高中物理第二章第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系教学设计新人教版必修1

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1、2匀变速直线运动的速度与时间的关系 教材分析 vtvt图象，当图象是直线时，图象入手，分析从上节探究小车运动的速度随时间的变化得到的 vvat，最后通过两个例题其意义表明加速度不变，由此定义了匀变速直线运动，进一步 导出速度公式 0加深理解。 为了扩展学生的认识，在“说一说”栏目中列举了一个加速度变化的直线运动的例子。学生通过 思考进一步加深对物体做变速运动的认识。 学情分析 vt图象。计算，作出了小车运动的通过上节课的学习，学生掌握了研究小车运动的方法，通 过分析、 学生也掌握了分析一次函数图象的数学知识。本节课将数理知识结合起来，探究小车速 度随时间的变化关系。 设计思路 在上节通过实验，

2、真实记录小车在重物牵引下运动时，根据时间与对应的速度的数据作出了速度 与时vt图象是一条倾斜的直线。提出以下具有启发性的问题：间关系的图象，发现存在着这 样一种运动：它的 vt图象中的一点表示什么含义？（某一时刻的速度）vt图象是一条倾斜的直线，表明小车的 速度随时间是怎样变化的？有什么特点？（小车速度小车的不断增大。速度变化是均匀的，即 加速度是不变的。 ） 这条倾斜直线所表示的速度随时间变化的关系怎样用公式来描述？ vv v0attvvva a ， 0，代入上式， 现在是定值 （不变）， 引导学生进行下述推理： 0 tt 0vvat。得 0要注意逻辑推理的过程，要让学生体验科学推理的方法。

3、这段 教学的处理， 目的是强化从实验得出规律的一般性过程，练习用图象分析问题的一般方法，逻辑 线索清晰。它在价值观及科学过程、科学方法上v v0vva出发，经过代数式的变形，马上就得 到的教育价值比较高。应该避免直接从加速度的定义 0 tat的做法。 对导出的速度公式，要让学生理解不仅适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动。 三维目标 知识与技能 vt图象特点，理解图象的物理意义；1知道匀变速直线运动的 vt图象的特点； 掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动2vt图象的物理意义，会 根据图象分析解决问题；3理解匀变速直线运动4掌握匀变速直线运动的速度与时间关系 的公式，能进行有关

4、的计算。 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。 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培养学生透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识。 教学重点 vt图象的物理意义； 1 理解匀变速直线运动1 2掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用。 教学难点 vt图象的理解及应用；1匀变速直线运动2匀变速直线运动的速度一时间公式的理解及计 算。 教学方法 探究、讲授、讨论、练习。 教具准备 多媒体课件

5、。 课时安排 2 课时。 教学过程 新课导入 匀变速直线运动是一种理想化的运动模型，生活中的许多运动由于受到多种因素的影响，运动规 律往往比较复杂， 但我们忽略某些次要因素后，有时也可以把它们看成是匀变速直线运动。例如： 在平直的高速公路上行驶的汽车，在超车的一段时间内，可以认为它做匀加速直线运动，刹车时 则做匀减速直线运动，直到停止。 深受同学们喜爱的滑板车运动中，运动员站在板上从坡顶笔直 滑下时做匀加速直线运动，笔直滑上斜坡时做匀减速直线运动。 vt图象， 它表示小车做什么样的运动呢?我们通过实验探究的方式描绘出了小车的小车的速度随 时间怎样变化?我们能否用数学方法得出速度随时间变化的关系

6、式呢? 新课教学 一、匀变速直线运动 1、匀速直线运动 （1）匀速直线运动 物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移相等 ，这种运动就叫做匀速直线运动。 （2）匀速直线运动的特点 在任意相等的时间里位移都相等；速度矢量恒定。 （3）匀速直线运动的速度一时间图象及特点 讨论与交流 1请同学们思考速度一时间图象的物理意义。 速度一时间图象是以坐标的形式将各个不同时刻的速度用点在坐标系中表现出来，它以图象的形 式描述了质点在各个不同时刻的速度，反映速度随时间的变化规律。 vt图象中能看出哪些信息呢?2请同学们思考讨论匀速直线运动的两个速度一时间图象，在思 考讨论图象的特点，尝试描述这种直线运动。

7、 能从速度一时间图象中得出质点在各个不同时刻 -1 -1 sv/m 的速度， 包括大小和方向；sv/m 从左图中能看出这个直线运动的 速度不随时间变10 O /s t 化，在不同的时刻，速度值都等于零时刻的速度值。/s tO -10 不随时间变化的速度是恒定的，说明质点在做匀速直 10m/s ，方向与规定的正方向相同；线 运动速度大小为因为速度值也保持速度方向与规定的正方向相反，10m/s ，但它却是负值，在 右图中的速度值大小也是不变，所以它也是匀速直线运动；匀速直线运动的速度一时间图象是 一条平行于时间轴的直线；a。 0 匀速直线运动是速度保持不变的直线运动，它的加速度 ?3 你 能断定这

8、两个图象中所表示的运动方向相反吗2 因为这两个图象不是在同一个坐标系中，两个坐标系中规定的正方向不一定是相同的，所以不能 断定它们的方向一定相反。 2、匀变速直线运动 vt图象是一条倾斜的直线，它表示小车在做什么样的运在上节的实验中，小车在重物牵引下运 动的动？ 讨论与交流 上节课我们自己实测得到的小车运动的速度一时间图象，如图所示。 请同学们尝试取相等的时 间间 隔，看它们的速度变化量的特点。ttv对应的图象是直线，无论从图中可以看出，由于选 在什么区间，vttvv即物体运动的之比的变化量速度 的变化量都是一样的，与时间t 加速度保持不变。所以，上节实验中小车的运动是加 速度不变的运动，小车

9、在相等的时间间隔内速度的增加量相同。请同学们尝试描述小车的运 动情况。图象是一条过原点的倾斜直线，是初速度为零的加速直线运动。1）匀变速直线 运动（沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。 2 ）特点（相等的时间 内速度改变量相等；v是矢量，速度的改变相等，应指速度变化的数值及方向都相同。在直线运 动中，速度速度的改变的变化可分为速度的增加和速度的减少两种情形。加速度矢量恒定； tv图象是一条倾斜的直线。）两种类型（3 匀加速直线运动在匀变速直线运动中，物 体的速度随时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动。avv（加速度速度）的方向一致。与 速度的变化量匀减速直线运动在匀变速直

10、线运动中，物体的速度随时间均匀减小，这个运 动就是匀减速直线运动。avv速度（加速度与速度的变化量）的方向相反。tv（4）匀变速 直线运动的图象tv匀变速直线运动的图象v v v0v0t t O O 匀减速运动匀加速运动 tv图象的应用a读出某时刻的瞬时速度；vb求出某段时间内的速度的变化量；vvcv 方向相同，物体作加速运是正值，说明与判断是加速运动还是减速运动：速度的变化量 vv动；是负值的话，说明与方向相反，物体作减速运动；3 dvt图线与坐标轴之间包围的“面积”值表示该段时间内的位移。求出某段时间内的位移： 在变速直线运动中，速度不一定是均匀变化的，这种运动是非匀变速直线运动。在日常生

11、活中， 很多物体的运动接近匀变速，通常作为匀变速来处理。比如：发射炮弹在炮筒里的运动，石块从 高处自由下落等等。 讨论与探究 图象中图如图所示的速度一时间图象中各图线表示的运动情况怎样?1? 线的交点有什么意义表示物体做匀速直线运动；答案：表示物体做初速为零的匀加速直线运 动；t时刻物体具有相等的速表示物体做匀减速直线运动；交点的纵坐标表示在 2 度，但不 相遇；如图所示，是质点运动的速度图象，试叙述它的运动情况。2 内质点做初速度为零的匀答案：表示质点做能返回的匀变速直线运动，第1s 末，质点1s 末到 第 2s 加速直线运动，沿正方向运动，速度均匀增大到4m/s。第的初速度做匀减速直线运动

12、，仍 沿正方向运动，直至速度减小为零；从第以4m/s；从第末，质点沿反方向做匀加速直线运动， 速度均匀增大直至速度达到4 m/s2s 末 4m/s 为初速度做匀减速直线运动，至第4s3s 末起，质点 仍沿反方向运动，以末这段时间内，末到第4s2 s速度减为零，在2 s 末，质点离出发点4 m； 在第 4s 末回到出发点。质点沿反方向做直线运动，直到第 交流与讨论 ? t 图象只能反映直线运动的规律为什么v答案：因为速度是矢量，既有大小又有方向物体做 直线运动时，只可能有两个速度方向。规定了一个为正方向时，另一个便为负值，所以可用正、 负号描述全部运动方向。当物体做一般曲线运动时，速度tv图象。

13、所以只有直线运动的规律方 向各不相同，不可能仅用正、负号表示所有的方向，所以不能画出ttvv图象描述。任何图象 反映的也一定是直线运动规律。才能用二、速度与时间的关系式数学知识在物理中的应用 很多，除了我们上面采用图象法来研究外，还有公式法也能表达质点运动的速度与时间的关 系。 速度与时间的关系式1ttv大些还是小些，对应的速图象是一条倾斜的直线，无论对于 匀变速直线运动来说，由于它的ttvt，时间的变化与时间变化量0 之比都是一样的，因 此，从运动开始（这时）到时刻度变化量vtv与开始时的速度量就是，而这时的速度（叫做初 速度）之差就是速度的变化量，也就是 0vtvvtt，一00vva 得到

14、：由于加速度是 个恒量，解出速度tat vv 0 这就是表示匀变速直线运动的速度与时间关系的公式。atatvva就是整个运在数值 上等于单位时间内速度的变化量，所以可以这样理解：由于加速度 0vvt，就得到动过程中速度 的变化量； 再加上运动开始时物体的速度。时刻物体的速度 0 公式中各物理量的意义2atvv 在公式中，我们讨论一下并说明各物理量的意义，以及应该注意的问题。 0tt 等，注意这公式 中有起始时刻的初速度，有时刻末的速度，有匀变速运动的加速度，有时间间隔avv是矢量。 里、 、0物体做直线运动时，矢量的方向性可以在选定正方向后，用正、负来体现。方向与规定的 正方向相同时，矢量取正

15、值，方向与规定的正方向相反时，矢量取负值。 一般我们都取物体的运 动方向或是初速度的4 方向为正。vva匀减速直线运动都适用。的方向为正方向，亦可正可负。可正可负，以公式对 于匀加速直线运动、 0aavava 在加速运动中，由于与与取负值。同向，反向，取正值，在减速运 动中，由于a匀加速运动， 0 vv at 0a匀减速运动，0 v0，质点作初速度为零的匀加速直线运动。3特例： 0vat 例题剖析 2例题 1：汽车以40km/h 的速度匀速行驶，现以0.6m/s 的加速度加速，10s 后速度能达到多少? 描述车俩的速度，通常用的单位是千米每时。 2vat10s。 11m/s ，加速度，时间解：

16、初速度 0.6m/s 40km/h 010s 后的速度为： vvat 0211m/s 0.6m/s 10s17m/s 61km/h。 2例题 2：某汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是6m/s，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? 分析：我们研究的是汽车从开始刹车到停止运动这个过程。在这个过 2程中，汽车做匀减速运动， 加速度的大小是6m/s。由于是减速运动，加速度的方向与速度方向相反，如果设汽车运动的方 向为正，则汽车的加速度 2atv是 06m/s。这个过程的，方向为负，我们把它记为时刻末速度 v，它是这题所求的“最高速初速度就是我们所求的最高允许速度，记为 0t2s。度” 。过程的持 续时间为 vvat，我们有：解：根据 0vvat 02 0（ 6m/s） 2s12m/s43km/h 。 汽车的速度不能超过43km/h 。 巩固训练 2一质点以初速度为 500m/s，加速度为200m/s 做匀减速直线运动，质点经多长时间就可以停下 来？ 说一说