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沪科版高一物理下册《角速度与线速度的关系》教案

经验告诉我们,成功是留给有准备的人。教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助教师营造一个良好的教学氛围。关于好的教案要怎么样去写呢?小编经过搜集和处理,为您提供沪科版高一物理下册《角速度与线速度的关系》教案,相信您能找到对自己有用的内容。

沪科版高一物理下册《角速度与线速度的关系》教案

一、教学目标

【知识与技能】

知道线速度、角速度、周期的关系,并能独立进行推导。

【过程与方法】

通过独立思考、交流讨论,得出线速度、角速度、周期的关系,提高分析能力和抽象思维能力。

【情感态度与价值观】

在思考中体会物理学科严谨的逻辑关系,提高分析归纳能力,养成严谨科学的学习习惯。

二、教学重难点

【重点】

线速度、角速度、周期的关系

【难点】

三者关系的推导过程

三、教学过程

环节一:新课导入

展示几幅图片,内容是机器内部互相咬合的齿轮。

问题:你们认为怎么比较不同齿轮转动的快慢呢?

学生猜想:可能大的转的慢,小的转的快。

问题:结合之前学过的圆周运动物理量,再进行思考猜想。

学生回答:小齿轮角速度大,周期短,线速度小。

总结:大家都有思考,说明都很善于动脑,今天我们就来探究一下线速度、角速度、周期的关系,就可以比较他们的快慢。

环节二:新课探究

(一)回顾物理概念

请学生思考线速度和角速度的含义以及计算式。

学生总结:v=l/t,ω=φ/t。

教师提示:思考周期T的含义,想想怎样把周期介入到线速度和角速度的公式中去呢?讨论一下。

讨论回答:当t=T时,l表示周长等于2πr,φ大小等于2π。

(二)推导三者关系

教师给出任务:根据刚才的提示,尝试总结出线速度、角速度、周期三者的关系。

学生独立进行推导,得出结论,v=2πr/T,ω=2π/t。

教师点评,继续提问v与ω的关系是什么?

学生根据上述两个式子,可以发现v=ωr。

教师点评,引导学生总结,线速度、角速度与半径的比例关系。

学生给出结论,周期和角速度具有相同的变化特点,当角速度相同时,线速度与半径成正比;当线速度相同时,角速度与半径成反比。

延伸阅读

沪科版高一物理下册《流体压强与流速的关系》教案


俗话说,居安思危,思则有备,有备无患。作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助高中教师在教学期间更好的掌握节奏。那么,你知道高中教案要怎么写呢?下面是由小编为大家整理的“沪科版高一物理下册《流体压强与流速的关系》教案”,供大家借鉴和使用,希望大家分享!

沪科版高一物理下册《流体压强与流速的关系》教案

教学目标

1、知识与技能

(1)知道流体压强与流速的关系;

(2)了解升力产生的原因及相关的物理现象。

2、过程与方法:

(1)通过探究分析得出流体压强与流速关系的结论;

(2)通过实验探究体验升力产生的原因。

3、情感态度与价值观:

(1)通过教学活动,培养学生善于观察、乐于探索自然现象和生活中的物理道理的兴趣;

(2)领略流体压强所产生的奥妙现象,获得对科学的热爱、亲近感。

教材分析:

“流体压强与流速的关系”和“飞机的升力产生的原因”是本节课的核心问题,是对气体压强、液体压强知识的应用和延伸。特别是“流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大”这一原理在日常生活中常常遇到,可让学生利用生活中常见的器材,经历各种探究活动,激发学生探究的乐趣、激发学生的求知欲望。并在教学中通过应用物理知识解决实际问题,来充分体现从“生活走向物理,物理走向生活”的课程理念。

教学重点:

流体压强与流速的关系。

教学难点:

机翼升力产生的原因。

教具仪器:

漏斗、乒乓球、注射器、塑料盖、一枚壹角硬币、电吹风、吸管、纸张、水槽、机翼模型等。

教学方法:

实验探究、归纳总结

课时安排

1课时

教学过程:

[引入新课]

实验或视频导入:将一枚壹角硬币放在水平桌面上并吹气,观察到什么现象?(激发学生的求知欲和好奇心),引入课题“流体压强与流速的关系”。

一、什么是流体?

气体和液体都可以流动,我们把有流动性的气体和液体统称为流体。

前面学过了液体内部的压强和大气压强,知道浸在液体和气体中的物体,各个方向都要受到液体和气体的压强作用,但都是流体在不流动时的情况。我们把流体流动时的压强称作流体压强,流体流动时有快有慢,当流速发生变化时,流体压强是否发生变化呢?下面我们就来探究流动的气体或液体的压强与流速之间的关系。

二、流体压强与流速的关系

1、气体压强与流速的关系

探究1:手握两张纸,让纸自然下垂,并在两纸中间向下吹气。(观察到两纸靠拢)

讨论分析:在两纸中间向下吹气后,两张纸之间空气流动速度快,两张纸外侧气体流动速度慢,使得纸张内外侧受到的大气压强不同,造成了压强差,从而形成向里的压力差,使两纸张都向中间靠拢。

探究2:把乒乓球放置于漏斗中间,漏斗口朝下,往漏斗里吹气。(如下图所示,观察到乒乓球不会掉下来。)

分析:从漏斗的细管中吹出的气流,流经乒乓球的上表面时的流速变大,此处的压强变小;乒乓球下表面的流速小,此处的压强较大,这样乒乓球受到一个向上和向下的压力差,从而托起乒乓球。

探究3:点燃两支蜡烛,向两烛焰中间吹气。(观察到两烛焰向中间靠拢)

分析:当向两支蜡烛中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小;蜡烛外侧的压强不变,两支蜡烛火焰受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,两支蜡烛的火焰在压力差的作用下向中间靠拢。

探究4:将一根塑料吸管弯成直角,在弯折处剪开一个口,插入水中,用力向管内吹气。(观察到水雾从切口处喷出)

分析:用力吹气时,直管上方的空气流速大,压强小,直管中的水在大气压的作用下被压出,同时由于水平方向的气流作用,涌出的水会向前喷出。

结论:气体在流速大的地方压强越小,流速小的地方压强大。

应用分析:解释“吹硬币”现象

硬币与桌面间总有一定的缝隙,这样硬币的下方和上方都有空气,当在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹气时,硬币上面空气流速加大,硬币上方空气的流速大于下方空气的流速,使得硬币上面受到向下的压强比硬币下面受到向上的压强小,使硬币受到向上的压力差,从而把硬币托了起来。(如下图所示)

2、液体流速与压强的关系

探究1:把两个塑料盖放在水槽中的水面上并分开,再用注射器向两塑料盖中间的水域注水。(如下图所示,观察到两塑料盖向中间靠拢)

分析:用注射器向两塑料盖中间的水域注水后,两塑料盖之间水流速度快,两塑料盖外侧流速慢,两塑料盖中间与外侧压强不同,造成了向内的压力差,将两塑料盖挤在了一起。

探究2:粗细不同的水管中装有水,打开水龙头阀门,观察三个竖直玻璃管中的液面高低。(视频)

分析:由于流过水平管子各部分的水的体积相等,水在细管子中间部分的流速大,压强小,根据液体压强知识,可知与细管部分连接的竖直玻璃管中的液面要低一些。

总结:液体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。

三、升力的产生:

思考:飞机起飞前为什么要在跑道上快速运动一段距离?是什么力量使庞大的飞机攀升到空中并能保持在空中飞行呢?

探究:利用机翼模型探究飞机上升时与流速中间的关系——用电吹风吹机翼模型。

分析:飞机机翼的上表面是凸起下表面平直的流线型(即上凸下平,如下图所示)

当飞机在跑道上滑行(或在空中飞行)时,空气就相对地面向后移动,迎面而来的气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面的形状上下不对称,在相同时间内机翼上方气流通过的曲线路程较长,机翼下方气流通过的直线路程较短,这就造成机翼上部气流的速度比机翼下部气流的速度大,由于流速高的地方压强小,流速低的地方压强大,因此,机翼上部受到向下的压强要小于机翼下部受到向上的压强,巨大的机翼在上下气流的压强差作用下产生了向上的压力差,从而形成向上的升力,并且当飞机速度增大,升力也增大,当升力大于飞机自重时,飞机便起飞了。

拓展:与飞机的机翼相似,鸟的翅膀上方也呈弧形。由于鸟的翅膀的柔韧性好,它们拍动翅膀时不仅产生升力,而且还会带着鸟儿往前飞。

逆向思维的应用:跑车的车头呈流线型,当跑车跑得太快,车会有什么危险?(发飘、不稳)怎样避免这种危险?

解决方法:在跑车的尾部安装一只倒置的翅膀,弧形朝下,当车速很大时,作用在这只翅膀上的方向向下的压强大,这样可以增强车子后轮的着地性能,这种装置叫气流偏导器。

四、应用:

1、在火车站或地铁站的站台上,离站台边缘1m左右的地方标有一条安全线,乘客必须站在安全线以外的地方候车,这是为什么?

分析:人离火车或地铁太近,火车或地铁行驶时,使人和火车或地铁之间的空气流动速度快,压强变小,离站台远的地方气体相对流速较慢,压强较大,人在内外压强差的作用下,被强大的气流压向火车或地铁,从而造成危险。

2、请列举生活中有关流体在流动时流速大的地方压强小的实例:

(1)在江中游泳时不要靠近行使的船;

(2)大风能把房盖掀起;

(3)农村炉灶里的烟能顺着烟囱排到屋外。(分析:风吹过烟囱顶端时,顶端空气流速增大压强减小,烟囱内外形成压强差,也就产生压力差,所以烟就顺着烟囱排到屋外。)

3、草原发生的一起龙卷风,龙卷风的实质是高速旋转的气流。它能把地面上的物或人畜“吸”起卷入空中,这是为什么?

分析:龙卷风内部气体流速大,压强远小于外部的压强,这个巨大的压强差就可以把物体给“吸”起来。注意,龙卷风并不能使物体受到的重力变小,也不是迷信说法中的“龙”把物体“抓”到空中。

课堂小结:

1、流体压强与流速关系:

流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。

2、升力的产生

机翼上面凸起、下面平直——机翼上方空气流速大、下方小——向上的升力大于重力——起飞

布置作业:

课本作业第1、2、4题。

高一物理匀变速直线运动的位移与速度的关系


4匀变速直线运动的位移与速度的关系
整体设计
本节的教学目标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.
教学重点
1.匀变速直线运动的位移—速度关系的推导.
2.灵活应用匀变速直线运动的速度公式、位移公式以及速度—位移公式解决实际问题.
教学难点
1.运用匀变速直线运动的速度公式、位移公式推导出有用的结论.
2.灵活运用所学运动学公式解决实际问题.
课时安排
1课时
三维目标
知识与技能
1.掌握匀变速直线运动的速度—位移公式.
2.会推导公式vt2-v02=2ax.
3.灵活选择合适的公式解决实际问题.
过程与方法
通过解决实际问题,培养学生灵活运用物理规律合理分析、解决问题和实际分析结果的能力.
情感态度与价值观
通过教学活动使学生获得成功的喜悦,培养学生参与物理学习活动的兴趣,提高学习的自信心.
教学过程
导入新课
问题导入
发射枪弹时,枪弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速运动.如图2-4-1.如果枪弹的加速度大小是5×105m/s2,枪筒长0.64m,枪弹射出枪口的速度是多大?
图2-4-1子弹加速运动
学生思考得出:由x=at2求出t.再由v=at求出速度.
同学们回答得很好,我们今天可以学习一个新的公式,利用它直接就可求解此问题了.
情境导入
为研究跳高问题,课题研究组的同学小李、小王、小华,在望江楼图书馆的多媒体阅读室里上多媒体宽带网的“世界体坛”网站,点播了当年朱建华破世界纪录的精彩的视频实况录像,如图2-4-2,并展开了相关讨论.
图2-4-2
解说员:“……各位观众你们瞧,中国著名跳高选手朱建华正伸臂、扩胸、压腿做准备活动,他身高1.83米.注意了:他开始助跑、踏跳,只见他身轻如燕,好一个漂亮的背跃式,将身体与杆拉成水平,跃过了2.38米高度,成功了!打破了世界纪录.全场响起雷鸣般的掌声……”
我们能否运用运动学知识求出朱建华离地瞬间的速度?
复习导入
在前面两节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.其公式为:v=v0+atx=v0t+at2
若把两式中消去t,可直接得到位移与速度的关系.
这就是今天我们要学习的内容.
推进新课
一、匀变速直线运动的位移与速度关系
问题:(多媒体展示)上两节学习了匀变速直线运动速度—时间关系与位移—时间关系,把两式中的t消去,可得出什么表达式?
学生运用两个公式推导,v=v0+att=①
x=v0t+at2②
把①式代入②式得:
x===v2-v02=2ax
点评:通过学生推导公式可加深学生对公式的理解和运用,培养学生逻辑思维能力.
注意:
1.在v-t关系、xt关系、xv关系式中,除t外,所有物理量皆为矢量,在解题时要确定一个正方向,常选初速度的方向为正方向,其余矢量依据其与v0方向的相同或相反,分别代入“+”“-”号,如果某个量是待求的,可先假定为“+”,最后根据结果的“+”“-”确定实际方向.
2.末速度为零的匀减速直线运动可看成初速度为零,加速度相等的反向匀加速直线运动.
例1某飞机着陆时的速度是216km/h,随后匀减速滑行,加速度的大小是2m/s2.机场的跑道至少要多长才能使飞机安全地停下来?
解析:这是一个匀变速直线运动的问题.以飞机着陆点为原点,沿飞机滑行的方向建立坐标轴(如图2-4-3).
图2-4-3以飞机的着陆点为原点,沿飞机滑行方向建立坐标轴
飞机的初速度与坐标轴的方向一致,取正号,v0=216km/h=60m/s;末速度v应该是0.由于飞机在减速,加速度方向与速度方向相反,即与坐标轴的方向相反,所以加速度取负号,a=-2m/s2.
由v2-v02=2ax解出
x=
把数值代入x==900m
即跑道的长度至少应为900m.
另一种解法:飞机着陆后做匀减速直线运动,并且末速度为零.因此可以看成初速度为零,加速度相等的反向匀加速直线运动.
即v0=0,v=216km/h=60m/s,a=2m/s2
由v2-v02=2at得v2=2ax
解出x==m=900m.
答案:900m
课堂训练
做匀减速直线运动的物体经4s后停止,若在第1s内的位移是14m,则最后1s的位移与4s内的位移各是多少?
不给学生提示,让学生自由发挥,引导学生用多种解法求解此题.学生完成后让学生回答此题的答案及思路.充分调动学生利用物理知识解决实际问题的思维意识.
参考答案:解法一(常规解法)
设初速度为v0,加速度大小为a,由已知条件及公式:
v=v0+at,x=v0t+at2可列方程
解得
最后1s的位移为前4s的位移减前3s的位移.
x1=v0t4-at42-(v0t3-at32)
代入数值x1=[16×4-×4×42-(16×3-×4×32)]m=2m
4s内的位移为:x=v0t+at2=(16×4-×4×16)m=32m.
解法二(逆向思维法)
思路点拨:将时间反演,则上述运动就是一初速度为零的匀加速直线运动.
则14=at42-at32
其中t4=4s,t3=3s,解得a=4m/s2
最后1s内的位移为x1=at12=×4×12m=2m
4s内的位移为x2=at42=×4×42m=32m.
解法三(平均速度求解)
思路点拨:匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度.
由第1秒内位移为14m解出v0.5=m/s=14m/s,v4=0
由v4=v0.5+a×3.5得出a=-4m/s2
再由v=v0+at得:v0=16m/s,v3=4m/s
故最后1秒内的位移为:x1=t=×1m=2m
4s内的位移为:x2=t=×4m=32m.
点评:通过用多种方法解决同一问题,可以加深学生对公式的理解,提高学生灵活应用公式解决实际问题的能力.发散学生思维,培养多角度看问题的意识.
小结1:匀变速直线运动问题的解题思路
(1)首先是选择研究对象.分析题意,判断运动性质.是匀速运动还是匀变速运动,加速度方向、位移方向如何等.
(2)建立直角坐标系,通常取v0方向为坐标正方向.并根据题意画草图.
(3)根据已知条件及待求量,选定有关规律列方程.要抓住加速度a这个关键量,因为它是联系各个公式的“桥梁”.为了使解法简便,应尽量避免引入中间变量.
(4)统一单位,求解方程(或方程组).
(5)验证结果,并注意对结果进行有关讨论,验证结果时,可以另辟思路,运用其他解法.
以上各点,弄清运动性质是关键.
小结2:匀变速直线运动问题解题的注意点
注意物理量的矢量性:对运动过程中a、v、x赋值时,应注意它们的正、负号.
(1)匀减速运动:①匀减速运动的位移、速度大小,可以看成反向的匀加速运动来求得;②求匀减速运动的位移,应注意先求出物体到停止运动的时间.
(2)用平均速度解匀变速运动问题:如果问题给出一段位移及对应的时间,就可求出该段的平均速度.因为有关平均速度的方程中,时间t都是一次函数,用平均速度解题一般要方便些.
(3)应用v-t图象作为解题辅助工具
从匀变速直线运动的v-t图象可以得出,物体在任一时刻的速度大小、速度方向、位移大小,可以比较两个物体在同一时刻的速度大小、位移大小.无论选择题、非选择题,v-t图象都可以直观地提供解题的有用信息.
小结3:解题常用的方法
1.应用平均速度.匀变速运动的平均速度=,在时间t内的位移x=t,相当于把一个变速运动转化为一个匀速运动.
2.利用时间等分、位移等分的比例关系.对物体运动的时间和位移进行合理的分割,应用匀变速直线运动及初速度为零的匀变速运动的特殊关系,是研究匀变速运动的重要方法,比用常规方法简捷得多.
3.巧选参考系.物体的运动都是相对一定的参考系而言的.研究地面上物体的运动,常以地面为参考系,有时为了研究的方便,也可以巧妙地选用其他物体作参考系,从而简化求解过程.
4.逆向转换.即逆着原来的运动过程考虑,如火车进站刹车滑行;逆看车行方向考虑时就把原来的一个匀减速运动转化为一个初速为零的匀加速运动.
5.充分利用v-t图象.利用图象斜率、截距、图线与t轴间面积所对应的物理意义,结合几何关系,提取出形象的思维信息,从而帮助解题.
二、追及相遇问题
现实生活中经常会发生追及(如警察抓匪徒)、相遇或避免碰撞(如两车在同一直线上相向或同向运动时)的问题.我们现在就利用物理学知识探究警察能否抓住匪徒、两车能否相遇或避免相撞.
讨论交流:1.解追及、相遇问题的思路
(1)根据对两物体运动过程的分析,画出两物体运动的示意图.
(2)根据两物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程,注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中.
(3)由运动示意图找出两物体位移间的关联方程,这是关键.
(4)联立方程求解,并对结果进行简单分析.
2.分析追及、相遇问题时应注意的问题
(1)分析问题时,一定要注意抓住一个条件两个关系,一个条件是两物体速度相等时满足的临界条件,如两物体的距离是最大还是最小,是否恰好追上等.两个关系是时间关系和位移关系,时间关系是指两物体运动时间是否相等,两物体是同时运动还是一先一后等;而位移关系是指两物体同地运动还是一前一后运动等,其中通过画运动示意图找到两物体间的位移关系是解题的突破口,因此在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯,对帮助我们理解题意,启迪思维大有裨益.
(2)若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意,追上前该物体是否停止运动.
(3)仔细审题,注意抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”“恰巧”“最多”“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件.
3.解决追及相遇问题的方法
大致分为两种方法:一是物理分析法,即通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件,然后列出方程求解;二是数学方法,因为在匀变速运动的位移表达式中有时间的二次方我们可列出位移方程,利用二次函数求极值的方法求解,有时也可借助v-t图象进行分析.
点评:通过该交流讨论,学生可在教师的引导下寻找解决实际问题的思路与方法,以及解决问题时的注意事项,这样可加快学生对理论知识的掌握,为自主地解决问题打下坚实的基础.
例2一辆汽车以3m/s2的加速度开始启动的瞬间,一辆以6m/s的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过.求:
(1)汽车在追上自行车前多长时间与自行车相距最远?此时的距离是多少?汽车的瞬时速度是多大?
(2)汽车经多长时间追上自行车?追上自行车时汽车的瞬时速度是多大?
(3)作出此过程汽车和自行车的速度—时间图象.
解法一:(物理分析法)
分析:解决追及问题的关键是找出两物体运动中物理量之间的关系.当汽车速度与自行车速度相等时,两者之间的距离最大;当汽车追上自行车时,两者的位移相等.
(1)令v汽=v自,即at=v自,代入数值3t=6得t=2s
Δx=x自-x汽=v首t-at2=(6×2-×3×4)m=6m.
(2)x汽=x自,即at2=v自t,得t=s=s=4s
v汽=at=3×4m/s=12m/s.
(3)见解法二.
解法二:(1)如图2-4-4所示,设汽车在追赶自行车的过程中与自行车的距离为Δx,根据题意:
图2-4-4
Δx=x2-x1=v-t-at2=6t-×3t2=(t-2)2+6
可见Δx是时间的一元二次函数,根据相关的数学知识作出的函数图象如图2-4-5所示.显然当t=2s时汽车与自行车相距最远,最大距离Δxm=6m.此时汽车的速度为:
图2-4-5
v2=at=3×2m/s=6m/s.
(2)汽车追上自行车,即Δx=0
∴(t-2)2+6=0
解得:t=4s
此时汽车的速度为v4=at=3×4m/s=12m/s.
(3)图象如图2-4-6所示.
图2-4-6
点评:通过利用两种方法求解此题,可使学生体会两种方法的优、缺点.法一逻辑思维性强,需要研究运动过程的细节,虽比较麻烦,但可提高学生分析问题的能力;法二是把数学方程与物理过程相结合,把数学结果与物理意义相结合,充分体现了数学方法在解决物理问题中的意义和作用.但数学方法解出的答案需要检验其结果是否符合实际情况.
课堂训练
1.在平直公路上,一辆自行车与同方向行驶的汽车同时经过某点,它们的位移随时间的变化关系是自行车:s1=6t,汽车:s2=10tt2,由此可知:
(1)经过_________时间,自行车追上汽车.
(2)自行车追上汽车时,汽车的速度为_________.
(3)自行车追上汽车的过程中,两者间的最大距离为_________.
解析:(1)由方程可知,自行车以6m/s的速度做匀速直线运动,汽车做初速度为10m/s,加速度为0.5m/s2的匀减速直线运动,自行车若要追上汽车,则位移相同,即
6t=10tt2
t=16s.
(2)vt=v0+at=(10-×16)m/s=2m/s.
(3)当自行车与汽车速度相等时,两者相距最远.
vt=v0+at′=6m/s
10-t′=6m/s
t′=8s
Δs=10t′-t′2-6t′=16m
此题也可用数学方法解决.
Δs=10t-t2-6t=-t2+4t.
将二次函数配方,可得
Δs=-(t-8)2+16.
可见当t=8s时,Δs有最大值为16m.
当Δs=0,即-t2+4t=0时,
t=16s
此时两者相遇,vt=v0-at=2m/s.
答案:(1)16s(2)2m/s(3)16m
2.如图2-4-7所示,处于平直轨道上的甲、乙两物体相距x,同时同向开始运动,甲以初速度v1,加速度a1做匀加速直线运动,乙以初速度为零,加速度a2做匀加速直线运动,下述情况可能发生的是(假定甲能从乙旁边通过互不影响)()
A.a1=a2能相遇一次B.a1>a2能相遇二次
C.a1<a2可能相遇一次D.a1<a2可能相遇二次
图2-4-7
分析:本题属相遇问题,求解方法可以用公式(代数法),分别列出甲、乙的位移方程及相遇时的位移关系方程,再联立求解、讨论.也可以用图象法(几何法),结合v-t图象分析,这种方法很直观,尤其是本题只需进行定性判断,用图象法能迅速求解.
解法一:公式法
设经时间t,甲、乙相遇,时间t内甲、乙位移分别为:
x1=v1t+a1t2①
x2=a2t2②
相遇时位移满足x1=x2+x③
由①②③解得(a1-a2)t2+2v1t-2x=0④
①当a1=a2时,④变为一元一次方程,t有一解t=,即表示甲、乙只相遇一次.
②当a1≠a2时,④为关于时间t的一元二次方程,由求根公式得
t=
当a1>a2时,t的两个根中一正一负,合理解为t>0,故只有一个解,即只能相遇一次.
当a1<a2时,t=
这时解的情况比较复杂.若Δ=4v12+8(a2-a1)x<0,方程无解,即表示不可能相遇.若Δ=0,t有唯一解且t>0,表示相遇一次;若Δ>0,方程有两解,可能两根一正一负,取合理解t>0,故只能相遇一次;也可能两根均为正,表示相遇两次.
根据以上分析,本题选A、C、D.
解法二:图象法
图2-4-8
我们画出满足题给条件的v-t图象.如图2-4-8所示图a对应a1=a2的情况,两条图线平行,两物体仅在t=t1时相遇一次.图中阴影部分面积为x.
图b对应a1>a2的情况,两物体仅在t=t2时相遇一次.
图c对应a1<a2的情况,若在两条图线的交点对应的时刻t3两物体相遇,则仅相遇一次,图中阴影部分面积为x,若图中阴影面积小于x,则甲、乙不可能相遇.若图中阴影部分面积大于x,则可能相遇两次.
如图d,在t4和t4″两个时刻相遇.图中四边形ABCD的面积等于x,在0——t4时间内,甲在后,乙在前,v甲>v乙,甲追赶乙,距离逐渐减小,在t4时刻甲、乙相遇,在t4——t4′时间内,甲在前,乙在后,甲将乙拉得越来越远.t4′——t4″时间内,甲在前,乙在后,v乙>v甲,乙追甲,距离逐渐减小.到t4″时刻甲、乙再次相遇.当t>t4″后,乙在前,甲在后,v乙>v甲,两者距离一直变大,不可能再相遇.图中S△BCE为从第一次相遇后,甲把乙拉开的距离,S△FCD为从t4′起乙追上甲的距离.显然,S△BCE=S△FCD.
答案:ACD
课堂小结
本节课我们利用前两节速度时间关系,位移时间关系推导出了匀变速直线运动的位移与速度的关系.要求同学们能熟练运用此公式求解问题.之后共同总结了如何应用运动学知识求解实际问题,这是本节课的重点,接着探究了追及、相遇问题.重点介绍了处理追及相遇问题的两种方法:物理分析法、数学方法.
布置作业
1.教材第40页“问题与练习”第1、2题.
2.利用两个基本公式进行有关推导,体会各个公式解决问题的优、缺点.
板书设计
4匀变速直线运动的位移与速度的关系
一、位移与速度关系的推导:
二、位移与速度的关系:v2-v02=2ax
三、追及相遇问题
活动与探究
课题:将一个物体以某一初速度v0竖直向上抛出,抛出的物体只受重力作用,这个物体的运动就是竖直上抛运动.竖直上抛运动的加速度大小为g,方向竖直向下,竖直上抛运动是匀变速直线运动.
根据所学匀变速直线运动的有关知识,探究竖直上抛运动的基本规律,以及竖直上抛运动的处理方法.
探究结论:1.竖直上抛运动的基本规律
速度公式:vt=v0-gt
位移公式:h=v0t-gt2
速度位移关系:vt2-v02=-2gh.
2.竖直上抛运动的处理方法
整个竖直上抛运动分为上升和下降两个阶段,但其本质是加速度恒为g的完整的匀变速运动,所以处理时可采用两种方法:
(1)分段法:上升过程是a=-g,vt=0的匀变速直线运动,下落阶段是自由落体运动.
(2)整体法:将全过程看作是初速为v0、加速度是-g的匀变速直线运动,上述三个基本规律直接用于全过程.但必须注意方程的矢量性.习惯上取v0的方向为正方向,则vt>0时正在上升,vt<0时正在下降,h为正时物体在抛出点的上方,h为负时物体在抛出点的下方.
习题详解
1.解答:设初速度为v0,且其方向为正方向.已知:a=-5m/s2,x=22.5m,vt=0
由公式v2-v02=2ax,代入数值0-v02=2×(-5)×22.5
得v0=15m/s=54km/h.
2.解答:此题信息较多,关键是分清物体参与了哪个过程,从而提取解题的有用信息.
在最后匀减速阶段,v0=10m/s,x=1.2m,v=0,求a.
由公式v2-v02=2ax,得a==m/s2=m/s2.
3.解答:设靠自身的发动机起飞需要跑道的长度为x.
由v2-v02=2ax得x==m=500m>100m
故不能靠自身的发动机从舰上起飞.
由v2-v02=2ax得v02=v2-2ax
代入数值v02=(2500-2×5×100)m2/s2=1500m2/s2
得v0=m/s.
设计点评
由于反映匀变速直线运动的规律很多,因此对同一个具体问题往往有许多解法,但不同的解法繁简程度不一样,那么怎样才能恰当地、灵活地选用有关公式,比较简捷地解题呢?本教学设计就是围绕这一问题展开探究的.
先推导出了位移—速度关系.然后与同学们合作探究出解决匀变速直线运动问题的思路、注意点、常用的方法等.接着又通过追及、相遇问题对这些思路、方法进一步加强.引导学生对一道题不妨多用几种解法,并比较各种解法的优劣,多做这种训练,灵活应用公式解决实际问题的能力必定会提高.

高一物理《速度快慢的描述——加速度》教案


作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助教师更好的完成实现教学目标。优秀有创意的教案要怎样写呢?小编特地为大家精心收集和整理了“高一物理《速度快慢的描述——加速度》教案”,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。

高一物理《速度快慢的描述——加速度》教案

教学内容分析:

加速度是联系动力学和运动学的桥梁,机械振动、电磁场、能量守恒、动量定理等内容都涉及到。利用一节课的时间把它讲清讲透是不可能的事,使学生心理上自动接受并运用,这是循序渐进的过程,所以把平均加速度和瞬时加速度一笔带过,和速度时间图像都留到第二课时处理。

教学目标:

1.知道物体的速度变化是有快慢之分的,理解加速度的含义及物理意义。
2.知道加速度单位的符号和读法,会用公式a=ΔV∕Δt来解决一些简单的实际问题。

教学重点:

知道加速度单位的符号和读法,会用公式a=ΔV∕Δt来解决一些简单的实际问题。

教学难点:

知道匀加速直线运动的加速度a与速度v方向相同;匀减速直线运动的加速度a与初速度v0方向相反.

教学方法:

讲授法

导言设计:

同学们为什么轿车能在很短的时间内从很慢的速度变到很快的速度,而火车却需要很长的时间才能完成提速呢?

教学过程

教师行为

学生行为

设计意图

讨论:

1、什么叫匀速直线运动?请举两个实例(提问)

2、匀变速直线运动的特点?(提问)

二、展示课件,深入讨论

1、展示课件:两物体(如汽车)同时匀加速起动情况.

第一个:5秒内速度由0增到10m/s,后匀速.

第二个:2s内速度由0增到6m/s后匀速.

1、提问讨论:

(1)两物体最终速度哪个大?

(2)一秒末时哪个速度大?

(3)第1s内,第2s内,两物体速度变化各多大?

(4)两物体,哪个启动性能更好?哪个速度改变得快?

(5)怎样能描述出速度改变的快慢?

2、看书29页第一自然段,及第二自然段,讨论:

(1)加速度是描述什么的物理量?

(2)加速度的定义式如何?公式中各个量的含义是什么?如:a,v,v0,t,v0-vt,v0-vt/t的含义?

(3)计算一下课件中所给两物体的加速度大小(练习)

3、看书29页第三、四、五自然段,讨论:

(1)加速度的单位是什么?

(2)在变速直线运动中,加速度的方向一定与速度方向相同吗?请举例说明(引导学生各举一匀加速和匀减速的实例)

(3)负五米每二次方秒比-两米每二次方秒的加速度小,对吗?

(4)如何从v-t图像中求物体的加速度?

和同学一起讨论:

①有可能出现速度大,加速度小的情况呢?

②有可能出现速度变化量小,而加速度大的情况吗?

③有可能出现加速度方向与速度变化量方向相反的情况吗?

④有可能出现加速度增大,而速度减小的情况吗?

4、阅读30页上部分内容讨论:

(1)速度越大,加速度越大对吗?举例说明(如课件1情况)

(2)速度变化越大,加速度越大,对吗?举例说明.

(3)速度变化越快,加速度越大,对吗?

(4)速度变化率越大,加速度越大,对吗?

(5)有没有速度很大,而加速度很小的情况?

(展示课件:飞机水平匀速飞行)

(6)有没有速度很小,而加速度很大的情况?

分析讨论:

①火车40s秒内速度的改变量是多少,方向与初速度方向什么关系?

②汽车2s内速度的改变量是多少?方向与其初速度方向有何关系?

③两物体的运动加速度分别为多少?方向如何呢?

强调:加速度的正、负号只表示其方向,而不表示其大小。

在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与速度的方向相同;如果速度减小,加速度的方向与速度的方向相反。

①匀加速直线运动:V〉V0,△V为正值,2016级物理班陈森旺,加速度教案2016级物理班陈森旺,加速度教案,2016级物理班陈森旺,加速度教案与V0方向一致。

②匀减速直线运动:V〈V0,△V为负值,2016级物理班陈森旺,加速度教案2016级物理班陈森旺,加速度教案,2016级物理班陈森旺,加速度教案与V0方向相反。

2.加速度和速度的区别:

①它们具有不同的含义:加速度描述的是的快慢,速度描述的是的快慢.加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用时间共同决定,而与速度本身以及速度变化多少无必然联系。

②速度大,加速度不一定大;加速度大,速度不一定大;速度变化量大,加速度不一定大。加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度可以不为零。

板书设计

速度快慢的描述——加速度

1、定义:是速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值

2、表达式:a=v/t

3、方向:矢量

4、单位符号:米每二次方秒

高一物理教案:《速度和时间的关系》教学设计(一)


一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助教师营造一个良好的教学氛围。你知道怎么写具体的教案内容吗?考虑到您的需要,小编特地编辑了“高一物理教案:《速度和时间的关系》教学设计(一)”,欢迎您参考,希望对您有所助益!

高一物理教案:《速度和时间的关系》教学设计(一)

教学目标

知识目标

1、初步理解速度—时间图像.

2、理解什么是匀变速直线运动.

能力目标

进一步训练用图像法表示物理规律的能力.

情感目标

渗透从简单问题入手及理想化的思维方法.

教学建议

教材分析

本节内容是本单元的基础,是进一步学习加速度概念及匀变速运动规律的重要前提.教材主要有两个知识点:速度—时间图像和匀变速直线运动的定义.教材的编排自然顺畅,便于学生接受,先给出匀速直线运动的速度—时间图像,再根据具体的实例(汽车做匀加速运动),进一步突出了“图像通常是根据实验测定的数据作出的”这一重要观点,并很自然地给出匀变速直线运动的定义,最后,阐述了从简单情况入手,及理想化的处理方法,即有些变速运动通常可近似看作匀变速运动来处理.

教法建议

对速度——时间图像的学习,要给出物体实际运动的情况,让学生自己建立图像,体会建立图像的一般步骤,并与位移图像进行对比.对匀变速直线运动的概念的学习,也要通过分析具体的实例,认真体会“在相等的时间内速度变化相等”的特点,教师也可以给出速度变化相同,但是所用时间不等的例子,或时间相同,速度变化不等的例子,让学生判断是否是匀变速直线运动.

教学设计示例

教学重点:速度——时间图像,匀变速直线运动的定义.

教学难点:对图像的处理.

主要设计:

1、展示课件:教材图2—15的动态效果(配合两个做匀速运动的物体)体会速度——时间图像的建立过程.

2、提问:如何从速度——时间图像中求出物体在一段时间内的位移?

3、上述两个运动的位移——时间图像是怎样的?

(让同学自己画出,并和速度——时间图像进行对比)

4、展示课件图2—17的动态效果〔配合做匀加速运动的汽车运行情况(显示速度计)

引导同学:采集实验数据,建立坐标系,描点做图.

5、展示课件图2—18的动态效果(配合做匀减速运动的汽车)

引导同学:画出它的速度——时间图像.

6、提问:上述两个汽车运动过程有什么特点?

引导同学发现“在相等的时间内速度的改变相等”的特点.

7、举例:

①速度改变相等,所用时间不等的情况.

②经过相同时间,速度改变不相等的情况.

8、小结:什么是匀变速直线运动?什么是匀加速直线运动?什么是匀减速直线运动?

探究活动

请你坐上某路公共汽车(假设汽车在一条直线上行驶)观察汽车的速度表和自己的手表,采集数据,即记录汽车在不同时刻的速度,之后把你采集的数据用速度——时间图像表示出来,并将你的结果讲给周围人听。

文章来源:http://m.jab88.com/j/3766.html

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