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《匀变速直线运动的速度与时间的关系》教学设计

作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助高中教师能够井然有序的进行教学。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢?下面是由小编为大家整理的“《匀变速直线运动的速度与时间的关系》教学设计”,仅供参考,希望能为您提供参考!

《匀变速直线运动的速度与时间的关系》教学设计

一、设计思想

本节课从上一节课研究小车的速度随时间变化的v-t图像入手,让学生通过分组讨论,探究图像的形状特点、速度如何变化,加速度如何计算、不同时间段的加速度分别是多少,教师引导得出匀变速直线运动的概念和特点,这一探究过程,增进学生领会v-t图像的物理意义。紧接着通过学生分组讨论探究匀变速直线运动速度时间关系是什么?充分发挥学生自主学习,合作学习的主动性,分组讨论得出匀变速直线运动的速度时间关系v=v0+at.这部分教学,不但使学生认识掌握匀变速直线运动的规律,而且通过对这问题的研究,使学生了解和体会物理学研究问题的方法,图象、公式、以及利用数学方法处理物理问题等。这一点可能对学生更为重要,通过学习过程使学生有所体会。随后通过对两个v-t图像的研究讨论得出匀加速直线运动,若规定初速度的方向为正方向,则a0,匀减速直线运动,若规定初速度的方向为正方向,则a0.从而有利于学生运用v=v0+at解决后面的三道问题。本节在内容的安排顺序上,既注意了科学系统,又注意学生的认识规律。讲解问题从实际出发,尽量用上一节的实验测量数据。运用图象这种数学工具,相对强调了图象的作用和要求。这是与以前教材不同的。在现代生产、生活中,图象的运用随处可见,无论学生将来从事何种工作,掌握最基本的应用图象的知识,都是必须的。学生在初学时往往将数学和物理分割开来,不习惯或不会将已学过的数学工具用于物理当中。在教学中应多在这方面引导学生。本节就是一个较好的机会,将图象及其物理意义联系起来。

二、教学目标

1、知识与技能

(1)掌握匀变速直线运动的概念、运动规律及特点。

(2)掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式,会推导,能进行有关计算。

(3)知道v-t图象的意义,会根据图象分析解决问题。

2、过程与方法

(1)培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力。

(2)引导学生研究图象,寻找规律得出匀变速直线运动的概念.

(3)引导学生用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义.

3、情感态度与价值观

(1)、培养学生用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新欲望.

(2)体验同一物理规律的不同描述方法,培养科学价值观。

(3)将所学知识与实际生活相联系,增加学生学习的动力和欲望。

三、教学重点

1、理解匀变速直线运动的v-t图象的物理意义。

2、匀变速直线运动的速度与时间的关系式及应用。

教学难点

1、学会用v-t图象分析和解决实际问题。

2、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式并会运用。

四、教学准备三角板,多媒体课件,编写讲义。

五、教学过程

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

一、创设物理情景,引入新课

2013年6月11日17时38分,神舟十号载人宇宙飞船在酒泉卫星发射中心顺利点火发射升空,经十分钟,速度增加到7.9km/h,生活中想发射火箭这样的变速运动很多,比如火车进站,出站,汽车启动,刹车,物体的下落运动,还有我们上一节课研究的小车在钩码带动下的运动,这些变速运动速度随时间变化有什么样的规律呢?

学生了解生活中的变速运动,思考这些变速运动速度随时间变化有什么规律

让学生了解生活中的变速直线运动,引发学生探究欲望。

二、进行

新课

1.匀变速直线运动的定义

合作探究一

出示上节小车在重物牵引下运动v-t图象

v/ms-1

t/s

0

5

10

15

10

20

30

40

50

组织学生总结图象特点,引导学生继续思考加速度与直线的倾斜程度的关系。

教师引导学生概括小车运动的特点,明确运动的性质

学生分组讨论:

⑴图象的形状特点

⑵速度如何变化的

⑶加速度如何计算(4)0-5s,5s-10s,5s-15s的加速度分别是多少?

(5)小车做的是什么样的运动?

学生观察,分组讨论图象特点

学生总结汇报,思考问题

学生在教师指导下得到匀变速直线运动的概念。沿着一条直线运动,且加速度保持不变的运动,叫做匀变速直线运动

引导学生思考图象特点,激发学生求知欲

通过学生讨论探究小车运动的V-t图像得出匀变速直线运动的定义

2.匀变速直线运动的特点

请同学们从刚才的学习中总结匀变速直线的特点

学生回顾总结匀变速直线运动的特点:

1.加速度不变

2.速度时间图像是一条倾斜直线

3.速度均匀变化

明确匀变速直线运动的特点

3.速度与时间的关系

合作探究二

教师提出问题:既然匀变速直线运动速度随时间均匀变化,那速度随时间有什么样的变化规律?

学生分组讨论,每组讨论过程中推荐一名同学作总结发言,展示本组讨论结果,比比那组方法多,发言最精彩。

有的组从加速度的定义得出

有的组利用观察V-t图像得出

有的组类比一次函数得出

v=v0+at

充分发挥学生自主学习,合作学习,体现团队精神,形成激烈竞争。

4、匀变速直线运动的分类

问题:匀变速直线运动速度时间关系式v=v0+at

矢量式使用时需注意哪些问题?

合作探究三

下图是一物体做匀变速直线运动的V—t图像,通过图像所给信息求解

(1)物体运动的加速度是多少?

(2)物体做什么样的运动?

v/ms-1

t/s

o

2

2

4

6

4

下图是一物体做匀变速直线运动的V—t图像,通过图像所给信息求解

(1)物体运动的加速度是多少?

(2)物体做什么样的运动?

v/ms-1

t/s

o

4

2

学生分组讨论得出

a=1m/s2

物体做匀加速运动

通过教师引导与学生一起得出:物体做匀加速直线运动,若规定初速度v0的方向为正方向,则,a0,取正值

学生分组讨论得出

a=-2m/s2

物体做减速运动

通过教师引导与学生一起得出:物体做匀减速直线运动,若规定初速度v0的方向为正方向,则,a0,取负值

明确匀变速直线运动速度时间关系v=v0+at

应用时需注意方向问题

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

三、巩固练习

例一:汽车以36km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少?

教师引导学生明确已知量、待求量,确定研究对象和研究过程

解:初速度vo=36km/h=10m/s,加速度a=0.6m/s2,时间t=10s,10s后的速度为

v=v0+at

=10m/s+0.6m/s2×10s

=16m/s

=57.6km/h

例二:某汽车在某路面紧急刹车时,加速度的大小是6m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车的行驶速度最高不能超过多少km/h?

解:以汽车初速度v0方向为正方向

由题知:加速度a=-6m/s2,时间t=2s,

2s末的速度v=0

则由v=v0+at得

v0=v-at=0-(-6m/s2)×2s=12m/s=43km/h

答:汽车的速度不能超过43km/h

通过这道题,我们大家知道了汽车遇到紧急情况时,虽然踩了刹车,但汽车不会马上停下来,还会向前滑行一段距离。因此,汽车在运行时,要被限定最大速度,超过这一速度,就可能发生交通事故。请同学们结合实际想一想:当发生交通事故时,交警是如何判断司机是否超速行驶的?

例三:某汽车正以12m/s的速度在路面上匀速行驶,前方出现紧急情况需刹车,加速度大小是3m/s2,求汽车5s末的速度。

解:以初速方向为正方向

则v=v0+at=12+(-3)×5m/s=-3m/s

正确解法:以初速方向为正方向

当车速减为零时,v=v0+at=12-3t=0

解得t=4s

即4s末汽车已刹车完毕,所以5末时汽车处于静止状态,即速度为零。

学生自主解题

板演并讲解

学生自主解题

并板演讲解

学生思考:汽车刹车时会留下痕迹,交警可以通过测量痕迹的长度,计算出司机刹车时的速度。以此来判断司机是否超速行驶。

学生自主解题

并板演讲解

可能有学生会根据公式解得v=-3m/s

有学生会提出根据实际情况汽车刹车后不可能反向运动,要先判断刹车时间,再计算所求量。

明确规定初速度v0

的方向为正方向,匀减速直线运动,则a取负值。

明确规定初速度v0

的方向为正方向,匀减速直线运动,则a取负值。

引导学生“从生活走向物理,从物理走向社会”

锻炼了学生的胆量和表达能力

让学生明确计算刹车问题时,需先判断停车时间。

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

四、知识小结

提问:这节课你知道了什么?

小结所学知识

与教师一起总结:

1.本节从对小车运动的V-t图像的研究得出匀变速直线运动的定义:沿着一条直线运动且加速度不变

2.通过小组讨论得出匀变速直线运动的公式v=v0+at

3.公式中v、v0、a都是矢量,必须注意其方向。

让学生整理、回忆本节课的收获,构建整体的知识体系

五、作业

布置作业:教材中的“问题与练习2题和3题”

认真思考,独立完成作业

让学生巩固了上课所学知识,在解答问题的过程中发现不足,及时补救。

六、板书设计:

匀变速直线运动速度与时间的关系

一.匀速直线运动定义:沿着一条直线运动,且加速度保持不变的运动,叫做匀变速直线运动

二.匀变速直线运动的特点:1.v-t图像是一条倾斜的直线

2.加速度不变的运动。

3.速度随时间均匀改变,

三.速度与时间关系:速度与时间关系式

四.分类:匀加速直线运动,若规定初速度v0的方向为正方向,则a0

匀减速直线运动,若规定初速度v0的方向为正方向,则a0

延伸阅读

匀变速直线运动的位移与时间的关系


2.3匀变速直线运动的位移与时间关系(二)
学习目标:
1.进一步理解匀变速直线运动的速度公式和位移公式。
2.能较熟练地应用速度公式和位移公式求解有关问题。
3.能推导匀变速直线运动的位移和速度关系式,并会应用它进行计算。
4.掌握匀变速直线运动的两个重要要推论。
5.能灵活应用匀变速直线运动的规律进行分析和计算。
学习重点:1.
2.推论1:S2-S1=S3-S2=S4-S3=…=Sn-Sn-1=△S=aT2
3.推论2:
学习难点:推论1
学习过程:
一、匀变速直线运动的位移和速度关系
1.公式:
2.推导:

【例1】发射枪弹时,枪弹在枪筒中的运动可以看做匀加速运动,如果枪弹的加
速度大小是5×105m/s,枪筒长0.64米,枪弹射出枪口时的速度是多大?

【例2】一光滑斜面坡长为l0m,有一小球以l0m/s的初速度从斜面底端向上运
动,刚好能到达最高点,试求:小球运动的加速度。

二、匀变速直线运动三公式的讨论
1.三个方程中有两个是独立方程,其中任意两个公式可以推导出第三式。
2.三式中共有五个物理量,已知任意三个可解出另外两个,称作“知三解二”。
3.Vo、a在三式中都出现,而t、Vt、s两次出现。
4.已知的三个量中有Vo、a时,另外两个量可以各用一个公式解出,无需联立方程.
5.已知的三个量中有Vo、a中的一个时,两个未知量中有一个可以用一个公式解出,另一个可以根据解出的量用一个公式解出。
6.已知的三个量中没有Vo、a时,可以任选两个公式联立求解Vo、a。
7.不能死套公式,要具体问题具体分析(如刹车问题)。
【例3】一个滑雪的人,从85m长的山坡上匀变速滑下,初速度是1.8m/s,末速度是5.0m/s,他通过这段山坡需要多长时间?

三、匀变速直线运动的两个推论
1.匀变速直线运动的物体在连续相等的时间(T)内的位移之差为一恒量。
①公式:S2-S1=S3-S2=S4-S3=…=Sn-Sn-1=△S=aT2
②推广:Sm-Sn=(m-n)aT2
③推导:

2.推导:某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,即:

【例4】做匀变速直线运动的物体,在第一个4秒内的位移为24米,在第二个4秒内的位移是60米,求:(1)此物体的加速度。(2)物体在第四个4秒内的位移。

【例5】一个从静止开始做匀加速直线运动的物体,第10s内的位移比第9s内的位移多l0m求:
(1)它在第l0s内通过的位移
(2)第10s末的速度大小
(3)前10s内通过的位移大小。

【例6】已知物体做匀加速直线运动,通过A点时的速度是V0,通过B点时的速度是Vt,求运动的平均速度及中间时刻的速度。

【例7】已知物体做匀加速直线运动,通过A点时的速度是V0,通过B点时的速度是Vt,求中点位置的速度。

当堂达标:
1.某物体作变速直线运动,关于此运动下列论述正确的是()
A.速度较小,其加速度一定较小
B.运动的加速度减小,其速度变化一定减慢
C.运动的加速度较小,其速度变化一定较小
D.运动的速度减小,其位移一定减小
2.火车从车站由静止开出做匀加速直线运动,最初一分钟行驶540米,则它在最初l0秒行驶的距离是()
A.90米B.45米C.30米D.15米
3.一物体由静止沿光滑斜面匀加速下滑距离为L时,速度为V,当它的速度是v/2时,它沿全面下滑的距离是()
A.L/2B.L/2C.L/4D.3L/4
4.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,lS后的速度的大小变为10m/s,在这1s内该物体的()(1996年高考题)
A.位移的大小可能小于4m,B.位移的大小可能大于l0m,.
C.加速度的大小可能小于4m/s2。D.加速度的大小可能大于l0m/s2。
5.一物体做匀加速直线运动,初速度为0.5m/s,第7s内的位移比第5s内的位移多4m.求:
(1)物体的加速度,
(2)物体在5s内的位移.
6.飞机着陆以后以6m/s2的加速度做匀减速直线运动,若其着陆时速度为60m/s,求它着陆后12秒内滑行的距离。
7.两物体都做匀变速直线运动,在给定的时间间隔内()
A.加速度大的,其位移一定也大B.初速度大的,其位移一定也大
C.末速度大的,其位移一定也大D.平均速度大的,其位移一定也大
8.一辆汽车从车站开出,做初速度为零的匀加速直线运动。开出一段时间后,司机发现一乘客未上车,便紧急刹车做匀减速直线运动。从启动到停止一共经历10s,前进了15m,在此过程中,汽车的最大速度为()
A.1.5m/sB.3m/sC.4m/sD.无法确定
9.某物体做初速度为零的匀变速直线运动,若第1s末的速度为0.1m/s,则第3s末的速度为__________,前三秒内的位移为__________,第三秒内的位移为_______。
10.做匀加速直线运动的物体,速度从v增加到2v时通过的位移为x,则它的速度从2v增加到4v时通过的位移是_________。
11.火车由甲地从静止开始以加速度a匀加速运行到乙地,又沿原方向以a/3的加速度匀减速运行到丙地而停止。如甲、丙相距18km,车共运行了20min。求甲、乙两地间的距离及加速度a的值

12.列车由静止开始以a1=0.9m/s2的加速度做匀加速直线运动,经t1=30s后改为匀速直线运动,又经一段时间后以大小为a2=1.5m/s2的加速度做匀减速直线运动直至停止,全程共计2km,求列车行驶的总时间.

阅读材料:汽车车速指示机构
为了知道汽车行驶的速度和经过的里程数,汽车上装有车速里程表。这是一种组合仪表。车速里程表通过软轴和变速器连接,汽车驱动轮的运动经减速器、传动轴、变速器和软轴传至车速里程表的接头,并经过仪表内部的减速机构和电磁感应作用分别指示出汽车驶过的里程与车速。
车速里程表所指示的汽车行驶速度,实际上是通过测量汽车驱动轮的转速换算出来的。测量转速的仪表种类很多,有离心式转速表、磁转速表、直流电转速表、交变电流转速表等,通常多采用磁转速表,它的原理是通过测量旋转磁场跟它在金属感应罩内产生的电流间的相互作用力测出车速的。
图为车速里程表中测量车速部分的示意图。转轴1下端通过一系列传动机构同汽车驱动轮相连,随驱动轮旋转而旋转.转轴I上端铆接一永久磁铁2,磁铁外面罩着铝罩3,铝罩3固定在针轴4上。当磁铁2随驱动轮旋转时,铝罩中产生感应电流.根据楞次定律,感应电流的磁场与磁铁磁场的相互作用,要阻碍磁铁与铝罩的相对旋转。于是铝单克服游丝弹簧5的弹力扭转一个角度.这个角度与磁铁2的角速度成正比,也就是与驱动轮的每分钟转数成正比。因此,在表盘6上用均匀的刻度标出车速值,从指针7的扭辛毒角度可以知道车速。

匀变速直线运动的位移与速度的关系


一名优秀的教师就要对每一课堂负责,高中教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,帮助高中教师能够井然有序的进行教学。高中教案的内容要写些什么更好呢?为此,小编从网络上为大家精心整理了《匀变速直线运动的位移与速度的关系》,欢迎大家与身边的朋友分享吧!

必修一2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系(教案)
一、教材分析
本节的内容是让学生熟练运用匀变速直线运动的位移与速度的关系来解决实际问题.教材先是通过一个例题的求解,利用公式x=v0t+at2和v=v0+at推导出了位移与速度的关系:v2-v02=2ax.到本节为止匀变速直线运动的速度—时间关系、位移—时间关系、位移—速度关系就都学习了.解题过程中应注意对学生思维的引导,分析物理情景并画出运动示意图,选择合适的公式进行求解,并培养学生规范书写的习惯,解答后注意解题规律.学生解题能力的培养有一个循序渐进的过程,注意选取的题目应由浅入深,不宜太急.对于涉及几段直线运动的问题,比较复杂,引导学生把复杂问题变成两段简单问题来解.
二教学目标
1知识与技能
(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。
(5)培养学生将已学过的数学规律运用到物理当中,将公式、图象及物理意义联系起来加以运用,培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
2过程与方法
利用多媒体课件与课堂学生动手实验相互结合,探究匀变速直线运动规律的应用的方法和思维。
3情感态度与价值观
既要联系的观点看问题,还要具体问题具体分析。
三、教学重点
1.速度公式、位移公式及位移与速度关系的公式的推导。
2.会运用公式分析、计算。
三、教学重、难点
具体到实际问题当中对物理意义、情景的分析。
四、学情分析
我们的学生属于A、B、C分班,学生已有的知识和实验水平均有差距。有些学生仅仅对公式的表面理解会做套公式的题,对物理公式的内涵理解不是很透彻,所以讲解时需要详细。
五、教学方法
讲授法、讨论法、问题法、实验法。
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习已学过的两个公式(1)速度公式(2)位移与时间公式
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景引入,展示目标
1.通过下面一道题目,让学生从不同角度,感受一题多解,拓展学生的物理思维。
一辆汽车以20m/s的速度行驶,驾驶员发现前方道路施工,紧急刹车并最终停止。已知汽车刹车过程的加速度大小是5m/s2,假设汽车刹车过程是匀减速直线运动,则汽车从开始刹车经过5s所通过的位移是多少?
(利用该题让学生知道:①对匀减速直线运动,若取v0方向为正方向时,则v0o,a0。②对汽车刹车过程,在给定的时间内的汽车是否一直在做匀减速直线运动,还需要进行判断。③让学生感受到一题多解——公式法、图象法和逆向思维法。)
2.通过物理情景1的分析,让学生寻找匀变速直线运动中位移与速度的关系。
【情景1】射击时,火药在枪筒中燃烧。燃气膨胀,推动弹头做加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动,假设枪筒长0.64m,子弹的加速度5×105m/s2,我们根据已知条件能否求出子弹射出枪口时的速度?
问题1:能否根据题意,用前面的运动规律解决?
[学生活动]用公式得出子弹离开枪口时的速度。
(三)合作探究,精讲点拨
问题2:在这个问题中,已知条件和所求的结果都不涉及时间t,它只是一个中间量。能否根据前面学习的运动规律,得到位移x与速度v的关系呢?
[学生活动]用公式进行推导。(请一位学生板演)
[教师活动]通过以上分析可以看到,如果说问题的已知量和未知量都不涉及时间,利用求解,往往会使问题变得简单、方便。
[学生活动]用公式求解上面的问题,并与前面的方法进行比较。
(四反思总结,当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生理解本节公式.并对所学内容进行简单的反馈纠正。

[例1]通过测试得知某型号的卡车在某种路面上急刹车时加速度大小是5m/s2。如果要求它在这种路面上行驶时在22.5m内必须停下,它的行驶速度不能超过多少千米每小时?
[教师活动]分析问题,用公式求解问题,并注意匀减速直线运动中加速度取负值。通过板书提醒学生解题规范化。
[例2]美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“F-A-15”型战斗机在跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0m/s2,起飞速度为50m/s。若要该飞机滑行100m后起飞,则:
(1)弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?(可保留根号)
(2)假设某航空母舰不装弹射系统,但要求“F-A-15”型战斗机能在它上面正常起飞,则该跑道至少多长?
[教师活动]分析题意,已知条件,求什么物理量,正确选取运动规律。
[学生活动]用公式求解问题,同时注意具体问题具体分析。
[例3]驾驶手册规定具有良好刹车性能的汽车在以80km/h的速率行驶时,可以在56m的距离内刹住;在以48km/h的速率行驶时,可以在24m的距离内刹住。假设对这两种速率,驾驶员的反应时间(在反应时间内驾驶员来不及使用刹车,车速不变)与刹车产生的加速度都相同,则驾驶员的反应时间是多少?
[教师活动]引导学生分析汽车在整个过程中运动规律,如何解决问题。
[学生活动]根据题意的分析,正确选用运动规律求解。
(五)发导学案、布置预习
我们已经学习了运动学的一些公式,了解了运动学的过程,那么若初速度等于零的过程又会怎样呢?在下一节课我们一起来学习一种特殊的匀变速运动__自由落体运动。这节课后大家可以先预习这一部分,着重分析自由落体运动为什么是匀变速运动.并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
九、板书设计
2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系
匀变速直线运动的位移与速度的关系:
十、教学反思
本节课按教学设计基本完成了制定的课程目标,取得较好的效果。第一,教学重点突出,对速度公式、位移公式及位移和速度的关系式注重推导的过程。有效的突破教学难点,具体进行情景的分析。?第二,能以教师为主导,学生为主体用代数方法推导出匀变速直线运动的规律。首先让学生进行讨论、推导,然后师生一起总结,体现了新课标对课堂教学的要求。第三,得到匀变速直线运动规律后提出注意问题,以练习的形式让学生填空取得较好的效果。第四,在匀变速直线运动规律的运用方面注意分析做题的方法、步骤,建议学生解物理题要注意作出示意图,标出已知量,更好地理解题意,再选择公式,让学生养成良好的习惯。第五,让学生尝试一题多解,灵活运用。第六,对几个例题的分析提醒学生注意物体实际运动的过程,让学生再次计算,体会由错到对的过程中得到领悟,然后师生一起总结解题方法,效果较好。树立严谨的学风,既用联系的观点看问题,还要具体问题具体分析。
必修一2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系(学案)
课前预习学案
一预习目标
1.知道位移速度公式,会用公式解决实际问题。
2.知道匀变速直线运动的其它一些扩展公式。
3.牢牢把握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、预习内容
1、匀变速直线运动的位移速度关系是。
2、匀变速直线运动的平均速度公式有、。
3、匀变速直线运动中,连续相等的时间T内的位移之差为。
4、匀变速直线运动某段时间内中间时刻的瞬时速度等于。某段过程中间位置的瞬时速度等于,两者的大小关系是。(假设初末速度均已知为)
5、物体做初速度为零的匀加速直线运动,则1T秒末、2T秒末、3T秒末……速度之比为;前1T秒、前2T秒、前3T秒……位移之比
;第1T秒、第2T秒、第3T秒……位移之比;
连续相等的位移所需时间之比。
三提出疑惑
1———————————————————————————————
2———————————————————————————————
课内探究学案
一学习目标
1速度公式、位移公式及位移与速度关系的公式的推导。
2掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间的关系,会用公式解决匀变速直线运动的实际问题。
3重难点
(1).速度公式、位移公式及位移与速度关系的公式的推导。
(2)会运用公式分析、计算。
(3)具体到实际问题当中对物理意义、情景的分析。
二学习过程
1如果加速度小于零,表示什么意义?在你学过的公式中个物理量符号的意义怎样处理?
2对情景1减速过程位移的求解过程需注意什么?
3情景1有几种解法?
4合作探究,精讲点拨
用公式进行推导,即如果消去时间t会得到什么关系?
得到的结论是_______________________
三反思总结
对一般的匀变速直线运动涉及的物理量有5个,即vo、vt、t、a、x。一般来说,已知其中的三个物理量就可以求出其余的一个或二个物理量。
(1)不涉及位移x时:
(2)不涉及末速度vt时:
(3)不涉及时间t时:
对于以上三种关系式,只有两个是独立的,在做题时,应正确分析题意,寻找题目给的物理量,选取适当的运动规律解决问题。

四当堂训练
[例1]通过测试得知某型号的卡车在某种路面上急刹车时加速度大小是5m/s2。如果要求它在这种路面上行驶时在22.5m内必须停下,它的行驶速度不能超过多少千米每小时?

[例2]美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“F-A-15”型战斗机在跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0m/s2,起飞速度为50m/s。若要该飞机滑行100m后起飞,则:
(1)弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?(可保留根号)
(2)假设某航空母舰不装弹射系统,但要求“F-A-15”型战斗机能在它上面正常起飞,则该跑道至少多长

[例3]驾驶手册规定具有良好刹车性能的汽车在以80km/h的速率行驶时,可以在56m的距离内刹住;在以48km/h的速率行驶时,可以在24m的距离内刹住。假设对这两种速率,驾驶员的反应时间(在反应时间内驾驶员来不及使用刹车,车速不变)与刹车产生的加速度都相同,则驾驶员的反应时间是多少?

课后练习与提高

1、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。通过计算判断,飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置。对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有多大的初速度?

2、汽车从甲地由静止出发,沿直线运动到丙地,乙地在甲丙两地的中点,汽车从甲地匀加速直线运动到乙地,经过乙的速度为60km/h,接着又从乙地匀加速到丙地,到丙地时的速度为120km/h,求汽车从甲地到丙地的平均速度。
3、一个做匀加速直线运动的物体,初速度=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?

4、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?
5、观察者站在列车第一节车厢前端一侧的地面上,列车由静止开始匀加速直线运动,测得第一节车厢通过他用了5秒,列车全部通过他用了20秒,则列车一共有几节车厢?(车厢等长且不计车厢间距)

参考答案1、不能、39m/s据公式,初速度不能为零,所以不能靠自身发动机起飞。
2、45km/h整个过程并不是一个完整的匀加速直线运动,两段过程的加速度并不一样。用计算即可知,则不能对整个过程用,只能用原始定义式,甲到乙是匀加速,则由计算出从甲到乙的时间,同样用此公式可以算出从乙到丙的时间。最后用公式即可计算出结果45km/h。
3、1m/s2第3秒位移4.5m/s,据公式有则
4、40m/s由可得,由公式有
5、16方法一:根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等位移的时间之比为(一节车厢的时间为t0=5秒,则n节总时间为=20n=16
方法二、连续相等的时间内位移之比为1:3:5……:(2n-1),20内共有4个5秒,则连续四个5秒的位移之比为1:3:5:7,则有7+5+3+1=16个单位车厢长度。
方法三:一节车厢长度,20秒内总长度,有

2.3匀变速直线运动的位移与时间关系


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2.3匀变速直线运动的位移与时间关系(二)
班级________姓名________学号_____
教学目标:
1.进一步理解匀变速直线运动的速度公式和位移公式。
2.能较熟练地应用速度公式和位移公式求解有关问题。
3.能推导匀变速直线运动的位移和速度关系式,并会应用它进行计算。
4.掌握匀变速直线运动的两个重要要推论。
5.能灵活应用匀变速直线运动的规律进行分析和计算。
学习重点:1.
2.推论1:S2-S1=S3-S2=S4-S3=…=Sn-Sn-1=△S=aT2
3.推论2:
主要内容:
一、匀变速直线运动的位移和速度关系
1.公式:
2.推导:
3.物理意义:
【例一】发射枪弹时,枪弹在枪筒中的运动可以看做匀加速运动,如果枪弹的加
速度大小是5×105m/s,枪筒长0.64米,枪弹射出枪口时的速度是多大?

【例二】一光滑斜面坡长为l0m,有一小球以l0m/s的初速度从斜面底端向上运
动,刚好能到达最高点,试求:小球运动的加速度。

二、匀变速直线运动三公式的讨论
1.三个方程中有两个是独立方程,其中任意两个公式可以推导出第三式。
2.三式中共有五个物理量,已知任意三个可解出另外两个,称作“知三解二”。
3.Vo、a在三式中都出现,而t、Vt、s两次出现。
4.已知的三个量中有Vo、a时,另外两个量可以各用一个公式解出,无需联立方程.
5.已知的三个量中有Vo、a中的一个时,两个未知量中有一个可以用一个公式解出,另一个可以根据解出的量用一个公式解出。
6.已知的三个量中没有Vo、a时,可以任选两个公式联立求解Vo、a。
7.不能死套公式,要具体问题具体分析(如刹车问题)。
【例三】一个滑雪的人,从85m长的山坡上匀变速滑下,初速度是1.8m/s,末速度是5.0m/s,他通过这段山坡需要多长时间?

三、匀变速直线运动的两个推论
1.匀变速直线运动的物体在连续相等的时间(T)内的位移之差为一恒量。
①公式:S2-S1=S3-S2=S4-S3=…=Sn-Sn-1=△S=aT2
②推广:Sm-Sn=(m-n)aT2
③推导:
2.某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,即:

【例四】做匀变速直线运动的物体,在第一个4秒内的位移为24米,在第二个4秒内的位移是60米,求:(1)此物体的加速度。(2)物体在第四个4秒内的位移。

【例五】一个从静止开始做匀加速直线运动的物体,第10s内的位移比第9s内的位移多l0m求:
(1)它在第l0s内通过的位移
(2)第10s末的速度大小
(3)前10s内通过的位移大小。

【例六】已知物体做匀加速直线运动,通过A点时的速度是V0,通过B点时的速度是Vt,求运动的平均速度及中间时刻的速度。

【例七】已知物体做匀加速直线运动,通过A点时的速度是V0,通过B点时的速度是Vt,求中点位置的速度。

课堂训练:
1.某物体作变速直线运动,关于此运动下列论述正确的是()
A.速度较小,其加速度一定较小
B.运动的加速度减小,其速度变化一定减慢
C.运动的加速度较小,其速度变化一定较小
D.运动的速度减小,其位移一定减小
2.火车从车站由静止开出做匀加速直线运动,最初一分钟行驶540米,则它在最初l0秒行驶的距离是()
A.90米B.45米C.30米D.15米
3.一物体由静止沿光滑斜面匀加速下滑距离为L时,速度为V,当它的速度是v/2时,它沿全面下滑的距离是()
A.L/2B.L/2C.L/4D.3L/4
4.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,lS后的速度的大小变为10m/s,在这1s内该物体的()(1996年高考题)
A.位移的大小可能小于4m,B.位移的大小可能大于l0m,.
C.加速度的大小可能小于4m/s2。D.加速度的大小可能大于l0m/s2。
课后作业:
1.汽车自O点出发从静止开始在平直公路上做匀加速直线运动,途中在6s钟内分别经过P、Q两根电杆,已知P、Q电杆相距60m,车经过电杆Q时的速率是15m/s,则:
(A)经过P杆时的速率是5m/s;
(B)车的加速度是1.5m/s2;
(C)P、O间距离是7.5m:
(D)车从出发到Q所用的时间是9s.
2.物体做匀变速直线运动,下面哪种情形是不可能的
(A)相邻的等时间间隔内的速度增量相同而末速度相反
(B)第1、2、3s内通过的路程为2m、3m、4m
(C)任意相邻两段等时间间隔内通过的位移之差不等、
(D)第2s内通过的路程既小于第3s内通过的路程,也小于第ls内通过的路程
3.有一物体做初初速为零,加速度为10m/s2运动,当运动到2m处和4m处的瞬时速度分别是V1和V2,则v1:v2等于
A.1:1B.1:C.1:2D.1:3
4.用的式子求平均速度,适用的范围是
A.适用任何直线运动;B.适用任何变速运动:
C.只适用于匀速直线运动:D.只适用于匀变速直线运动.
5.一物体做匀加速直线运动,初速度为0.5m/s,第7s内的位移比第5s内的位移多4m.求:
(1)物体的加速度,
(2)物体在5s内的位移.
6.飞机着陆以后以6m/s2的加速度做匀减速直线运动,若其着陆时速度为60m/s,求它着陆后12秒内滑行的距离。
7.两物体都做匀变速直线运动,在给定的时间间隔内()
A.加速度大的,其位移一定也大B.初速度大的,其位移一定也大
C.末速度大的,其位移一定也大D.平均速度大的,其位移一定也大
8.一辆汽车从车站开出,做初速度为零的匀加速直线运动。开出一段时间后,司机发现一乘客未上车,便紧急刹车做匀减速直线运动。从启动到停止一共经历10s,前进了15m,在此过程中,汽车的最大速度为()
A.1.5m/sB.3m/sC.4m/sD.无法确定
9.某物体做初速度为零的匀变速直线运动,若第1s末的速度为0.1m/s,则第3s末的速度为__________,前三秒内的位移为__________,第三秒内的位移为_______。
10.做匀加速直线运动的物体,速度从v增加到2v时通过的位移为x,则它的速度从2v增加到4v时通过的位移是_________。
11.做匀加速直线运动的火车,车头通过路基旁某电线杆时的速度是V1,车尾通过此电线杆时的速度是V2,那么火车的中心位置通过这根电线杆时的速度为___________。
12.火车由甲地从静止开始以加速度a匀加速运行到乙地,又沿原方向以a/3的加速度匀减速运行到丙地而停止。如甲、丙相距18km,车共运行了20min。求甲、乙两地间的距离及加速度a的值
13.列车由静止开始以a1=0.9m/s2的加速度做匀加速直线运动,经t1=30s后改为匀速直线运动,又经一段时间后以大小为a2=1.5m/s2的加速度做匀减速直线运动直至停止,全程共计2km,求列车行驶的总时间.

《匀变速直线运动的位移与时间的关系》教学设计


经验告诉我们,成功是留给有准备的人。教师要准备好教案,这是老师职责的一部分。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助教师能够井然有序的进行教学。写好一份优质的教案要怎么做呢?以下是小编为大家收集的“《匀变速直线运动的位移与时间的关系》教学设计”欢迎阅读,希望您能够喜欢并分享!

《匀变速直线运动的位移与时间的关系》教学设计

教材分析

必修一第一章学习了描述运动的感念,本章学习匀变速直线运动几个物理量之间的定量关系。本节课的主体内容是引导学生用极限思想得出v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移,导出位移公式x=v0t+1/2at2。上一章为本节奠定了全面的基础,本节是第一章概念和科学思维方法的具体应用。

教材从最简单的匀速直线运动的位移与时间的关系入手,得出位移公式x=vt。然后从匀速直线运动的速度—时间图像说明v-t图线下面矩形的面积代表匀速直线运动的位移。接着利用实验探究中所得到的一条纸带上时间与速度的记录,引导学生进行分析,当Δt越小,估算结果越接近,最后得出结论:当Δt无穷小时,v-t图线下四边形的面积等于匀变速直线运动的位移,从而导出位移公式x=v0t+1/2at2。

作为最简单的变速运动,本节匀变速直线运动位移规律的学习将为认识自由落体运动和其他更复杂的运动如平抛运动创造了条件。而且掌握了匀变速直线运动位移与时间的关系,再通过牛顿第二定律,就能进一步推导出动能定理的关系式。并且本节着重应用了微积分的思想处理问题,这是物理学中常用的思维方式。可见本节知识在整个力学中具有基础性地位,起着承上启下的作用。

学情分析

(一)学科知识分析:

本节内容是学生在已学过瞬时速度、匀速直线运动的位移位移规律的基础上,探究匀变速直线运动位移与时间的关系。在上一章中用极限思想介绍了瞬时速度与瞬时加速度,学生已能接受极限思想。

(二)学生能力要求:

学生已初步了解极限思想,在探究“匀变速直线运动的位移与时间的关系”过程中,要进一步渗透极限思想。要在学生体会“v—t图线与时间轴所围的面积代表匀运动位移”的过程中,逐步渗透体“无限分割再求和”这种微元法的思想方法。使学生感悟物理思想方法,提高物理思维能力。

新课标要求

(一)知识与技能

1、知道匀速直线运动的位移与v-t图线围成的矩形面积的对应关系

2、理解匀变速直线运动的位移与v-t图线围成的四边形面积的对应关系,使学生感受利用极限思想解决物理问题的科学思维方法

3、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用

(二)过程与方法

1、通过近似推导位移公式的过程,体验微元法的特点和技巧,能把瞬时速度的求法与此比较。

2、感悟一些数学方法的应用特点。

(三)情感、态度与价值观

1、通过速度图线与横轴所围的面积求位移,实现学生由感性认识到理性认识的过渡

2、经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系,培养自己动手能力,增加物理情感。

3、体验成功的快乐和方法的意义。

教学重点

1、经历匀变速直线运动位移规律的探究过程,体验探究方法

2、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用

教学难点

1、v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移

2、微元法推导位移公式。

教学过程

(一)引入新课

教师活动:直接提出问题学生解答,培养学生应用所学知识解答问题的能力和语言概括表述能力。

这节课我们研究匀变速直线运动的位移与时间的关系,提出问题:取运动的初始时刻的位置为坐标原点,同学们写出匀速直线运动的物体在时间t内的位移与时间的关系式,并说明理由

学生活动:学生思考,写公式并回答:x=vt。理由是:速度是定值,位移与时间成正比。

教师活动:提出下一个问题:同学们在坐标纸上作出匀速直线运动的v-t图象,猜想一下,能否在v-t图象中表示出作匀速直线运动的物体在时间t内的位移呢?

学生活动:学生作图并思考讨论。不一定或能。结论:位移vt就是图线与t轴所夹的矩形面积。

教师活动:讨论了匀速直线运动的位移可用v-t图象中所夹的面积来表示的方法,匀变速直线运动的位移在v-t图象中是不是也有类似的关系,下面我们就来学习匀速直线运动的位移和时间的关系。

(二)进行新课

1、匀变速直线运动的位移

教师活动:(1)培养学生联想的能力和探究问题大胆猜想,假设的能力

(2)启发引导,进一步提出问题,但不进行回答:对于匀变速直线运动的位移与它的v-t图象是不是也有类似的关系?

学生活动:学生思考。

教师活动:我们先不讨论是否有上述关系,我们先一起来讨论课本上的“思考与讨论”。

学生活动:学生阅读思考,分组讨论并回答各自见解。最后得出结论:学生A的计算中,时间间隔越小计算出的误差就越小,越接近真值。

这种分析方法是把过程先微分后再累加(积分)的微积分思想来解决问题的方法,在以后的学习中经常用到。比如:上一章中瞬时速度的推导,一条直线可看作由一个个的点子组成,一条曲线可看作由一条条的小线段组成等。早在公元263年,魏晋时的数学家刘徽首创了“割圆术”——圆内正多边形的边数越多,其周长和面积就越接近圆的周长和面积,就是这种思想的体现。

学生活动:根据图解分析讲解,得出结论:v-t图象中,图线与t轴所夹的面积,表示在t时间内物体做匀变速直线运动的位移。

2、推导匀变速直线运动的位移-时间公式

教师活动:进一步提出问题:根据同学们的结论利用课本图2.3-2(丁图)能否推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式?

学生活动:学生分析推导,写出过程:

点评:培养学生利用数学图象和物理知识推导物理规律的能力

教师活动:教师活动:进一步把问题进行扩展:位移与时间的关系也可以用图象表示,这种图象叫做位移-时间图象,即x-t图象。运用初中数学中学到的一次函数和二次函数知识,你能画出匀变速直线运动x=v0t+1/2at2的x-t图象吗?(v0,a是常数)

学生活动:学生讨论作出x-t图象。

教师活动:进一步提出问题:如果一位同学问:“我们研究的是直线运动,为什么画出来的x-t图象不是直线?”你应该怎样向他解释?

学生活动:学生思考讨论,回答问题:

位移图象描述的是位移随时间的变化规律,而直线运动是实际运动。位移图像不是物体的运动轨迹。

3、对匀变速直线运动的位移-时间公式的应用

教师活动:例题:引导学生阅读题目,进行分析。

学生活动:在老师的引导下,在练习本上写出解答过程。

教师活动:学生的解答,进行适当点评。

(三)课堂小结

本节重点学习了对匀变速直线运动的位移-时间公式x=v0t+1/2at2的推导,并学习了运用该公式解决实际问题。在利用公式求解时,一定要注意公式的矢量性问题。一般情况下,以初速度方向为正方向;当a与v0方向相同时,a为正值,公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律;当a与v0方向相反对,a为负值,公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求解时,与正方向相同的代人正值,与正方向相反的物理量应代入负值。

作业:课本p361、2、4

文章来源:http://m.jab88.com/j/22399.html

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