一名优秀的教师就要对每一课堂负责,作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,使高中教师有一个简单易懂的教学思路。您知道高中教案应该要怎么下笔吗?小编为此仔细地整理了以下内容《匀变速直线运动的位移与时间的关系学案及课件》,欢迎大家与身边的朋友分享吧!
物理必修1(人教版)
第三课时匀变速直线运动的位移与时间的关系
水平测试
1.如图所示,甲、乙、丙、丁是以时间为横轴的匀变速直线运动的图象,下列说法正确的是()
A.甲是at图象B.乙是xt图象
C.丙是xt图象D.丁是vt图象
解析:匀变速直线运动的加速度恒定不变,其速度随时间均匀变化,故A、D错.位移与时间的关系为x=v0t+12at2,图象丙是v0=0时的xt图象.
答案:C
2.飞机起飞的过程是由静止开始在平直跑道上做匀加速直线运动的过程.飞机在跑道上加速到某速度值时离地升空飞行.已知飞机在跑道上加速前进的距离为1600m,所用时间为40s,则飞机的加速度a和离地速度v分别为()
A.2m/s280m/sB.2m/s240m/s
C.1m/s240m/sD.1m/s280m/s
解析:根据x=12at2得a=2xt2=2×1600402m/s2=2m/s2,飞机离地速度为v=at=2×40m/s=80m/s.
答案:A
3.(双选)一辆汽车从静止开始由甲地出发,沿平直公路开往乙地,汽车先做匀加速直线运动,接着做匀减速直线运动,开到乙地刚好停止,其速度图象如图所示,那么0~t和t~3t两段时间内()
A.加速度大小之比为3∶1
B.位移大小之比为1∶2
C.平均速度大小之比为2∶1
D.平均速度大小之比为1∶1
解析:由a=ΔvΔt求得:a1∶a2=2∶1,故A错;由位移之比等于两个三角形面积之比得:x1∶x2=1∶2,故B对;由v=v1+v22得:v1∶v2=1∶1,故C错D对.
答案:BD
4.(双选)如图所示是汽车与自行车在同一直线上、从同一地点同向运动、同时计时而作的vt图象,由图象可知()
A.在2s末二者速度相同
B.在4s末二者速度相同
C.在2s末二者相遇
D.在4s末二者相遇
解析:由图象可知,自行车做匀速直线运动,速度为v1=6m/s,汽车做初速度等于零的匀加速直线运动,a=3m/s2,交点表示t=2s时,二者速度都是6m/s,A对;位移可由图线与坐标轴所围的面积求得,t=4s末面积相同,D项对.
答案:AD
5.(双选)物体做匀变速直线运动,已知在时间t内通过的位移为x,则以下说法正确的是()
A.可求出物体在时间t内的平均速度
B.可求出物体的加速度
C.可求出物体在这段时间内中间时刻的瞬时速度
D.可求出物体通过x2时的速度
解析:已知在时间t内的位移为x,可求出平均速度v-=xt,但不能求出加速度,A正确,B错误;做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,C正确,D错误.
答案:AC
6.由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1s内通过0.4m位移,问:
(1)汽车在第1s末的速度为多大?
解析:由x=12at2得
a=2xt2=2×0.412m/s2=0.8m/s2,
所以汽车在第1s末的速度为
v1=at=0.8×1m/s=0.8m/s.
答案:0.8m/s
(2)汽车在第2s内通过的位移为多大?
解析:汽车在前2s内的位移为
x′=12at′2=12×0.8×22m=1.6m,
所以汽车在第2s内的位移为:
x2=x′-x=1.6m-0.4m=1.2m.
答案:1.2m
素能提高
7.某物体做直线运动,物体的速度时间图象如图所示.若初速度的大小为v0,末速度的大小为v1,则在时间t1内物体的平均速度()
A.等于12(v0+v1)
B.小于12(v0+v1)
C.大于12(v0+v1)
D.条件不足,无法比较
解析:若物体做初速度为v0、末速度为v1的匀变速直线运动,在时间0~t1内的位移为下图中阴影部分的面积,即x=12(v0+v1)t1,其平均速度为v=xt1=v0+v12,但物体实际的vt图象中图线与时间轴包围的面积大于阴影部分的面积,所以平均速度应大于v0+v12,故A、B、D均错,C正确.
答案:C
8.汽车由静止开始做匀加速直线运动,速度达到v时立即做匀减速直线运动,最后停止,运动的全部时间为t,则汽车通过的全部位移为()
A.13vtB.12vt
C.23vtD.14vt
解析:匀变速直线运动中一段时间内的平均速度等于该段时间初、末速度的平均值,由题意知,汽车在加速和减速两过程的平均速度均为v2,故全程的位移x=12vt,B项正确.
答案:B
9.物体先做初速度为零的匀加速运动,加速度a1=2m/s2,加速一段时间t1,然后接着做匀减速直线运动,加速度大小a2=4m/s2,直到速度减为零.已知整个运动过程所用时间t=20s,总位移为300m,则运动的最大速度为()
A.15m/sB.30m/s
C.7.5m/sD.无法求解
解析:最大速度为vm,前段:v-=12(0+vm)=12vm,
后段:v-=12(vm+0)=12vm,所以整段平均速度为
vm2=xt=300m20s,解得vm=30m/s.
答案:B
10.一物体做匀变速直线运动,在连续相等的两个时间间隔内,通过的位移分别是24m和64m,每一个时间间隔为4s,求物体的初速度和末速度及加速度.
解析:法一:基本公式法.
如图所示,初位置A、末位置C,由位移公式得:
x1=vAT+12aT2
x2=vA2T+12a(2T)2-(vAT+12aT2)
vC=vA+a2T
将x1=24m,x2=64m,T=4s代入以上三式,
解得a=2.5m/s2,vA=1m/s,vC=21m/s.
法二:平均速度公式法.
连续两段时间间隔T内的平均速度分别为:
v-1=x1T=244m/s=6m/s,
v-2=x2T=644m/s=16m/s.
且v-1=vA+vB2,v-2=vB+vC2,
由于B是A、C的中间时刻,
则vB=vA+vC2=v-1+v-22=6+162m/s=11m/s.
解得vA=1m/s,vC=21m/s.
其加速度为:a=vC-vA2T=21-12×4m/s2=2.5m/s2.
法三:逐差法
由Δx=aT2可得
a=ΔxT2=64-2442m/s2=2.5m/s2,①
又x1=vAT+12aT2,②
vC=vA+a2T.③
由①②③解得:vA=1m/s,vC=21m/s.
答案:1m/s21m/s2.5m/s2
11.从斜面上某一位置,每隔0.1s释放一个小球,在连续释放几个后,对在斜面上滑动的小球拍下照片,如图所示,测得xAB=15cm,xBC=20cm,求:
(1)小球的加速度;
解析:由Δx=aT2,T=0.1s得,小球的加速度
a=xBC-xABT2=0.20-0.150.12m/s2=5m/s2.
答案:5m/s2
(2)拍摄时B球的速度;
解析:vB=v-AC=xAC2T=xBC+xAB2T=0.20+0.152×0.1m/s=1.75m/s.
答案:1.75m/s
(3)在A球上方滚动的小球个数.
解析:设B的运动时间为tB,
则由vB=atB得:
tB=vBa=1.755s=0.35s,
故A球已经运动了0.25s,所以A球上方正在滚动的小球还有2个.
答案:2个
驾车需注意
1.控制好车速.
车不能开得太快,“十次事故九次快”,这是实践得出的真理.但慢车也未必安全.如果你开得过慢,后面是个爱开快车的人,或是个有急事的司机,可能会迫使他冒险超车,容易导致事故,所以车速一定要适宜.
2.机动车安全距离有以下规定.
《中华人民共和国道路交通安全法》第四十三条规定:同车道行驶的机动车,后车应当与前车保持足以采取紧急制动措施的安全距离.交管部门有关人士解释说.当机动车时速为60千米时,行车间距应为60米以上;时速为80千米时,行车间距为80米以上;以此类推.如遇雨天、雾天或路面有水或结冰时,应延长行车间距.中华人民共和国道路交通安全法实施条例第八十条规定,机动车在高速公路上行驶,车速超过每小时100千米时,应当与同车道前车保持100米以上的距离,车速低于每小时100千米时,与同车道前车距离可以适当缩短,但最小距离不得少于50米.
3.车祸致伤几率与车速平方成比例,而死亡几率与车速四次方成比例.高速行车不仅增加危险,而且增加了能源消耗、车辆磨损和环境污染,同时,对路面质量的要求更高,因而耗资更大.因此,国外公路开车多采取限速的措施,如市内为50km/h,高速公路为90~130km/h等.
回顾100年来人类发展的道路,可以看出,经济、文化、生活条件等均有很大的提高与改善,但生存环境受到了严重破坏,代价是沉重的,交通事故及其所造成的伤亡就是一个实例.为了使21世纪人类生活更加美好,必须通力合作,综合治理,多方位、多层次地加大有关交通安全的研究、管理和教育,从而使人民能在交通安全的环境中生活.从医学方面讲,各国(主要是发展中国家)应尽快建立全国性交通伤亡数据库,健全全国急救医疗服务系统(EMSS),普及创伤初期急救(BTLS)和加强高级创伤急救(ATLS),以降低交通事故所致的伤亡.总而言之,速度并不是越快越好.
《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
第二章匀变速直线运动的研究
第三节匀变速直线运动的位移和时间关系导学案8
【学习目标】
1.掌握匀变速直线运动的位移和时间关系,提高应用公式分析和计算相关问题的能力。
2.自主学习,合作探究,体会用图象和极限思想解决直线运动问题的方法。
3.激情投入,全力以赴,体验成功的快乐。
【重点、难点】
重点:匀变速直线运动位移时间关系的推导和应用。
难点:极限推导位移公式。
【使用说明】
1.先通读教材,熟记并理解本节的基本知识,再完成导学案设置的问题,依据发现的问题,然后再读教材或查阅资料,解决问题。
2.课堂上通过小组合作讨论、展示点评加深对本节知识的理解达成目标。
【问题导学】
1.如图1匀速直线运动的v-t图象中,t时间内的位移是多少?v-t图象中对应的“面积”有什么物理意义?
【合作探究】
探究点一:匀变速直线运动的位移(重难点)
问题1:用图像推导位移公式
(1)下图2是一物体做匀变速直线运动的v-t图象,把物体的运动时间分成5个小段,t/5算一个小段,在图2甲中,每小段起始时刻物体的瞬时速度由相应的纵坐标表示,分别为v0、v1、v2、v3v4,则如何计算t时间的位移?
(2)如果把物体的运动分成了10个小段,计算出的位移与(1)中相比较,哪个准确?如果进行无限分割,如何计算?
(3)在图2丙中v-t图象直线下面的梯形OABC的面积代表什么意义?
问题2:公式中有哪些物理量,表示什么含义?其中哪些是矢量,应注意什么问题?
针对训练
1.一辆汽车以1m/s2的加速度行驶了12s,驶过了180m,汽车开始加速时的速度是多少?
2.以36Km/h速度行驶的列车开始下坡,在坡上的加速度等于0.2m/s2,经过30s到达坡底,求坡路的长度和列车到达坡底时的速度。
3.某质点的位移随时间的变化规律的关系是:x=4t+2t2,x与t的单位分别为m和s,则质点的初速度与加速度分别为()
A.4m/s与2m/s2B.0与4m/s2?C.4m/s与4m/s2D.4m/s与0
文章来源:http://m.jab88.com/j/7064.html
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