物理必修1(人教版)
第四课时匀变速直线运动的速度与位移的关系
水平测试
1.如图所示,一辆正以8m/s速度沿直线行驶的汽车,突然以1m/s2的加速度加速行驶,则汽车行驶至18m时的速度为()
A.8m/sB.12m/s
C.10m/sD.14m/s
解析:由v2-v20=2ax和v0=8m/s,a=1m/s2,x=18m可求出:v=10m/s,故C正确.
答案:C
2.物体的初速度为v0,以不变的加速度a做直线运动,如果要使速度增加到初速度的n倍,则经过的位移是()
A.v02a2(n2-1)B.v02a2(n-1)
C.v02a2D.v02a2(n-1)2
解析:由v2-v20=2ax,即可求得x=v202a(n2-1).
答案:A
3.在一次交通事故中,交通警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是30m,该车辆最大刹车加速度是15m/s2,该路段限速为60km/h,则该车()
A.超速B.不超速
C.无法判断D.刚好是60km/h
解析:车辆的末速度为零,由v2-v20=2ax,可计算出初速度v0=-2ax=2×15×30m/s=30m/s=108km/h,该车严重超速.
答案:A
4.从静止开始做匀加速直线运动的物体,在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比为()
A.1∶3∶5B.1∶4∶9
C.1∶2∶3D.1∶2∶3
解析:由于第1s内、第2s内、第3s内的位移之比x1∶x2∶x3=1∶3∶5,而平均速度v=xt,三段时间都是1s,故三段时间的平均速度之比为1∶3∶5,故A正确.
答案:A
5.两个小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动,若它们的初速度之比为1∶2,则它们运动的最大位移之比为()
A.1∶2B.1∶4
C.1∶2D.2∶1
解析:刹车位移最大时末速度为零,由v2-v20=2ax得x=-v02a2,故x1x2=v01v2022=(12)2=14,故选B.
答案:B
6.一质点从A点由静止开始以加速度a运动,到达B点的速度是v,又以2a的加速度运动,到达C点的速度为2v,则AB∶BC等于()
A.1∶3B.2∶3
C.1∶4D.3∶4
解析:设AB段位移为x1,BC段位移为x2,由速度—位移公式得:v2=2ax1,(2v)2-v2=2(2a)x2,联立得:x1∶x2=2∶3.
答案:B
7.一个向正东方向做匀变速直线运动的物体,在第3s内发生的位移为8m,在第5s内发生的位移为5m,则关于物体运动加速度的描述正确的是()
A.大小为3m/s2,方向为正东方向
B.大小为3m/s2,方向为正西方向
C.大小为1.5m/s2,方向为正东方向
D.大小为1.5m/s2,方向为正西方向
解析:设第3s内,第5s内的位移分别为
x3、x5,则x5-x3=2aT2,
5-8=2a×12,
a=-1.5m/s2,
a的方向为正西方向,D正确.
答案:D
8.一物体从斜面上某点由静止开始做匀加速直线运动,经过了3s后到达斜面底端,并在水平地面上做匀减速直线运动,又经9s停止,则物体在斜面上的位移与水平面上的位移之比是()
A.1∶1B.1∶2
C.1∶3D.3∶1
解析:物体在斜面上运动时,v=3a1,平均速度v-1=32a1,l=v-1t1=92a1.物体在水平面上运动v-2=3a12,x=v-2t2=27a12.所以l∶x=1∶3.
答案:C
素能提高
9.一个做匀加速直线运动的物体,若先后经过A、B两点时的速度分别是vA和vB,则物体经过A、B中点时的速度是多少?
解析:设物体的加速度为a,A、B之间的距离为x,当物体经过A、B中点时的速度为vx2,则有
vx22-v2A=2ax2,①
v2B-vx22=2ax2.②
解方程得:vx2=v2A+v2B2.
答案:v2A+v2B2
10.(多选)如图所示,光滑斜面被分成四个长度相等的部分,一个物体由A点静止释放,下面结论中正确的是()
A.物体到达各点的速度vB∶vC∶vD∶vE=1∶2∶3∶2
B.物体到达各点所经历的时间tB∶tC∶tD∶tE=1∶2∶3∶2
C.物体从A到E的平均速度v-=vB
D.通过每一部分时,其速度增量均相等
解析:设每一部分的长度为x,根据v2-v20=2ax得v2B=2ax,v2C=2a2x,v2D=2a3x,v2E=2a4x,所以vB∶vC∶vD∶vE=1∶2∶3∶2,A正确;根据x=12at2得tB=2xa,tC=22xa,tD=23xa,tE=24xa,所以tB∶tC∶tD∶tE=1∶2∶3∶2,B正确;从A到E的平均速度等于中间时刻的速度,从A到E的时间为tE=24xa,中间时刻为12tE=24x4a=2xa=tB,所以v-=vB,C正确;由vB、vC、vD、vE的大小可知每一部分的速度增量不相等,D错误.
答案:ABC
高速铁路的技术经济优势
迄今世界上最高时速在200km以上的高速铁路总长度已超过10000km,欧洲、亚洲、美洲等一些国家和地区继续在主要运输通道上建设高速铁路网.高速铁路具有的一系列技术经济优势得到了世界各国的高度评价,主要表现在以下几方面.
速度快.
法国、德国、西班牙和意大利个别高速列车在有的区段上的旅行速度分别达到了每小时242.5km、245.6km、192.4km,217.9km和163.7km.由于速度快,可以大大缩短全程旅行时间.以北京至上海为例,在正常天气情况下,乘飞机的旅行全程时间(含市区至机场、候检等全部时间)为5h左右,如果乘高速铁路的直达列车,全程旅行时间则为5~6h,与飞机相当;如果乘现有铁路列车,则需要15~16h;若与高速公路比较,以上海到南京为例,沪宁高速公路274km,汽车平均时速83km,行车时间为3.3h,加上进出沪、宁两市区一般需1.7h,旅行全程时间为5h,而乘高速列车,则仅需1.15h.
安全性好.
高速铁路被认为是最安全的.与此成对比的是,据统计,全世界每年由于公路交通事故而死亡的高达25万~30万人;1994年全球民用航空交通中有47架飞机坠毁,1385人丧生,死亡人数比前一年增加25%,比过去10年的平均数高出20%.每10亿人的平均死亡数高达140人.而高速铁路则安全得多.
受气候变化影响小.
风速限制的规范,若装设挡风墙,即使在大风情况下,高速列车也只要减速行驶,比如风速达到每秒25~30m,列车限速在160km/h;风速达到每秒30~35m(类似11、12级大风),列车限速在70km/h,而无需停运.飞机机场和高速公路等,在浓雾、暴雨和冰雪等恶劣天气情况下,则必须关闭停运.
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。
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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.
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/9018.html
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