值上等于其中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度
【典型例題3】一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動的物體,初速度
v0=2.0m/s,它在第3秒內(nèi)通過的位移為4.5m,則它的加速
度為多少?【答案】1m/s2
【反饋練習(xí)3】一輛小車做勻加速直線運(yùn)動,歷時(shí)5s。已知小車前3s內(nèi)的位移是7.2m,后3s內(nèi)的位移為16.8m,試求小車的加速度。
(3)勻變速直線運(yùn)動中,某段位移中點(diǎn)瞬時(shí)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。
證明:
【典型例題4】如圖所示,物體以4m/s的速度自斜面底端A點(diǎn)滑上光滑斜面,途經(jīng)斜面中點(diǎn)C,到達(dá)斜面最高點(diǎn)B。已【反饋練習(xí)5】
一物體做勻加速直線運(yùn)動,已知在相鄰的兩個(gè)1s內(nèi)通過的位移分別為1.2m和3.2m,求物體的加速度a和相鄰的兩個(gè)1s內(nèi)的初、末速度v1、知VA:VC=4:3,從C到B點(diǎn)歷時(shí)(2)s,試求:(1)到達(dá)斜面最高點(diǎn)的速度;(2)斜面的長度
【答案】()vB= m/s(2)7m
【反饋練習(xí)4】有一物體做初初速為零,加速度為10m/s
2運(yùn)動,當(dāng)運(yùn)動到2m處和4m處的瞬時(shí)速度分別是V1 和 V2,則
v1:v2等于
A.1:1B.1:2C.1:2D.1:
3證明:
(4)做勻變速直線運(yùn)動的物體,在任意相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差是個(gè)恒量,△S=at2
證明:
推廣:做勻變速直線運(yùn)動的物體,任意兩個(gè)相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差S2
M-SN=(M-N)at
【典型例題5】一物體正在做勻變速直線運(yùn)動,在第1s內(nèi)和第3s內(nèi)通過的路程分別為2m和4m,求:(1)第2秒末的速度v2(2)3s內(nèi)的平均速度?【答案】(1)v2=3.5m/s(2)2m/s。
v2、v3。
(5)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,將時(shí)間t等分①1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)、……ns內(nèi)物體的位移之比S
21:S2:S3:…:Sn=1:4:9:…:n
②第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)、…第ns內(nèi)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末的即時(shí)速度之比v1:v2:v3:…:v
n=1:2:3:…:n
④第1m、第2m、第3m……所用的時(shí)間之比為1∶
2?1證明:
【典型例題6】觀察者站在列車第一節(jié)車廂前端一側(cè)的地面上,列車由靜止開始勻加速直線運(yùn)動,測得第一節(jié)車廂通過他用了5秒,列車全部通過他用了20秒,則列車一共有幾節(jié)車廂?(車廂等長且不計(jì)車廂間距)【答案】解16節(jié)
【反饋練習(xí)6】完全相同的三個(gè)木塊,固定在水平地面上,一顆子彈以速度v水平射入,子彈穿透三塊木塊后速度恰好為零,設(shè)子彈在木塊內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動,則子彈穿透三木塊所用的時(shí)間之比是;如果木塊厚度不同,子彈穿透三木塊所用的時(shí)間相同,則三木塊的厚度之比是
(子彈在三木塊中做勻減速直線運(yùn)動的加速度是一樣的)
【同步測評】
1.火車從車站由靜止開出做勻加速直線運(yùn)動,最初一分鐘行駛540米,則它在最初l0秒行駛的距離是()A.90米B.45米C.30米D.15米
2.一物體由靜止沿光滑斜面勻加速下滑距離為L時(shí),速度為V,當(dāng)它的速度是v/2時(shí),它沿斜面下滑的距離是()A.L/2B. 2L/2C.L/4D.3L/43.用?
v0?vt的式子求平均速度,適用的范圍是()
A.適用任何直線運(yùn)動; B.適用任何變速運(yùn)動
C.只適用于勻速直線運(yùn)動 D.只適用于勻變速直線運(yùn)動.
4.火車在平直軌道上做勻加速直線運(yùn)動,車頭通過某路標(biāo)時(shí)的速度為v1,車尾通過該路標(biāo)時(shí)的速度為v2,則火車的中點(diǎn)通過該路標(biāo)的速度為()A、B、C、D、5.一個(gè)物體沿著斜面從靜止滑下做勻變速直線運(yùn)動,已知
它頭2s內(nèi)的位移為3m,則它在第四個(gè)2s內(nèi)的位移是()
A、14mB、21mC、24mD、48m
6.如圖所示,光滑斜面AE被均分成四段,一物體由A點(diǎn)靜止釋放,則
()
⑴物體到達(dá)各點(diǎn)速度之比vB:vC:vD:vE=1:::2 ⑵物體到達(dá)各點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間tE=2tB=2tC=2tD/3 ⑶物體從A到E的平均速度等于vB ⑷通過每一段時(shí),其速度增量均相等 A.只有(2)B.⑴⑵⑶C.⑵⑷D.⑶⑷
7.物體沿某一方向做勻變速直線運(yùn)動,在時(shí)間t內(nèi)通過的s
路程為s,它在2處的速度為,在中間時(shí)刻的速度為.
則和的關(guān)系是()
A.當(dāng)物體做勻加速直線運(yùn)動時(shí),B.當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動時(shí),C
.當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動時(shí),D.當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動時(shí),38.關(guān)于公式v2?v2
0?2ax,下列說法中正確的是
()
A.此公式只適用于勻加速直線運(yùn)動B.此公式也適用于勻減速直線運(yùn)動C.此公式只適用于位移x為正值的情況D.此公式不可能出現(xiàn)a、x同時(shí)為負(fù)值的情況
9.某物體做初速度為零的勻變速直線運(yùn)動,若第1 s末的速度為0.1 m/s,則第3 s末的速度為__________,前三秒內(nèi)的位移為__________,第三秒內(nèi)的位移為_______。
10.初速度為零的做勻加速直線運(yùn)動的物體,在3:2:1的連續(xù)時(shí)間內(nèi)所通過的位移之比為___________,它在1:2:5的連續(xù)三段位移上所用的時(shí)間之比為____________。
11.一物塊以一定的初速度從光滑斜面底端a點(diǎn)上滑,最高可滑至b點(diǎn),c是ab的中點(diǎn),如右圖所示,已知物塊從a至
c需要的時(shí)間為t0,問它從c經(jīng)b再回到c,需要的時(shí)間是
多少?
12.某次實(shí)驗(yàn)紙帶的記錄如圖所示,圖中前幾個(gè)點(diǎn)模糊,因此從A點(diǎn)開始每打5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則小車通過D點(diǎn)時(shí)速度是___m/s,小車運(yùn)動的加速度是___m/s2
。(打點(diǎn)
計(jì)時(shí)器的電源頻率是50Hz)
13.做勻變速直線運(yùn)動的物體,在第一個(gè)4秒內(nèi)的位移為24米,在第二個(gè)4秒內(nèi)的位移是60米,求:(1)此物體的加速度。(2)物體在第四個(gè)4秒內(nèi)的位移。
第四篇:勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)
《勻變速直線運(yùn)動的速度與位移的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)
山東省墾利 《勻變速直線運(yùn)動的速度與位移的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)
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山東省墾利
第五篇:勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系
人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理必修1第二章第3節(jié)
《勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)思想
結(jié)合新課程的理念,引導(dǎo)學(xué)生猜想,并應(yīng)用數(shù)學(xué)的極限思想,認(rèn)識和理解速度與時(shí)間圖象下面四邊形的面積代表位移,并導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動的位移公式,初步學(xué)會該公式在實(shí)際中的應(yīng)用。教材分析
高中物理引入極限思想的出發(fā)點(diǎn)就在于它是一種常用的科學(xué)思維方法,上一章教科書用極限思想介紹了瞬時(shí)速度和加速度。本節(jié)從勻速直線運(yùn)動的位移與圖象中矩形面積的對應(yīng)關(guān)系出發(fā),猜想對于勻變速直線運(yùn)動是否也有類似的關(guān)系?并通過思考與討論,從而介紹圖線下面四邊形的面積代表勻變速直線運(yùn)動的位移,又一次應(yīng)用了極限思想。最后得到勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系。學(xué)情分析
高一學(xué)生經(jīng)過近一個(gè)月的高中物理的學(xué)習(xí),對高中物理學(xué)習(xí)的方法有了一定的了解。通過前面有關(guān)瞬時(shí)速度和加速度的學(xué)習(xí),學(xué)生對用極限思想來研究物理問題以及通過圖象來表達(dá)物理量間的變化規(guī)律也有了初步的認(rèn)識,有了這個(gè)基礎(chǔ),本節(jié)內(nèi)容對學(xué)生來說是完全可以學(xué)好的。教學(xué)目標(biāo)
一、知識與技能
1.知道勻速直線運(yùn)動的位移與圖線中的面積對應(yīng)關(guān)系; 2.理解勻變速直線運(yùn)動的圖象中的圖線與軸所夾的四邊形面積表示物體在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動的位移;
3.掌握勻變速直線運(yùn)動的位移公式及其應(yīng)用。
二、過程與方法
1.通過極限方法的應(yīng)用,體驗(yàn)微元法的特點(diǎn)和技巧,感悟數(shù)學(xué)方法在物理學(xué)中的應(yīng)用。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過猜想與推導(dǎo)位移公式,培養(yǎng)自己獨(dú)立思考能力,增強(qiáng)對物理學(xué)習(xí)的信心。2.體驗(yàn)猜想和數(shù)學(xué)方法在物理學(xué)中的應(yīng)用,感受成功的快樂和方法的意義。
教學(xué)重點(diǎn)
位移與時(shí)間關(guān)系的推導(dǎo),以及位移公式的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)
運(yùn)用極限思想,用速度圖象中圖線下面的四邊形面積代表位移,導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動的位移公式。引入新課
上節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了速度與時(shí)間的圖象,從圖象中我們可以看出物體在不同時(shí)刻對應(yīng)的速度大小。
提問:從圖象中我們除了可以看出物體在不同時(shí)刻對應(yīng)的速度大小,還能從圖象中獲得什么信息? 新課教學(xué)
一、勻速直線運(yùn)動的位移
引導(dǎo):由勻速直線運(yùn)動的位移公式以用速度圖象與時(shí)間軸之間的面積來表示。
結(jié)合速度圖象可知,勻速直線運(yùn)動的位移可問題:對于勻變速直線運(yùn)動是否也存在對應(yīng)類似關(guān)系呢?
二、勻變速直線運(yùn)動的位移
仔細(xì)研究教材“思考與討論”欄目中用紙帶上各點(diǎn)瞬時(shí)速度估算小車位移的方法,不難看出,時(shí)間間隔點(diǎn)越小,對位移的估算就越精確。
分析:圖中傾斜直線CB表示一個(gè)做勻變速直線運(yùn)動的速度圖線。為了求出物體在時(shí)間t內(nèi)的位移,我們把時(shí)間劃分許多小的時(shí)間間隔。設(shè)想物體在每個(gè)時(shí)間間隔,物體的速度跳躍性地突然變化。因此,它速度圖線由圖中的一些平行于時(shí)間軸的間斷線段組成(轉(zhuǎn)換思想,把勻變速直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成若干個(gè)勻速直線運(yùn)動)。由于勻速直線運(yùn)動的位移可以用速度圖線與時(shí)間軸之間的面積來表示,因此上面設(shè)想的物體運(yùn)動在時(shí)間t內(nèi)的位移,可用圖中的一個(gè)個(gè)小矩形面積之和(即階梯狀折線與時(shí)間軸之間的面積)來表示。如果時(shí)間的分割再細(xì)些,物體速度的躍變發(fā)生得更頻繁,它的速度圖象就更接近于物體的真實(shí)運(yùn)動的圖象,階梯狀折線與時(shí)間軸之間的面積就更接近于傾斜直線CB與時(shí)間軸之間的面積。當(dāng)時(shí)間間隔無限細(xì)分時(shí),間斷的階梯線段就趨向于傾斜直線CB,階梯狀折線與時(shí)間軸之間的面積就趨向于傾斜直線CB與時(shí)間軸之間的面積。這樣,我們就得出結(jié)論:勻變速直線運(yùn)動的位移也可以用速度圖象與時(shí)間軸之間的面積來表示。
問題:能否利用上述分析的結(jié)論,來推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系式? 教師引導(dǎo)、學(xué)生活動。最后寫出過程
把面積及各條線段換成所代表的物理量,上式變成:又
解得
上式表示勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間關(guān)系的公式,我們把它叫做位移公式。
也可以這樣去想:圖中梯形OABC的面積S也可以表示為矩形AOCD的面積S1和三角形CBD的面積S2之和,即,又,所以
把各線段用所表示的物理量代入,也可得勻變速直線運(yùn)動的位移公式
幾點(diǎn)說明:
1.勻變速直線運(yùn)動的位移公式反映了位移與初速度、加速度、時(shí)間的關(guān)系; 2.位移公式是一個(gè)矢量式; 3.一般選取的方向?yàn)檎较?,位移、加速度的方向與
方向相同,取正值,反之,取負(fù)值;
4.該公式只適用于勻變速直線運(yùn)動;
5.初速度、位移和加速度必須相對同一參考系。
教師指出:以上分析過程,實(shí)質(zhì)上體現(xiàn)了兩個(gè)研究物理問題的基本思想,一是應(yīng)用數(shù)學(xué)方法研究物理問題;二是把復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)換為簡單問題,再去認(rèn)識復(fù)雜的問題。
三、位移—時(shí)間圖象
問題:位移與時(shí)間的關(guān)系也是可以用圖象表示,這種圖象叫做位移—時(shí)間圖象,即圖象。運(yùn)用數(shù)學(xué)中的二次函數(shù)的知識,你能畫出勻變速直線運(yùn)動的四、例題分析 例題1:一輛汽車以速度是多少?
分析:我們研究的是汽車從開始加速到駛過
這個(gè)過程。以開始加速的位置為原點(diǎn)。由于汽車在加速行駛。整個(gè)的加速度行駛了,駛過了
。汽車開始加速度時(shí)的圖象嗎?
沿汽車前進(jìn)的方向建立坐標(biāo)軸。過程結(jié)束時(shí)汽車的位移加速度的方向與速度一致,也沿坐標(biāo)軸的正方向,所以加速度取正號,即過程經(jīng)歷的時(shí)間是。
。汽車的運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動,待求的量是這個(gè)過程的初速度解 由可以解出
把已知數(shù)值代入
故汽車開始加速時(shí)的速度是例題2:一輛汽車以車過程的加速度大小是
。的初速度行駛,現(xiàn)因故剎車,并最終停止運(yùn)動,已知汽車剎。則汽車從開始剎車經(jīng)過
所通過的距離是多少?
;分析:對勻減速直線運(yùn)動,若取初速度方向?yàn)檎较?,則加速度就是負(fù)方向即其次是汽車在內(nèi),是否一直在做勻減速直線運(yùn)動,還需要進(jìn)行判斷。
解 汽車停下所需要的時(shí)間是
說明時(shí),汽車早以停止行駛,所以
內(nèi)的位移就是的位移,由位移公式得
故汽車從開始剎車經(jīng)過
所通過的距離是。
小結(jié):這節(jié)課我們通過數(shù)學(xué)的極限思想,研究了勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系,并得到勻變速直線運(yùn)動的位移公式。這種極限思想,希望同學(xué)能很好的去理解,在以后的物理學(xué)習(xí)過程還會用到。對位移公式的應(yīng)用,一定要注意它是一個(gè)矢量式,以及公式中涉及到物理量必須相對同一參考系。
五、布置作業(yè)
課后“問題與練習(xí)”1、2、3。
教學(xué)反思: