第一篇:高中物理全套優(yōu)質(zhì)教案:2.2《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系》新人教版必修1
2.2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系
★新課標(biāo)要求
(一)知識(shí)與技能
1、知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象特點(diǎn),理解圖象的物理意義.
2、掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念,知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的特點(diǎn).
3、理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的物理意義。會(huì)根據(jù)圖象分析解決問題。
4、掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系公式,能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.
(二)過程與方法
1、培養(yǎng)學(xué)生識(shí)別、分析圖象和用物理語言表達(dá)相關(guān)過程的能力。
2、引導(dǎo)學(xué)生研究圖象,尋找規(guī)律得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念.
3、引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理規(guī)律并給出各符號(hào)的具體含義.
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1、培養(yǎng)學(xué)生用物理語言表達(dá)物理規(guī)律的意識(shí),激發(fā)探索與創(chuàng)新欲望.
2、培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)、用不同方法表達(dá)同一規(guī)律的科學(xué)意識(shí). ★教學(xué)重點(diǎn)
1、理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的物理意義。
2、掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系公式及應(yīng)用?!锝虒W(xué)難點(diǎn)
1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的理解及應(yīng)用.
2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間公式的理解及計(jì)算?!锝虒W(xué)方法
1、復(fù)習(xí)設(shè)問,導(dǎo)入目標(biāo)——尋找規(guī)律,得出概念——討論交流,明確分類。
2、創(chuàng)新思路,公式推導(dǎo)——理解公式,應(yīng)用計(jì)算——明確符號(hào),理解意義?!锝虒W(xué)用具:多媒體,三角板 ★教學(xué)過程
(一)引入新課
教師活動(dòng):通過復(fù)習(xí)v-t圖象引導(dǎo)學(xué)生回憶圖象的物理意義。
利用多媒體展示勻速運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,引導(dǎo)學(xué)生思考:在v-t圖象中能看出那些信息呢?啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生討論t圖象的特點(diǎn)。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生觀看老師的演示,在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行討論。
點(diǎn)評:復(fù)習(xí)v-t圖象為下一步討論圖象特點(diǎn)做好知識(shí)準(zhǔn)備,有利于學(xué)生迅速進(jìn)入狀態(tài)。
(二)進(jìn)行新課
1、勻變速直線運(yùn)動(dòng) 教師活動(dòng):(1)導(dǎo)入上節(jié)小車在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)圖象,引導(dǎo)學(xué)生思考圖象特點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的求知欲。
(2)利用多媒體展示小車v-t圖象,組織學(xué)生討論圖象的特點(diǎn):圖象形狀、速度、加速度等。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生觀看,在教師指導(dǎo)下討論圖象特點(diǎn)。教師活動(dòng):(1)引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)思考,培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)。
(2)組織學(xué)生總結(jié)圖象特點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)思考加速度與直線的傾斜程度的關(guān)系。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生總結(jié)匯報(bào),思考問題.
教師活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生概括小車運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),明確運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生在教師指導(dǎo)下得到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念。
點(diǎn)評:利用圖象的方法引入勻速和勻變速直線運(yùn)動(dòng),學(xué)生在對規(guī)律的把握上感覺比較直觀,有利于學(xué)生迅速抓住運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),理解概念,培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力。
教師活動(dòng):利用多媒體展示變化了的圖象(如圖所示),組織學(xué)生討論:勻變速直線運(yùn)動(dòng)可分為哪兩種類型?“均勻變化”的含義是什么?啟發(fā)學(xué)生思考后得到結(jié)論.
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生觀看圖象,討論圖象的區(qū)別及共同點(diǎn),得到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩種類型。教師活動(dòng):出示課堂練習(xí)(如圖所示),引導(dǎo)學(xué)生思考和討論:速度、加速度如何變化?是勻加速運(yùn)動(dòng)嗎?
學(xué)生活動(dòng):完成課堂練習(xí)。
點(diǎn)評:讓學(xué)生知道圖象是研究物理問題的一種重要方法,優(yōu)點(diǎn)是直觀形象,通過圖象變化,幫助學(xué)生進(jìn)一步理解概念,培養(yǎng)學(xué)生思考的周密性;在應(yīng)用中加深對圖象及概念的理解。
2、速度與時(shí)間的關(guān)系式
教師活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生思考:除了圖象外,還可以用什么方法表達(dá)物理規(guī)律?啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)公式來表達(dá)。指導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)公式。
學(xué)生活動(dòng):思考教師的問題,學(xué)習(xí)用物理語言表述過程,根據(jù)有關(guān)知識(shí)進(jìn)行公式推導(dǎo)。教師活動(dòng):引導(dǎo)學(xué)生從物理角度理解公式,進(jìn)一步思考:式中各符號(hào)是矢量還是標(biāo)量?直線運(yùn)動(dòng)中正負(fù)各表示什么意思?
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生思考教師提出的問題,理解直線運(yùn)動(dòng)中矢量性的表示。教師活動(dòng):通過例題1和例題2,加深對公式的理解,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。
教師引導(dǎo)學(xué)生讀題和審題,理解題意,畫出運(yùn)動(dòng)草圖,挖掘隱含條件,正確應(yīng)用公式及公式變形解題。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生讀題,正確理解題意,畫出運(yùn)動(dòng)草圖,找出有關(guān)物理量,正確應(yīng)用公式解題。
點(diǎn)評:通過推導(dǎo)公式,培養(yǎng)學(xué)生用物理語言表達(dá)過程的能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)工具的能力;通過具體題目,培養(yǎng)學(xué)生讀題、審題、畫草圖分析運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的能力。直線運(yùn)動(dòng)中,物理量的矢量性通過正負(fù)號(hào)來表示,要指導(dǎo)學(xué)生在矢量運(yùn)算中的符號(hào)如何確定。
(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評
本節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)了對勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解和對公式v?v0?at的掌握。對于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn):
1、任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的增量相同,這里包括大小方向,而不是速度相等。
2、對這個(gè)運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)點(diǎn)的加速度大小方向不變,但a不能說與?v成正比,與?t成反比,a決定于?v和?t的比值。
3、a??vv?vv?v0?而不是a?,a?即v?v0?at,要明確各狀態(tài)的速度,不能?tt?tt混淆。
4、公式中v、v0、a都是矢量,必須注意其方向。
(四)實(shí)例探究
☆關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解
[例1] 跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演,當(dāng)飛機(jī)離地而某一高度靜止于空中時(shí),運(yùn)動(dòng)員離
2開飛機(jī)自由下落,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后打開降落傘,展傘后運(yùn)動(dòng)員以5m/s的加速度勻減速下降,則在運(yùn)動(dòng)員減速下降的任一秒內(nèi)()
A.這一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/s B.這一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍 C.這一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/s D.這一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/s 解析:根據(jù)加速度的定義式:a??vv?v0?,?v?a?t,這一秒末的速度比前一秒?tt初的速度變化了:?v?a?t?5?t,且這一秒末與前一秒初的時(shí)間間隔為2s,所以?v?10
m/s,故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確。又因?yàn)檫@一秒末與前一秒末間的時(shí)間間隔為1s,因此選項(xiàng)C也正確。故本題答案為CD。
答案CD ☆關(guān)于速度與加速度的方向問題
[例2]一個(gè)物體以5m/s的速度垂直于墻壁方向和墻壁相撞后,又以5m/s的速度反彈回來。若物體在與墻壁相互作用的時(shí)間為0.2s,且相互作用力大小不變,取碰撞前初速度方向?yàn)檎较?,那么物體與墻壁作用過程中,它的加速度為()
2222A.10m/s B.–10m/s C.50 m/s D.–50m/s
思維入門指導(dǎo): 推理能力和分析綜合能力是高考要求的五種能力中的兩種能力。近年高考對考生能力考查有逐漸加重的趨勢,本題的考查即為推理能力的考查,考查了基本知識(shí)的應(yīng)用問題。
解析:由于取碰撞前的初速度為正方向,則初速度v0=5m/s,末速度為v =-5m/s,因此物體在與墻壁作用過程中,其加速度為:a??vv?v0?5?5????50m/s2,D正確。加?tt0.2速度的負(fù)值不代表加速度的大小,只表示加速度的方向.說明加速度的方向與規(guī)定的正方向相反。加速度的負(fù)值也不能說明物體在做減速運(yùn)動(dòng),如果此時(shí)物體的速度也為負(fù)值,則物體做的為加速運(yùn)動(dòng)。
☆關(guān)于基本公式v?v0?at的應(yīng)用
[例3]一質(zhì)點(diǎn)從靜止開始以1m/s的加速度勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)5s后做勻速運(yùn)動(dòng),最后2s的時(shí)間質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)直至靜止,則質(zhì)點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是多大?減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度是多大?
分析:質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程包括加速一勻速一減速三個(gè)階段,如圖。
2在解決直線運(yùn)動(dòng)的題目時(shí)要善于把運(yùn)動(dòng)過程用圖描繪出來,圖示有助于我們思考,使整個(gè)運(yùn)動(dòng)一目了然,可以起到事半功倍的作用。同學(xué)們要養(yǎng)成這個(gè)習(xí)慣。
圖示中AB為加速,BC為勻速,CD為減速,勻速運(yùn)動(dòng)的速度既為AB段的末速度,也為CD段的初速度,這樣一來,就可以利用公式方便地求解了。
解析:由題意畫出圖示,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知:
vB?v0?at=5m/s,vC?vB=5m/s 由v?v0?at應(yīng)用于CD段(vD?0)得:a?vD?vC0?5???2.5m/s2
t2負(fù)號(hào)表示a與v0方向相反。
★課余作業(yè)
完成P39“問題與練習(xí)”?!铩皢栴}與練習(xí)”(P39)參考答案 1、25s 2、8m/s
3、(1)1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻速度分別為1.5 m/s,2 m/s,1 m/s,所以4s末最大、7s末最小
(2)方向相同
22(3)1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻加速度分別為0.5 m/s,0,1 m/s,所以4s末最小、7s末最大
(4)不同,1s末的加速度與初速度相同,7s末的加速度與初速度相反
4、v4=0+a1t1 = 4m/s v8 = v4+a2t2 = 4+0.5×4=6m/s v-t圖如圖所示 ★教學(xué)體會(huì)
第二篇:2.2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系 教案
2.2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系
教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能
1.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念,知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的特點(diǎn),會(huì)根據(jù)圖象分析解決問題;
2.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系公式,能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.過程與方法
1.通過探究速度公式,經(jīng)歷由特殊到一般的推理過程,體會(huì)科學(xué)研究方法;
2.通過尋找規(guī)律得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念,并用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理規(guī)律并給出各符號(hào)的具體含義.情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過速度公式的推導(dǎo)過程培養(yǎng)用物理語言表達(dá)物理規(guī)律的意識(shí),激發(fā)探索與創(chuàng)新的欲望.2.通過v-t圖象的理解及應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì),用不同方法表達(dá)同一規(guī)律的科學(xué)意識(shí).教學(xué)重點(diǎn)
1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義.2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式的推導(dǎo).教學(xué)難點(diǎn)
靈活運(yùn)用速度公式解決實(shí)際問題.教學(xué)過程
導(dǎo)入新課
復(fù)習(xí)導(dǎo)入
復(fù)習(xí)舊知:1.速度—時(shí)間圖象的意義:描述速度隨時(shí)間的變化關(guān)系,即質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的速度.2.速度—時(shí)間圖象的繪制:?
課件展示:
?描點(diǎn)作圖法?計(jì)算機(jī)繪制v?t圖象(如Excel)
圖1
圖2
以上兩圖為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的v-t圖象.圖1表示質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻速度均不變化,它描述的是勻速直線運(yùn)動(dòng).圖2是一條傾斜的直線,與上節(jié)實(shí)驗(yàn)中,小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的v-t圖象相同.它表示質(zhì)點(diǎn)在做什么樣的運(yùn)動(dòng)? 推進(jìn)新課
一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)
在現(xiàn)實(shí)生活中,不同物體的運(yùn)動(dòng)快慢程度往往不同.就是同一物體的運(yùn)動(dòng),在不同的過程中,運(yùn)動(dòng)情況也不一定相同.比如:火車出站時(shí)速度由零逐漸增大,速度達(dá)到一定值后勻速運(yùn)動(dòng),進(jìn)站時(shí)速度逐漸減小至零.整個(gè)過程中,運(yùn)動(dòng)情況不同.教師設(shè)疑:火車在不同階段速度如何變化?加速度發(fā)生變化嗎?
交流討論:火車出站時(shí)速度增加,其v-t圖象如同上節(jié)小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的v-t圖象;
在平直軌道上行駛時(shí)速度不變,v-t圖象是平行于t軸的直線;
進(jìn)站時(shí)速度逐漸減小,三個(gè)階段v-t圖象分別如圖2-2-5甲、乙、丙所示:
圖2-2-5
1.在以上三個(gè)v-t圖象中,取相同時(shí)間Δt看速度的變化量Δv如何變化.發(fā)現(xiàn)圖甲Δv>0,且數(shù)值相同,圖乙Δv=0,圖丙Δv<0且數(shù)值也相同.2.取相同時(shí)間間隔Δt′<Δt,觀察Δv的變化,結(jié)論與上述相同.3.取相同時(shí)間間隔Δt″<Δt′,觀察Δv的變化,仍得到上述結(jié)論.結(jié)論:在任意相等的時(shí)間內(nèi):圖甲、圖丙Δv不變.由a=
圖乙Δv=0,說明做勻速直線運(yùn)動(dòng).歸納:如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的v-t圖象是直線,則無論Δt取何值,對應(yīng)的速度變化量Δv與Δt的比值都是相同的,由加速度的定義a=
?v知:加速度不變 ?t?v?t?v可知,該物體做加速度恒定的運(yùn)動(dòng).?t
課件展示:1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義:沿著一條直線,且加速度不變的運(yùn)動(dòng).2.特點(diǎn):(1)相等時(shí)間Δv相等,速度均勻變化;
(2)?v=a恒定,保持不變; ?t
(3)v-t圖象是一條傾斜直線.3.分類??勻加速直線運(yùn)動(dòng):a與v0同向,v越來越大..?勻減速直線運(yùn)動(dòng):a與v0反向,v越來越小
二、速度與時(shí)間的關(guān)系式
解決物理問題的常用方法有兩種,即圖象法和數(shù)學(xué)分析法.我們可以通過對圖象的分析判定物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng),做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定量描述是怎樣的呢?
利用加速度的定義式推導(dǎo)
a=?vv?v0v-v0== ?xt?0t
解出v=v0+at
答案:v=v0+at
這就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系式.點(diǎn)評:通過兩個(gè)方案推導(dǎo)出速度時(shí)間關(guān)系,領(lǐng)悟多種途徑可解決同一問題,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、創(chuàng)新思維,提高學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.(重點(diǎn)說明)
1.速度公式反映了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,式中v0是開始計(jì)時(shí)時(shí)的瞬時(shí)速度,vt是經(jīng)過時(shí)間t后的瞬時(shí)速度
2.速度公式中v0、vt、a都是矢量,在直線運(yùn)動(dòng)中,規(guī)定正方向后(常以v0的方向?yàn)檎较颍?,都可用帶正、?fù)號(hào)的代數(shù)量表示,因此,對計(jì)算出的結(jié)果中的正、負(fù),需根據(jù)正方向的規(guī)定加以說明.若經(jīng)計(jì)算后vt>0,說明末速度與初速度同向;若a<0,表示加速度與v0反向.3.若初速度v0=0,則vt=at,瞬時(shí)速度與時(shí)間成正比.4.若初速度v0的方向規(guī)定為正方向,減速運(yùn)動(dòng)的速度公式vt=v0-at.當(dāng)vt=0時(shí),可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=v0/a.5.利用v=v0+at計(jì)算未知量時(shí),若物體做減速運(yùn)動(dòng),且加速度a已知,則代入公式計(jì)算時(shí)a應(yīng)取負(fù)數(shù),如v0=10 m/s,以2 m/s2做減速運(yùn)動(dòng),則2 s后的瞬時(shí)速度vt=10 m/s-2×2 m/s=(10-4)m/s=6 m/s.三、對速度—時(shí)間圖象的理解
速度—時(shí)間圖象描述物體的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系,從“v-t”圖象中我們可獲得如下信息:
1.某時(shí)刻的瞬時(shí)速度.2.某段時(shí)間內(nèi)速度變化量.3.加速度大小.4.位移的大小.合作探究
為了加深對“v-t”圖象的理解,說出如圖3示圖線所代表的意義.圖3
1.若圖象過原點(diǎn),說明物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),如圖①.2.圖象不過原點(diǎn),若與縱軸有截距,表示運(yùn)動(dòng)物體初速度為v0,如圖②;若與橫軸有截距,表示物體經(jīng)過一段時(shí)間后從t0開始運(yùn)動(dòng),如圖③.3.兩圖線交點(diǎn)說明兩物體在該時(shí)刻具有相同的速度.4.圖線是直線說明物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng);圖線是曲線則表示物體做變加速運(yùn)動(dòng),如圖④.5.圖線⑤表示物體的速度逐漸減小,做勻減速運(yùn)動(dòng).6.圖線⑥在t軸下方表示物體運(yùn)動(dòng)的速度方向反向(與正方向相反).7.圖線與橫軸t所圍成的面積在數(shù)值上等于該物體在該段時(shí)間內(nèi)的位移.8.圖線的傾斜程度(即斜率),反映了速度改變的快慢,傾斜程度越大,表示速度改變得越快;傾斜程度越小,表示速度改變得越慢,如圖線②比圖線③速度改變得慢.說明:1.若圖線⑤跨過t軸,表示在交點(diǎn)時(shí)刻速度減為零,之后做反向加速運(yùn)動(dòng).如圖2-2-9所示.圖2-2-9
2.圖線不表示物體的運(yùn)動(dòng)軌跡 課堂訓(xùn)練
如圖2-2-6所示為四個(gè)物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,由圖象可以看出,做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的是()
圖2-2-6
解析:v-t圖象的斜率就是物體的加速度,A中圖象平行于時(shí)間軸,斜率為零,加速度為零,所以做勻速直線運(yùn)動(dòng).B圖象斜率不變,加速度不變,是勻變速直線運(yùn)動(dòng),且由圖象可看出,物體的速度隨時(shí)間減小,所以是做勻減速直線運(yùn)動(dòng).C圖象斜率不變,加速度不變,做勻加速直線運(yùn)動(dòng).D圖象的切線斜率越來越大,表示物體做加速度越來越大的變加速運(yùn)動(dòng).答案:C 2汽車以40 km/h的速度勻速行駛,現(xiàn)以0.6 m/s2的加速度加速,10 s后速度能達(dá)到多少?
分析:此問題已知v0、a、t,求vt,因此可利用速度關(guān)系來求解.解析:設(shè)初速度的方向?yàn)檎较?,v0=40 km/h=
m/s=11 m/s 3.6
因?yàn)榧铀?,故a與v0同向,a=0.6 m/s2,時(shí)間t=10 s s后速度為:v=v0+at=11 m/s+0.6 m/s2×10 s=17 m/s.答案:17 m/s
3小明駕駛汽車以v=20 m/s的速度勻速行駛,突然前面有緊急情況,(如圖2-2-7所示)小明緊急剎車,加速度大小為4 m/s2.求汽車6 s末的速度.圖2-2-7
解析:在式子v=v0+at中有四個(gè)物理量,題目中出現(xiàn)了其中的三個(gè),即v0=20 m/s,a=-4 m/s2,t=6 s代入公式中,解得:
v=v0+at=20+(-4)×6 m/s=-4 m/s
意思是車正以4 m/s的速度后退,這顯然與實(shí)際現(xiàn)象違背.根據(jù)題意知,剎車一段時(shí)間(t=速度v=0.答案:0
交流討論:1.在實(shí)際生活中,汽車剎車停止后,不會(huì)做反向加速運(yùn)動(dòng),而是保持靜止.題目給出的時(shí)間比剎車時(shí)間長還是短?若比剎車時(shí)間長,汽車速度為零.若比剎車時(shí)間短,可利用公式v=v0+at直接計(jì)算,因此解題前先求出剎車時(shí)間t0.剎車時(shí)間t0的求法.由v=v0+at,令v=0,求出t0便為剎車時(shí)間,即t0=s=5 s)后,汽車速度減為零,以后就會(huì)靜止,不會(huì)后退,故所求4v0.a?若t?t0,則v?0;
比較t與t0,?
若t?t,則v?v?at.00?
嘗試:某汽車在平直公路上以43.2 km/h的速度勻速正常行駛,現(xiàn)因前方出現(xiàn)危險(xiǎn)情況而緊急剎車,加速度的大小是6 m/s2.問剎車后經(jīng)過5 s,汽車的速度變?yōu)槎嗌伲?/p>
分析:此題與例題相似,解此類題目先求剎車時(shí)間t,然后比較t與t0的關(guān)系得出結(jié)論.解析:設(shè)汽車經(jīng)時(shí)間t0停止.v0=43.2 km/h=12 m/s,v=0,a=-6 m/s2
由v=v0+at得t0=v-v00?12= s=2 s ?6a
則知汽車從剎車開始經(jīng)過2 s速度就減為零,故再經(jīng)過3 s,汽車速度仍為零.答案:0
課堂小結(jié)
1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念:沿著一條直線,且加速度不變的運(yùn)動(dòng).2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式:v=v0+at.3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象:一條傾斜的直線.布置作業(yè)
1.作業(yè)本
2.課時(shí)講練通
板書設(shè)計(jì) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系
???????定義:加速度恒定的直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)????v?t圖象:傾斜的直線勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系?公式:v?v?at
?0????求某時(shí)刻的速度:v?v0?at???v?v0?應(yīng)用求加速度:a???t???v?v0?求運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t???a??
第三篇:高中物理必修一:勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系教案(推薦)
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系
教學(xué)目標(biāo): 知識(shí)與技能
1.知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖象特點(diǎn),理解圖象的物理意義. 2.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念,知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)v—t圖象的特點(diǎn). 3.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)v—t圖象的物理意義,會(huì)根據(jù)圖象分析解決問題,4.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系的公式,能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算. 過程與方法
1.培養(yǎng)學(xué)生識(shí)別、分析圖象和用物理語言表達(dá)相關(guān)過程的能力. 2.引導(dǎo)學(xué)生研究圖象、尋找規(guī)律得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念. 3.引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理規(guī)律并給出各符號(hào)的具體含義. 情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.培養(yǎng)學(xué)生用物理語言表達(dá)物理規(guī)律的意識(shí),激發(fā)探索與創(chuàng)新欲望. 2.培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)、甩不同方法表達(dá)同一規(guī)律的科學(xué)意識(shí). 教學(xué)重點(diǎn)
1.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)v—t圖象的物理意義
2.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系公式及應(yīng)用. 教學(xué)難點(diǎn)
1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)v—t圖象的理解及應(yīng)用.
2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間公式的理解及計(jì)算. 教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)課時(shí)安排:新授課(2課時(shí))教學(xué)過程: [新課導(dǎo)入]
勻變速直線運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型.生活中的許多運(yùn)動(dòng)由于受到多種因素的影響,運(yùn)動(dòng)規(guī)律往往比較復(fù)雜,但我們忽略某些次要因素后,有時(shí)也可以把它們看成是勻變速直線運(yùn)動(dòng).例如:在乎直的高速公路上行駛的汽車,在超車的一段時(shí)間內(nèi),可以認(rèn)為它做勻加速直線運(yùn)動(dòng),剎車時(shí)則做勻減速直線運(yùn)動(dòng),直到停止.深受同學(xué)們喜愛的滑板車運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員站在板上從坡頂筆直滑下時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),筆直滑上斜坡時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng).
我們通過實(shí)驗(yàn)探究的方式描繪出了小車的v—t圖象,它表示小車做什么樣的運(yùn)動(dòng)呢?小車的速度隨時(shí)間怎樣變化?我們能否用數(shù)學(xué)方法得出速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式呢? [新課教學(xué)]
一、勻變速直線運(yùn)動(dòng) [討論與交流] 速度一時(shí)間圖象的物理意義.
速度一時(shí)間圖象是以坐標(biāo)的形式將各個(gè)不同時(shí)刻的速度用點(diǎn)在坐標(biāo)系中表現(xiàn)出來.它以圖象的形式描述了質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)不同時(shí)刻的速度. 勻速直線運(yùn)動(dòng)的v—t圖象,如圖2—2—1所示.
上節(jié)課我們自己實(shí)測得到的小車運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象,如圖2—2—2所示.
試描述它的運(yùn)動(dòng)情況.
1.圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線,它是初速度為零的加速直線運(yùn)動(dòng).
2.在相等的時(shí)間間隔內(nèi)速度的增加量是相同的.
結(jié)論:質(zhì)點(diǎn)沿著一條直線運(yùn)動(dòng),且加速度不變的運(yùn)動(dòng),叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng).它的速度一時(shí)間圖象是一條傾斜的直線.
1.在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,如果物體的加速度隨著時(shí)間均勻增大,這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是勻加速直線運(yùn)動(dòng);如果物體的速度隨著時(shí)間均勻減小,這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是勻減速直線運(yùn)動(dòng).
下列各種不同的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象,讓學(xué)生說出運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),以及速度方向、加速度方向.如圖2—2—4至圖2—2—8所示.
圖2—2—4是初速度為v0的勻加速直線運(yùn)動(dòng).
圖2—2—5是初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動(dòng).速度方向?yàn)檎?,加速度方向與規(guī)定的正方向相反,是負(fù)的. 圖2—2—6是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),但速度方向與規(guī)定的速度方向相反.
圖2—2—?是初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度為零后又做反向(負(fù)向)勻加速運(yùn)動(dòng)。
圖2—2—8是初速度為v0的負(fù)向勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度為零后又做反向(正向)勻加速運(yùn)動(dòng)。
總結(jié):我們能從速度一時(shí)間圖象中得出哪些信息? 1.質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度及任一速度所對應(yīng)的時(shí)刻. 2.比較速度的變化快慢. 3.加速度的大小和方向. [討論與探究] 下面提供一組課堂討論題,供參考選擇.
1.如圖2—2—9中的速度一時(shí)間圖象中各圖線①②③表示的運(yùn)動(dòng)情況怎樣?圖象中圖線的交點(diǎn)有什么意義?
答案:①表示物體做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng);
②表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng);
③表示物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng);
④交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示在t2時(shí)刻物體具有相等的速度,但不相遇; 2.如圖2—2—10所示是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度圖象,試敘述它的運(yùn)動(dòng)情況.
答案:表示質(zhì)點(diǎn)做能返回的勻變速直線運(yùn)動(dòng),第1 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),沿正方向運(yùn)動(dòng),速度均勻增大到4m/s。第1s末到第2s末,質(zhì)點(diǎn)以4m/s的初速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng),仍沿正方向運(yùn)動(dòng),直至速度減小為零;從第2s末,質(zhì)點(diǎn)沿反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度均勻增大直至速度達(dá)到4 m/s;從第3s末起,質(zhì)點(diǎn)仍沿反方向運(yùn)動(dòng),以4m/s為初速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng),至第4s末速度減為零,在2 s末,質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)4 m;在第2 s末到第4s末這段時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)沿反方向做直線運(yùn)動(dòng),直到第4s末回到出發(fā)點(diǎn).(說一說)如圖2—2—13所示是一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象.它的速度怎樣變化?請你找出在相等的時(shí)間間隔內(nèi),速度的變化量,看看它們是不是總是相等?物體所做的運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)嗎?
1.首先物體做的不是勻變速運(yùn)動(dòng),由于加速度是描述速度變化快慢的物理量,加速度越來越大,說明速度增大得越來越快,所以物體是做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng). 2.做曲線上某一點(diǎn)的切線,這一點(diǎn)的切線的斜率就表示物體在這一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度.
3.隨著時(shí)間的延續(xù),這些切線越來越陡,斜率越來越大. [交流與討論] 1.為什么v-t圖象只能反映直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律? 答案:因?yàn)樗俣仁鞘噶?,既有大小又有方向.物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),只可能有兩個(gè)速度方向.規(guī)定了一個(gè)為正方向時(shí),另一個(gè)便為負(fù)值,所以可用正、負(fù)號(hào)描述全部運(yùn)動(dòng)方向.當(dāng)物體做一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度方向各不相同,不可能僅用正、負(fù)號(hào)表示所有的方向,所以不能畫出v-t圖象.所以只有直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律才能用v-t圖象描述.任何v-t圖象反映的也一定是直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律. 2.速度圖象的兩個(gè)應(yīng)用
(1)圖2—2—14中給出了A、B、C三輛小車的v-t圖象,不用計(jì)算,請你判斷小車的加速度誰大誰小?然后再分別計(jì)算三輛小車的加速度,看看結(jié)果與判斷是否一致.
(2)利用速度圖象說出物體的運(yùn)動(dòng)特征.
分析圖2—2—15中的(a)和(b)分別表示的是什么運(yùn)動(dòng),初速度是否為零,是加速還是減速?
二、速度與時(shí)間的關(guān)系式
從運(yùn)動(dòng)開始(取時(shí)刻t=0)到時(shí)刻t,時(shí)間的變化量就是t,所以△t=t一0.
△v=v一v0.
因?yàn)閍=△v/△t不變,又△t=t一0 所以a=△v/△t =(v-v0)/△t 于是解得:v=v0 +at
在公式v=v0+at中,各物理量的意義,以及應(yīng)該注意的問題.
1.公式中有起始時(shí)刻的初速度,有t時(shí)刻末的速度,有勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度,有時(shí)間間隔t師:注意這里哪些是矢量,討論一下應(yīng)該注意哪些問題. 2.公式中有三個(gè)矢量,除時(shí)間t外,都是矢量.
3.物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),矢量的方向性可以在選定正方向后,用正、負(fù)來體現(xiàn).方向與規(guī)定的正方向相同時(shí),矢量取正值,方向與規(guī)定的正方向相反時(shí),矢量取負(fù)值.一般我們都取物體的運(yùn)動(dòng)方向或是初速度的方向?yàn)檎?4.僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng) 如圖2—2—16.
1:at是0~t時(shí)間內(nèi)的速度變化量△v,加上基礎(chǔ)速度值——初速度vo,就是t時(shí)刻的速度v,即v=vo+at.
類似的,請畫出一個(gè)初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象,從中體會(huì):在零時(shí)刻的速度詢的基礎(chǔ)上,減去速度的減少量at,就可得到t時(shí)刻的速度v。[例題剖析] 例題1:汽車以40km/h的速度勻速行駛,現(xiàn)以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能達(dá)到多少?加速多長時(shí)間后可以達(dá)到80km/h? 例題2:某汽車在某路面緊急剎車時(shí),加速度的大小是6 m/s2,如果必須在2s內(nèi)停下來,汽車的行駛速度最高不能超過多少? 例題3:一質(zhì)點(diǎn)從靜止開始以l m/s2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)5 s后做勻速運(yùn)動(dòng),最后2 s的時(shí)間質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)直至靜止,則質(zhì)點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是多大?減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度是多大? [小結(jié)] 本節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)了對勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解和對公式v=vo+at的掌握.對于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn):
1.任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的增量相同,這里包括大小方向,而不是速度相等. 2.從速度一時(shí)間圖象上來理解速度與時(shí)間的關(guān)系式:v=vo+at,t時(shí)刻的末速度v是在初速度v0的基礎(chǔ)上,加上速度變化量△v=at得到.
3.對這個(gè)運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)點(diǎn)的加速度大小方向不變,但不能說a與△v成正比、與△t成反比,a決定于△v 和△t 的比值.
4.a(chǎn)=△v/△t 而不是a=v/t , a=△v/△t =(vt-v0)/△t即v=vo+at,要明確各狀態(tài)的速度,不能混淆.
5.公式中v、vo、a都是矢量,必須注意其方向.
數(shù)學(xué)公式能簡潔地描述自然規(guī)律,圖象則能直觀地描述自然規(guī)律.利用數(shù)學(xué)公式或圖象,可以用已知量求出未知量.例如,利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式或v-t圖象,可以求出速度,時(shí)間或加速度等.
用數(shù)學(xué)公式或圖象描述物理規(guī)律通常有一定的適用范圍,只能在一定條件下合理外推,不能任意外推.例如,討論加速度d=2 m/s2的小車運(yùn)動(dòng)時(shí),若將時(shí)間t推至2 h,即7 200s,這從數(shù)學(xué)上看沒有問題,但是從物理上看,則會(huì)得出荒唐的結(jié)果,即小車速度達(dá)到了14 400m/s,這顯然是不合情理的.
作業(yè):
教材第39頁“問題與練習(xí)”. 板書設(shè)計(jì): §2.2勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間的關(guān)系
1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)
沿著一條直線運(yùn)動(dòng),且加速度不變的運(yùn)動(dòng) 2.速度一時(shí)間圖象是一條傾斜的直線 3.速度與時(shí)間的關(guān)系式 v=vo+at
4.初速度vo再加上速度的變化量at就得到t時(shí)刻物體的末速度
第四篇:教案--勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系
第二節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系
一、教學(xué)目標(biāo):
知識(shí)與技能:
1、理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的含義;
2、識(shí)別勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像;
3、能根據(jù)加速度的定義推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式,理解公式中各物理量的含義;
4、掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式,能運(yùn)用公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算;
過程與方法:
1、通過v-t圖像,學(xué)會(huì)識(shí)別、分析圖像和運(yùn)用物理語言表達(dá)過程;
2、體會(huì)研究圖像,得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念的過程;
3、學(xué)習(xí)用數(shù)學(xué)公示表達(dá)物理規(guī)律,并知道個(gè)符號(hào)的含義;
情感態(tài)度與價(jià)值觀:
1、通過速度公式的推導(dǎo)過程培養(yǎng)用物理語言表達(dá)物理規(guī)律的意識(shí),激發(fā)探索與創(chuàng)新的欲望;
2、通過v-t 圖象的理解及應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì),用不同方法表達(dá)同一規(guī)律的科學(xué)意識(shí)。
二、教學(xué)重點(diǎn):1.理解v-t圖像的物理意義;
2.公式v =v0 + at的推導(dǎo)及應(yīng)用;
三、教學(xué)難點(diǎn):1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)v—t 圖象的理解及應(yīng)用;
2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間公式的理解及計(jì)算;
四、教學(xué)過程:
(一)新課導(dǎo)入:
師:上節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)探究的方式描繪除了小車的v-t圖像,那么,它表示小車做什么樣的運(yùn)動(dòng)呢?小車的速度隨時(shí)間怎樣變化?我們能否用數(shù)學(xué)方法得出速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式呢?帶這些問題讓我們來進(jìn)行今天的學(xué)習(xí)。
(二)新課
一、勻變速直線運(yùn)動(dòng) 師:(板畫)
師:首先我們考慮左圖。這個(gè)v-t圖像有什么特點(diǎn)? 生:是一條平行于時(shí)間軸的直線。
師:它表示的速度有什么特點(diǎn)?
生:速度大小是10m/s,方向與正方向相同,描述的是勻速直線運(yùn)動(dòng)。師:勻速直線運(yùn)動(dòng)是表示速度恒定的運(yùn)動(dòng),那它的加速度是多少? 生(眾):零。
師:好,大家觀察右圖。它與左圖有什么相似和不同的地方?
生:速度大小也是10m/s,是反向運(yùn)動(dòng),速度值不變,因此也是勻速直線運(yùn)動(dòng)。師:你能斷定這兩個(gè)圖象中所表示的運(yùn)動(dòng)方向相反嗎?
生:是的,它們肯定相反,因?yàn)橐粋€(gè)是正值,與規(guī)定的正方向相同,一個(gè)是負(fù)值,與規(guī)定的正方向相反。師:它們是在同一個(gè)坐標(biāo)系中嗎?兩個(gè)坐標(biāo)系中規(guī)定的正方向一定是相同的嗎? 生:正方向不一定相同,所以不能斷定它們的方向一定相反。師:是的,在兩個(gè)不同的坐標(biāo)系中不能確定它們的方向關(guān)系。
師:(板畫)
師:這是我們上節(jié)課實(shí)驗(yàn)測得的小車速度-時(shí)間圖像。同學(xué)們思考一下,小車的速度隨時(shí)間怎樣變化?小車做的是什么樣的運(yùn)動(dòng)?
下面我們來對這幅v-t圖像進(jìn)行分析。(板畫)
我們發(fā)現(xiàn)每過一個(gè)相等的時(shí)間間隔,速度的增加量是相等的.所以無論Δ t(選在什么區(qū)間,對應(yīng)的速度v的變化量△v與時(shí)間t變化量△t之比Δ x / Δ t 是一樣的,即這是一種加速度不隨時(shí)間(時(shí)間間隔)改變的直線運(yùn)動(dòng)。
師:質(zhì)點(diǎn)沿著一條直線運(yùn)動(dòng),且加速度不變的運(yùn)動(dòng),叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng).它的速度一時(shí)間圖象是一條傾斜的直線。(板書)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,如果物體的速度隨著時(shí)間均勻增大,這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是勻加速直線運(yùn)動(dòng);如果物體的速度隨著時(shí)間均勻減小,這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是勻減速直線運(yùn)動(dòng)。(板書)
師:好下面我們再來看幾幅圖,看看它們做的是什么運(yùn)動(dòng)?【板書】
師:要注意對于圖象的完整表達(dá)。
生:圖一是初速度為v0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度與加速度方向均為正。
生:圖二是初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動(dòng).速度方向?yàn)檎铀俣确较蚺c規(guī)定的正方向相反,是負(fù)的。
生:圖三是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),但速度方向與規(guī)定的速度方向相反,加速度方向?yàn)檎?。生:圖四是初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度為零后又做反向(負(fù)向)勻加速運(yùn)動(dòng)。
生:圖五是初速度為v0的負(fù)向勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度為零后又做反向(正向)勻加速運(yùn)動(dòng)。
(教師及時(shí)總結(jié)和補(bǔ)充學(xué)生回答中出現(xiàn)的問題。)師:下面,我們來系統(tǒng)總結(jié)一下能從v-t圖象中得出哪些信息? 生:質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度及任一速度所對應(yīng)的時(shí)刻,比較速度的變化快慢,加速度的大小和方向。師:(板書)
師:好?,F(xiàn)在同學(xué)們對于v-t圖象已經(jīng)有了一個(gè)比較深刻的認(rèn)識(shí)
師:所謂數(shù)理不分家。數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中的應(yīng)用很多,除了我們上面采用圖象法來研究外,是為了方便進(jìn)行定量計(jì)算,我們有必要找出物體速度與時(shí)間的定量關(guān)系。那么做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定量描述是怎樣的呢?
二、速度與時(shí)間的關(guān)系式
師:(板書)
1、規(guī)定開始時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(即0時(shí)刻),則從開始時(shí)刻到時(shí)刻t,時(shí)間的變化量為: △t = t – 0 = t
2、初速度v0
:計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t =0)的速度
末速度v:時(shí)刻t 的速度
速度的變化量為: △v = v – v0
3、速度與時(shí)間關(guān)系:
a=?v?x=v?v0t?0=v-v0t
得到:v = v0+at 即為速度與時(shí)間的關(guān)系式。(板書)強(qiáng)調(diào)這是本節(jié)課的重點(diǎn)以及應(yīng)該注 意的問題。①公式中各符號(hào)的物理意義
②v、a、v0都是矢量,應(yīng)用時(shí)要統(tǒng)一正方向,給各矢量帶上正負(fù)號(hào)
生:公式中有三個(gè)矢量,除時(shí)間t外,都是矢量.
師:物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),矢量的方向性可以在選定正方向后,用正、負(fù)來體現(xiàn).方向與規(guī)定的正方向相同時(shí),矢量取正值,方向與規(guī)定的正方向相反時(shí),矢量取負(fù)值.一般我們都取物體的運(yùn)動(dòng)方向或是初速度的方向?yàn)檎?/p>
③運(yùn)用該公式解題時(shí),要注意研究過程,各物理量是相對于同一過程的
師:(板書)
式的理解.
師:我給大家在圖上形象地標(biāo)出了初速度,速度的變化量.請大家從圖象上來進(jìn)一步加深對公生:at是0~t時(shí)間內(nèi)的速度變化量△v,加上基礎(chǔ)速度值——初速度vo,就是t時(shí)刻的速度v,即v=vo+at. 師:類似的,請大家自己畫出一個(gè)初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象,從中體會(huì):在零時(shí)刻的速度詢的基礎(chǔ)上,減去速度的減少量at,就可得到t時(shí)刻的速度v。下面我們來就兩道例題鞏固一下:
例1.汽車以40km/h的速度勻速行駛,現(xiàn)以0.6m/s2的加速度加速10s后速度能達(dá)到多少?
教師引導(dǎo)學(xué)生讀題和審題,理解題意,明確已知量、待求量,挖掘隱含條件,確定研究對象和研究過程,畫出運(yùn)動(dòng)草圖正確應(yīng)用公式及公式變形解題。取汽車初速度的方向?yàn)檎较?已知v0 =40km/h =11m/s a =0.6m/s,t =10s 求:v 解:根據(jù)v = v0+at
可得10s時(shí)速度為:
v=11m/s+0.6m/s2×10s
=17m/s
=61km/h 例題2汽車以36km/h的速度勻速行駛,若汽車以0.6m/s2的加速度剎車,則10s和20s后的速度減為多少?
教師指導(dǎo)學(xué)生用速度公式建立方程解題,代入數(shù)據(jù),計(jì)算結(jié)果。教師巡視查看學(xué)生自己做的情況,投影出示典型的樣例并加以點(diǎn)評。有的同學(xué)把a(bǔ)=0.6m/s2代入公式v=vo+at,求出v10=16m/s
v20=22 m/s 師:這種做對嗎?
生:汽車在剎車,使減速運(yùn)動(dòng),所以加速度應(yīng)代負(fù)值,即a=﹣0.6 m/s2。
有的同學(xué)把a(bǔ)=﹣0.6m/s代入公式v=vo+at,求出v10=4m/s
v20=﹣2 m/s 師:這樣做對嗎? 生:對,我也是這樣做的
師:v20= —2 m/s中負(fù)號(hào)表示什么? 生:負(fù)號(hào)表示運(yùn)動(dòng)方向與正方向相反。
師:請同學(xué)們聯(lián)系實(shí)際想一想,汽車剎車后會(huì)再朝反方向運(yùn)動(dòng)嗎? 生:哦,汽車剎車后經(jīng)過一段時(shí)間就會(huì)停下來。師:那這道題到底該怎么做呢? 生:先計(jì)算出汽車經(jīng)多長時(shí)間停下來。
教師出示規(guī)范解題的樣例。
解:設(shè)初速度v0=36km/h=10m/s,加速度a=﹣0.6m/s2,時(shí)間t=10s,由速度公式v=vo+at,可知?jiǎng)x車至停止所需時(shí)間t=v﹣v0/a=0﹣10/﹣0.6=16.7s。
故剎車10s后的速度v10=v0+at=10m/s﹣0.6×10m/s=4m/s 剎車20s時(shí)汽車早已停止運(yùn)動(dòng),故v20=0 師:通過這道題,我們大家知道了汽車遇到緊急情況時(shí),雖然踩了剎車,但汽車不會(huì)馬上停下來,還會(huì)向前滑行一段距離。因此,汽車在運(yùn)行時(shí),要被限定最大速度,超過這一速度,就可能發(fā)生交通事故。請同學(xué)們結(jié)合實(shí)際想一想:當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí),交警是如何判斷司機(jī)是否超速行駛的?
生:汽車剎車時(shí)會(huì)留下痕跡,交警可以通過測量痕跡的長度,計(jì)算出司機(jī)剎車時(shí)的速度。以此來判斷司機(jī)是否超速行駛。師:好極了。22規(guī)律方法總結(jié):
1.速度公式vt=v0+at的適用條件是勻變速直線運(yùn)動(dòng),所以應(yīng)用公式時(shí)必須首先對運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行判斷和分析.2.分析物體的運(yùn)動(dòng)問題,要養(yǎng)成畫運(yùn)動(dòng)草圖的習(xí)慣,主要有兩種草圖:一是v-t圖象;二是運(yùn)動(dòng)軌跡.這樣將加深對物體運(yùn)動(dòng)過程的理解,有助于發(fā)現(xiàn)已知量和未知量之間的相互關(guān)系.3.如果一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)包含幾個(gè)階段,就要分段分析,弄清物體在每段上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.如果全過程不是勻變速運(yùn)動(dòng),但只要每一小段做勻變速運(yùn)動(dòng),也可以在該小段應(yīng)用勻變速速度公式求解.三.小結(jié)
本節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)了對勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解和對公式v=vo+at的掌握.對于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn):
1.任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的增量相同,這里包括大小方向,而不是速度相等.
2.從速度一時(shí)間圖象上來理解速度與時(shí)間的關(guān)系式:v=vo+at,t時(shí)刻的末速度v是在初速度v0的基礎(chǔ)上,加上速度變化量△v=at得到.
3.對這個(gè)運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)點(diǎn)的加速度大小方向不變,但不能說a與△v成正比、與△t成反比,a決定于△v 和△t 的比值.
4.a(chǎn)=△v/△t 而不是a=v/t , a=△v/△t =(vt-v0)/△t即v=vo+at,要明確各狀態(tài)的速度,不能混淆.
5.公式中v、vo、a都是矢量,必須注意其方向.
數(shù)學(xué)公式能簡潔地描述自然規(guī)律,圖象則能直觀地描述自然規(guī)律.利用數(shù)學(xué)公式或圖象,可以用已知量求出未知量.例如,利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式或v-t圖象,可以求出速度,時(shí)間或加速度等.
用數(shù)學(xué)公式或圖象描述物理規(guī)律通常有一定的適用范圍,只能在一定條件下合理外推,不能任意外推.例如,討論加速度d=2 m/s2的小車運(yùn)動(dòng)時(shí),若將時(shí)間t推至2 h,即7 200s,這從數(shù)學(xué)上看沒有問題,但是從物理上看,則會(huì)得出荒唐的結(jié)果,即小車速度達(dá)到了14 400m/s,這顯然是不合情理的.
五、作業(yè):教材第39頁“問題與練習(xí)”
六、板書設(shè)計(jì)
第五篇:教案(勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系)
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勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系
教學(xué)重點(diǎn)
1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義.2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式的推導(dǎo).教學(xué)難點(diǎn)
靈活運(yùn)用速度公式解決實(shí)際問題.課時(shí)安排
2課時(shí) 三維目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念,知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的特點(diǎn),會(huì)根據(jù)圖象分析解決問題;
2.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系公式,能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.過程與方法
1.通過探究速度公式,經(jīng)歷由特殊到一般的推理過程,體會(huì)科學(xué)研究方法;
2.通過尋找規(guī)律得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念,并用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理規(guī)律并給出各符號(hào)的具體含義.情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過速度公式的推導(dǎo)過程培養(yǎng)用物理語言表達(dá)物理規(guī)律的意識(shí),激發(fā)探索與創(chuàng)新的欲望.2.通過v-t圖象的理解及應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì),用不同方法表達(dá)同一規(guī)律的科學(xué)意識(shí).教學(xué)過程
導(dǎo)入新課
故事導(dǎo)入
2007年2月,在泰安市青年路上,一位女士推著一輛電動(dòng)車在斑馬線上,正準(zhǔn)備穿過馬路.突然,一輛小轎車自西向東沖了過來,站在斑馬線上的女士還沒來得及反應(yīng)就被撞飛了出去.由于小轎車以超過了每小時(shí)60千米的速度行駛,推車的女士一下子被撞飛了兩米多高,然后重重地摔在了肇事車輛的擋風(fēng)玻璃上,接著又掉在了路中心,當(dāng)場不省人事.可見,速度過大會(huì)帶來嚴(yán)重危害.但若司機(jī)緊急剎車的話,就有可能避免這場災(zāi)難.若司機(jī)剎車之后,小轎車會(huì)做什么樣的運(yùn)動(dòng)?需要用多長時(shí)間剎車才能避免災(zāi)難.圖2-2-1
情景導(dǎo)入
播放影片資料(跳傘表演).當(dāng)飛機(jī)離地面某一高度靜止于空中時(shí),運(yùn)動(dòng)員離開飛機(jī)自由下落,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后打開降落傘,直到落到地面.運(yùn)動(dòng)員在打開傘前做什么樣的運(yùn)動(dòng)?在打開降落傘之后又做了什么樣的運(yùn)動(dòng)呢?(假設(shè)空氣阻力恒定)運(yùn)動(dòng)員的速度發(fā)生了怎樣的變化?打開降落傘的時(shí)間是運(yùn)動(dòng)員任意選取的嗎?
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圖2-2-2
復(fù)習(xí)導(dǎo)入
復(fù)習(xí)舊知:1.速度—時(shí)間圖象的意義:描述速度隨時(shí)間的變化關(guān)系,即質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的速度.?描點(diǎn)作圖法
2.速度—時(shí)間圖象的繪制:?
?計(jì)算機(jī)繪制v?t圖象(如Excel)
課件展示:
圖2-2-3
圖2-2-4
以上兩圖為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的v-t圖象.圖2-2-3表示質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻速度均不變化,它描述的是勻速直線運(yùn)動(dòng).圖2-2-4是一條傾斜的直線,與上節(jié)實(shí)驗(yàn)中,小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的v-t圖象相同.它表示質(zhì)點(diǎn)在做什么樣的運(yùn)動(dòng)? 推進(jìn)新課
一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)
在現(xiàn)實(shí)生活中,不同物體的運(yùn)動(dòng)快慢程度往往不同.就是同一物體的運(yùn)動(dòng),在不同的過程中,運(yùn)動(dòng)情況也不一定相同.比如:火車出站時(shí)速度由零逐漸增大,速度達(dá)到一定值后勻速運(yùn)動(dòng),進(jìn)站時(shí)速度逐漸減小至零.整個(gè)過程中,運(yùn)動(dòng)情況不同.教師設(shè)疑:火車在不同階段速度如何變化?加速度發(fā)生變化嗎?
交流討論:火車出站時(shí)速度增加,其v-t圖象如同上節(jié)小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的v-t圖象;
在平直軌道上行駛時(shí)速度不變,v-t圖象是平行于t軸的直線;
進(jìn)站時(shí)速度逐漸減小,三個(gè)階段v-t圖象分別如圖2-2-5甲、乙、丙所示:
圖2-2-5
1.在以上三個(gè)v-t圖象中,取相同時(shí)間Δt看速度的變化量Δv如何變化.發(fā)現(xiàn)圖甲Δv>0,且數(shù)值相同,圖乙Δv=0,圖丙Δv<0且數(shù)值也相同.2.取相同時(shí)間間隔Δt′<Δt,觀察Δv的變化,結(jié)論與上述相同.3.取相同時(shí)間間隔Δt″<Δt′,觀察Δv的變化,仍得到上述結(jié)論.中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司
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?v?t
結(jié)論:在任意相等的時(shí)間內(nèi):圖甲、圖丙Δv不變.由a=知:加速度不變
圖乙Δv=0,說明做勻速直線運(yùn)動(dòng).歸納:如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的v-t圖象是直線,則無論Δt取何值,對應(yīng)的速度變化量Δv與Δt的比值?v?t都是相同的,由加速度的定義a=
?v?t可知,該物體做加速度恒定的運(yùn)動(dòng).課件展示:1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義:沿著一條直線,且加速度不變的運(yùn)動(dòng).2.特點(diǎn):(1)相等時(shí)間Δv相等,速度均勻變化;
(2)?v?t=a恒定,保持不變;
(3)v-t圖象是一條傾斜直線.3.分類??勻加速直線運(yùn)動(dòng)?勻減速直線運(yùn)動(dòng):a與v0同向,v越來越大.:a與v0反向,v越來越小.課堂訓(xùn)練
如圖2-2-6所示為四個(gè)物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,由圖象可以看出,做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的是()
圖2-2-6
解析:v-t圖象的斜率就是物體的加速度,A中圖象平行于時(shí)間軸,斜率為零,加速度為零,所以做勻速直線運(yùn)動(dòng).B圖象斜率不變,加速度不變,是勻變速直線運(yùn)動(dòng),且由圖象可看出,物體的速度隨時(shí)間減小,所以是做勻減速直線運(yùn)動(dòng).C圖象斜率不變,加速度不變,做勻加速直線運(yùn)動(dòng).D圖象的切線斜率越來越大,表示物體做加速度越來越大的變加速運(yùn)動(dòng).答案:C
二、速度與時(shí)間的關(guān)系式
解決物理問題的常用方法有兩種,即圖象法和數(shù)學(xué)分析法.我們可以通過對圖象的分析判定物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng),做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定量描述是怎樣的呢?
(設(shè)計(jì)方案一):利用例題用數(shù)學(xué)歸納法得出v-t關(guān)系.例1火車原以10.0 m/s的速度勻速行駛,后來開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度是0.2 m/s2,從火車加速起第1 s末、第2 s末、第3 s末??第t秒末的速度分別是多少?
解析:火車勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),速度是均勻增大的.加速度是0.2 m/s2,說明火車每1 s速度增大0.2 m/s.v1=10.0 m/s+0.2 m/s=10.2 m/s
v2=10.2 m/s+0.2 m/s=10.4 m/s=10.0 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s
v3=10.4 m/s+0.2 m/s=10.6 m/s=10.0 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s.由以上可類推:第t秒末的速度應(yīng)等于初速度加上t秒內(nèi)速度的增加,即為:vt=v0+at.(設(shè)計(jì)方案二)利用加速度的定義式推導(dǎo)
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a=?v?x=v?v0t?0=v-v0t
解出v=v0+at
答案:v=v0+at
這就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系式.點(diǎn)評:通過兩個(gè)方案推導(dǎo)出速度時(shí)間關(guān)系,領(lǐng)悟多種途徑可解決同一問題,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、創(chuàng)新思維,提高學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.要點(diǎn)掃描
1.速度公式反映了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,式中v0是開始計(jì)時(shí)時(shí)的瞬時(shí)速度,vt是經(jīng)過時(shí)間t后的瞬時(shí)速度.2.速度公式中v0、vt、a都是矢量,在直線運(yùn)動(dòng)中,規(guī)定正方向后(常以v0的方向?yàn)檎较颍?,都可用帶正、?fù)號(hào)的代數(shù)量表示,因此,對計(jì)算出的結(jié)果中的正、負(fù),需根據(jù)正方向的規(guī)定加以說明.若經(jīng)計(jì)算后vt>0,說明末速度與初速度同向;若a<0,表示加速度與v0反向.3.若初速度v0=0,則vt=at,瞬時(shí)速度與時(shí)間成正比.4.若初速度v0的方向規(guī)定為正方向,減速運(yùn)動(dòng)的速度公式vt=v0-at.當(dāng)vt=0時(shí),可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=v0/a.5.利用v=v0+at計(jì)算未知量時(shí),若物體做減速運(yùn)動(dòng),且加速度a已知,則代入公式計(jì)算時(shí)a應(yīng)取負(fù)數(shù),如v0=10 m/s,以2 m/s做減速運(yùn)動(dòng),則2 s后的瞬時(shí)速度vt=10 m/s-2×2 m/s=(10-4)m/s=6 m/s.課堂訓(xùn)練
汽車以40 km/h的速度勻速行駛,現(xiàn)以0.6 m/s2的加速度加速,10 s后速度能達(dá)到多少?
分析:此問題已知v0、a、t,求vt,因此可利用速度關(guān)系來求解.解析:設(shè)初速度的方向?yàn)檎较颍瑅0=40 km/h=
403.6m/s=11 m/s
因?yàn)榧铀?,故a與v0同向,a=0.6 m/s2,時(shí)間t=10 s s后速度為:v=v0+at=11 m/s+0.6 m/s2×10 s=17 m/s.答案:17 m/s
知識(shí)拓展
以上是關(guān)于勻加速直線運(yùn)動(dòng)的練習(xí),而對于勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體,解題結(jié)果要符合物理實(shí)際,物理問題并不是簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算.例2小明駕駛汽車以v=20 m/s的速度勻速行駛,突然前面有緊急情況,(如圖2-2-7所示)小明緊急剎車,加速度大小為4 m/s2.求汽車6 s末的速度.圖2-2-7
解析:在式子v=v0+at中有四個(gè)物理量,題目中出現(xiàn)了其中的三個(gè),即v0=20 m/s,a=-4 m/s2,t=6 s代入公式中,解得:
v=v0+at=20+(-4)×6 m/s=-4 m/s
意思是車正以4 m/s的速度后退,這顯然與實(shí)際現(xiàn)象違背.中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司
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根據(jù)題意知,剎車一段時(shí)間(t=
204 s=5 s)后,汽車速度減為零,以后就會(huì)靜止,不會(huì)后退,故所求速度v=0.答案:0
交流討論:1.在實(shí)際生活中,汽車剎車停止后,不會(huì)做反向加速運(yùn)動(dòng),而是保持靜止.2.題目給出的時(shí)間比剎車時(shí)間長還是短?若比剎車時(shí)間長,汽車速度為零.若比剎車時(shí)間短,可利用公式v=v0+at直接計(jì)算,因此解題前先求出剎車時(shí)間t0.3.剎車時(shí)間t0的求法.由v=v0+at,令v=0,求出t0便為剎車時(shí)間,即t0=?若t?t0,則v?0;
4.比較t與t0,?
?若t?t0,則v?v0?at.v0a.課堂訓(xùn)練
某汽車在平直公路上以43.2 km/h的速度勻速正常行駛,現(xiàn)因前方出現(xiàn)危險(xiǎn)情況而緊急剎車,加速度的大小是6 m/s2.問剎車后經(jīng)過5 s,汽車的速度變?yōu)槎嗌伲?/p>
分析:此題與例題相似,解此類題目先求剎車時(shí)間t,然后比較t與t0的關(guān)系得出結(jié)論.解析:設(shè)汽車經(jīng)時(shí)間t0停止.v0=43.2 km/h=12 m/s,v=0,a=-6 m/s2
由v=v0+at得t0=v-v0a=
0?12?6 s=2 s
則知汽車從剎車開始經(jīng)過2 s速度就減為零,故再經(jīng)過3 s,汽車速度仍為零.答案:0
三、對速度—時(shí)間圖象的理解
速度—時(shí)間圖象描述物體的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系,從“v-t”圖象中我們可獲得如下信息:
1.某時(shí)刻的瞬時(shí)速度.2.某段時(shí)間內(nèi)速度變化量.3.加速度大小.4.位移的大小.合作探究
為了加深對“v-t”圖象的理解,說出如圖2-8-示圖線所代表的意義.圖2-2-8
1.若圖象過原點(diǎn),說明物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),如圖①.2.圖象不過原點(diǎn),若與縱軸有截距,表示運(yùn)動(dòng)物體初速度為v0,如圖②;若與橫軸有截距,表示物體經(jīng)過一段時(shí)間后從t0開始運(yùn)動(dòng),如圖③.3.兩圖線交點(diǎn)說明兩物體在該時(shí)刻具有相同的速度.中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司
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4.圖線是直線說明物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng);圖線是曲線則表示物體做變加速運(yùn)動(dòng),如圖④.5.圖線⑤表示物體的速度逐漸減小,做勻減速運(yùn)動(dòng).6.圖線⑥在t軸下方表示物體運(yùn)動(dòng)的速度方向反向(與正方向相反).7.圖線與橫軸t所圍成的面積在數(shù)值上等于該物體在該段時(shí)間內(nèi)的位移.8.圖線的傾斜程度(即斜率),反映了速度改變的快慢,傾斜程度越大,表示速度改變得越快;傾斜程度越小,表示速度改變得越慢,如圖線②比圖線③速度改變得慢.說明:1.若圖線⑤跨過t軸,表示在交點(diǎn)時(shí)刻速度減為零,之后做反向加速運(yùn)動(dòng).如圖2-2-9所示.圖2-2-9
2.圖線不表示物體的運(yùn)動(dòng)軌跡.課堂訓(xùn)練
如圖2-2-10所示,物體在各段時(shí)間內(nèi)做何種運(yùn)動(dòng)?哪一段時(shí)間內(nèi)加速度最大?
圖2-2-10
分析:v-t圖象的斜率等于加速度的大小,負(fù)斜率表示加速度方向與規(guī)定的正方向相反.解析:由v-t圖象的意義可知,物體在0——t1、t4——t5時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng);t2——t3、t6——t7時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng);在t1——t2、t5——t6時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng).v-t圖象的斜率大小等于加速度大小,t2——t3段斜率最大,所以加速度最大.小結(jié):速度大小的變化情況僅由速度和加速度方向的關(guān)系確定,不要認(rèn)為加速度為負(fù)值,就做勻減速運(yùn)動(dòng).思考與討論:為什么v-t圖象只能反映直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?
因?yàn)樗俣仁鞘噶?,既有大小又有方?物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),只可能有兩個(gè)速度方向,規(guī)定了一個(gè)為正方向時(shí),另一個(gè)便為負(fù)值,所以可用正、負(fù)號(hào)描述全部運(yùn)動(dòng)方向.當(dāng)物體做一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度方向各不相同,不可能僅用正、負(fù)號(hào)表示所有的方向,所以不能畫出v-t圖象.所以,只有直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律才能用v-t圖象描述,任何v-t圖象反映的也一定是直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律.四、速度—時(shí)間關(guān)系的應(yīng)用
運(yùn)動(dòng)學(xué)問題往往有多種解法.解題時(shí)可靈活處理,以開拓思路,提高能力.本節(jié)課學(xué)習(xí)了速度—時(shí)間關(guān)系,利用此關(guān)系,我們來探究一道題目的解法.例3火車沿平直鐵軌勻加速前進(jìn),通過某一路標(biāo)時(shí)的速度為10.8 km/h,1 min后變成54 km/h,又需經(jīng)多少時(shí)間,火車的速度才能達(dá)到64.8 km/h?
分析:題中給出了火車在三個(gè)不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度,分別設(shè)為v1、v2、v3,火車的運(yùn)動(dòng)的示意圖如圖2-2-11所示.由v1、v2和時(shí)間t1可以算出火車的加速度a,再用速度公式就可算出t2.還可以畫出v-t圖,如圖2-2-12所示.中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司
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圖2-2-11
解法一:三個(gè)不同時(shí)刻的速度分別為
v1=10.8 km/h=3 m/s
v2=54 km/h=15 m/s
v3=64.8 km/h=18 m/s
時(shí)間t1=1 min=60 s
據(jù)a=
a=v2?v1t得加速度
15?360m/s2=0.2 m/s2 v3?v2a18?150.2則時(shí)間t2== s=15 s.解法二:此運(yùn)動(dòng)加速度不變
由于a=?vt,所以v2?v1t1=
v3?v2t2
得所求時(shí)間t2=v3?v2v2?v1t1=15 s.解法三:因?yàn)槲矬w加速度不變,作出其v-t圖象如圖2-2-12所示,由圖中的相似三角形可知v3?v1v2?v1=t1?t2t1
圖2-2-12
代入數(shù)據(jù)18?315?3=60?t260,解得t2=15 s.答案:15 s
規(guī)律方法總結(jié):1.速度公式vt=v0+at的適用條件是勻變速直線運(yùn)動(dòng),所以應(yīng)用公式時(shí)必須首先對運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行判斷和分析.2.分析物體的運(yùn)動(dòng)問題,要養(yǎng)成畫運(yùn)動(dòng)草圖的習(xí)慣,主要有兩種草圖:一是v-t圖象;二是運(yùn)動(dòng)軌跡.這樣將加深對物體運(yùn)動(dòng)過程的理解,有助于發(fā)現(xiàn)已知量和未知量之間的相互關(guān)系.中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司
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3.如果一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)包含幾個(gè)階段,就要分段分析,弄清物體在每段上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.如果全過程不是勻變速運(yùn)動(dòng),但只要每一小段做勻變速運(yùn)動(dòng),也可以在該小段應(yīng)用勻變速速度公式求解.課堂訓(xùn)練
發(fā)射衛(wèi)星一般應(yīng)用多級(jí)火箭,第一級(jí)火箭點(diǎn)火后,使衛(wèi)星向上勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為50 m/s,燃燒30 s后第一級(jí)脫離,第二級(jí)火箭沒有馬上點(diǎn)火,所以衛(wèi)星向上做加速度為10 m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng),10 s后第二級(jí)火箭啟動(dòng),衛(wèi)星的加速度為80 m/s2,這樣經(jīng)過1分半鐘第二級(jí)火箭脫離時(shí),衛(wèi)星的速度多大?
解析:整個(gè)過程中衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)不是勻變速直線運(yùn)動(dòng),但可以分為三個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)處理.第一級(jí)火箭燃燒完畢時(shí)的速度v1=a1t1=50×30 s=1 500 m/s
減速上升10 s后的速度v2=v1-a2t2=1 500 s-10×10 s=1 400 m/s
第二級(jí)火箭脫離時(shí)的速度v3=v2+a3t3=400 s+80×90 s=8 600 m/s.答案:8 600 m/s 課堂小結(jié)
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念、勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度—時(shí)間關(guān)系以及圖象.本節(jié)課不僅是知識(shí)的學(xué)習(xí),更為重要的是滲透著探究科學(xué)問題所采用的一系列方法.這在物理學(xué)研究中以及整個(gè)人類探索自然科學(xué)的研究中,發(fā)揮著極其重要的作用.本節(jié)課主要內(nèi)容包括:
1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念:沿著一條直線,且加速度不變的運(yùn)動(dòng).2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式:v=v0+at.3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象:一條傾斜的直線.布置作業(yè)
1.教材第36頁“問題與練習(xí)”1、2、4題.2.課下觀察現(xiàn)實(shí)生活中哪些運(yùn)動(dòng)可近似認(rèn)為是勻變速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容,探究如何避免車禍的發(fā)生.板書設(shè)計(jì) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系
???????定義:加速度恒定的直線運(yùn)動(dòng)?勻變速直線運(yùn)動(dòng)???v?t圖象:傾斜的直線勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系??公式:v?v0?at????求某時(shí)刻的速度:v?v0?at???v?v0??應(yīng)用?求加速度:a?t???v?v0?求運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t???a??
2活動(dòng)與探究
課題:火車道上枕木之間的距離可以認(rèn)為是相等的,均為Δx,火車進(jìn)站的運(yùn)動(dòng)是勻減
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速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在想估算一下火車進(jìn)站的過程加速度大小,而手邊沒有計(jì)時(shí)工具,但是知道自己脈搏跳動(dòng)的時(shí)間間隔為T.你該怎么做呢?
分析:1.在T時(shí)間內(nèi)聽有幾次響動(dòng),就有幾個(gè)Δx,由此估算出此時(shí)速度v1.2.心中默數(shù)經(jīng)過時(shí)間nT.3.在T時(shí)間內(nèi)聽有幾次響動(dòng),由此估算出此時(shí)速度v2.4.利用本節(jié)所學(xué)速度公式v=v0+at估算加速度a的大小.結(jié)論:能估算出加速度的大小,測量方式如上述分析.習(xí)題詳解
21.解答:初速度v0=36 km/h=10 m/s,加速度a=0.2 m/s,末速度v=54 km/h=15 m/s.根據(jù)v=v0+at得t=v?v0a=
15?100.2 s=25 s.2
2.解答:初速度v0=72 km/h=20 m/s,加速度a=-0.1 m/s,時(shí)間t=2 min=120 s,根據(jù)v=v0+at得v=20 m/s-0.1×120 m/s=8 m/s.3.解答:(1)1 s末速度是1.5 m/s,4 s末速度為2 m/s,最大,7 s末速度為1 m/s,最小.(2)這三個(gè)時(shí)刻的速度均為正值,速度方向相同.(3)1秒末加速度為0.5 m/s,4 s末加速度為零,最小,7 s末加速度為1 m/s,最大.(4)1 s末加速度為正值,7 s末加速度為負(fù)值,加速度方向相反.說明:速度、加速度都是矢量,比較矢量的大小是按矢量的絕對值判定.4.如圖2-2-13所示.2
2圖2-2-13 設(shè)計(jì)點(diǎn)評
本節(jié)課內(nèi)容雖僅涉及一個(gè)公式:v=v0+at,但對于此公式的推導(dǎo)相當(dāng)重要.因?yàn)檫@種推導(dǎo)所采用的方法,滲透著學(xué)科思想,對今后探索很多物理規(guī)律有很大的借鑒意義.因此本設(shè)計(jì)注重了過程的推導(dǎo).分別從三個(gè)角度,把公式推導(dǎo)出來,利用圖象、教學(xué)歸納、公式變形.這樣可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,用多種方法解決同一問題的能力.中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司