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1、 匀变速直线运动的规律教材分析 获得匀变速运动的规律，特别是用图象描述运动.图象的应用和公式的选择是两个难点.通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用.了解亚里士多德关于力与运动的主要观点和研究方法.了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法.通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用.经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用.用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动.能用图象描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问
2、题中的重要性.学生状态分析 以基本掌握匀变速直线运动的特点，需要进一步了解匀变速直线运动的规律及数学处理.在初中时已掌握y=kx+b图象，但对斜率认识有误区,对速度的变化首次定量涉及,有一定的数据分析能力.三维目标知识与技能1.掌握匀变速直线运动的速度公式，知道它是如何推导出来的，知道它的图象的物理意义，会应用这一公式分析和计算.2.掌握匀变速直线运动的位移公式，会应用这一公式分析和计算.3.能推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式，并会运用它进行计算.过程与方法 从表格中分析处理数据并能归纳总结.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
3、学工具解决物理问题的能力.情感态度与价值观 从具体情景中抽象出本质特点,既要用联系的观点看问题，还要具体问题具体分析.教学设计教学重点 应用数学工具推导匀变速直线运动的速度公式和位移公式.教学难点 1.注意数学手段与物理过程的紧密联系.2.将公式、图象及其物理意义联系起来.3.获得匀变速运动的规律，特别是用图象描述运动.图象的应用和公式的选择是两个难点.教具准备 多媒体工具，作图工具课时安排 1课时教学过程 导入新课 物理学中将物体速度发生变化的运动称为变速运动.一般来说，做变速运动的物体，速度变化情况非常复杂.本节，我们仅讨论一种特殊的变速运动匀变速直线运动.推进新课知识排查匀变速直线运动1
4、.概念：沿一条直线且加速度不变的运动。2.分类：(1)匀加速直线运动：a与v方向相同。(2)匀减速直线运动：a与v方向相反。3.基本规律匀变速直线运动的推论1.相同时间内的位移差：xaT2，xmxn(mn)aT22.中间时刻速度：v 初速度为零的匀变速直线运动的重要推论1.1T末、2T末、3T末瞬时速度的比为v1v2v3vn123n。2.1T内、2T内、3T内位移的比为x1x2x3xn122232n2。3.第一个T内、第二个T内、第三个T内位移的比为xxxxN135(2N1)。4.从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为t1t2t3tn1(1)()()。自由落体运动1.条件：物体只受重力，从
5、静止开始下落。2.基本规律(1)速度公式：vgt。(2)位移公式：hgt2。(3)速度位移关系式：v22gh。3.伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究方法是逻辑推理猜想与假设实验验证合理外推。这种方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来。小题速练1.思考判断(1)匀变速直线运动是加速度均匀变化的直线运动。()(2)匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动。()(3)匀加速直线运动1T末、2T末、3T末的瞬时速度之比为123。()(4)做自由落体运动的物体，下落的高度与时间成正比。()答案(1)(2)(3)(4)2.一物体做初速度为零的匀加速直线运动，将其运动时间
6、顺次分成123的三段，则每段时间内的位移之比为()A.135B.149C.1827 D.11681答案C3.人教版必修1P40T3改编以18 m/s 的速度行驶的汽车，制动后做匀减速运动，在3 s内前进36 m，则汽车在5 s内的位移为()A.50 m B.45 m C.40.5 m D.40 m解析根据xv0tat2得36183a32，即a4 m/s2。汽车停止所需时间为t s4.5 s5 s，所以4.5 s末汽车停车，5 s内的位移x m40.5 m，故选项C正确。答案C匀变速直线运动规律的基本应用1.运动学公式中符号的规定一般规定初速度的方向为正方向，与初速度同向的物理量取正值，反向的物
7、理量取负值。若v00，一般以a的方向为正方向。2.解决运动学问题的基本思路【典例】如图2所示，冰壶以速度v垂直进入四个宽为l的矩形区域沿虚线做匀减速直线运动，且刚要离开第四个矩形区域的E点时速度恰好为零，冰壶通过前三个矩形的时间为t，试通过所学知识分析并计算冰壶通过第四个矩形区域所用的时间是多少？(可选用多种方法)解析法一一般公式法根据位移公式和速度公式，由A到E，有4lvt1at，0vat1式中，t1为冰壶通过四个矩形区域所用的时间，a为其加速度的大小由A到D，有3lvtat2联立解得t12t或t1t显然t1t不符合题意，应舍去。所以冰壶通过第四个矩形区域所用的时间为tt1tt。法二逆向思维
8、法冰壶通过矩形区域做匀减速直线运动，可看做冰壶从E点开始做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移公式，由E到A，有4lat式中，t1为冰壶通过四个矩形区域所用的时间，a为其加速度的大小由E到D，有la(t1t)2联立解得t12t或t1t显然t1t不符合题意，应舍去。所以冰壶通过第四个矩形区域所用的时间为tt1tt。法三图象法冰壶做匀减速直线运动的速度时间图象如图所示。冰壶由A到E的位移与由D到E的位移之比为41，由于相似三角形的面积之比等于对应边长的平方之比，则tOEtOD21，故tDEtODt，即冰壶通过第四个矩形区域所用的时间为tt。答案t解答匀变速直线运动问题常用方法如下1.(2018连云
9、港模拟)一个物体做匀加速直线运动，它在第3 s 内的位移为5 m，则下列说法正确的是()A.物体在第3 s末的速度一定是6 m/sB.物体的加速度一定是2 m/s2C.物体在前5 s内的位移一定是25 mD.物体在第5 s内的位移一定是9 m解析由第3 s内的位移可以求出第2.5 s的瞬时速度v m/s5 m/s，由于匀加速直线运动的初速度未知，无法求出物体的加速度，故无法求解第3 s末的速度及第5 s内的位移，选项A、B、D错误；前5 s内的平均速度等于2.5 s的瞬时速度，故前5 s内的位移一定是xvt55 m25 m，选项C正确。答案C2.(2017株洲二中模拟)一名观察者站在站台边，火
10、车启动时车头恰好与他相齐。设火车做匀加速直线运动且每节车厢长度相同，忽略车厢连接处的长度。则第3节和第5节车厢从他身边经过所用时间的比值为()A. B.2 C.()(2) D.(2)()解析火车做初速度为零的加速直线运动，通过连续相等位移的时间之比为1(1)()，所以第3节和第5节车厢从他身边经过所用时间的比值为()(2)，故选项C正确。答案C自由落体运动和竖直上抛运动1.应用自由落体运动规律解题时的两点注意(1)可充分利用自由落体运动初速度为零的特点、比例关系及推论等规律解题。(2)物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动，从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动，而是竖直下抛运动，应该
11、用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决问题。2.竖直上抛运动的对称性(1)时间对称性。物体上升到最高点所用时间与物体从最高点落回到原抛出点所用时间相等，即t上t下。物体在上升过程中经过某两点所用的时间与下降过程中经过该两点所用的时间相等。(2)速度对称性。物体上抛时的初速度与物体又落回原抛出点时的速度大小相等、方向相反。物体在上升阶段和下降阶段经过同一位置时的速度大小相等、方向相反。1.(多选)一物体从离地面45 m高处做自由落体运动(g取10 m/s2)，则下列说法正确的是()A.物体运动3 s后落地B.物体落地时的速度大小为30 m/sC.物体在落地前最后1 s内的位移为25 mD.物体
12、在整个下落过程中的平均速度为20 m/s解析由自由落体运动规律hgt2得t s3 s，选项A正确；落地速度vgt30 m/s，选项B正确；落地前最后1 s内的位移hgt2g(t1)225 m，选项C正确；物体在整个下落过程中的平均速度15 m/s，选项D错误。答案ABC2.某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面发射后，始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4 s到达离地面40 m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g10 m/s2，求：(1)燃料恰好用完时火箭的速度；(2)火箭上升离地面的最大高度；(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间。解析设燃料用完
13、时火箭的速度为v1，所用时间为t1。火箭的上升运动分为两个过程，第一个过程做匀加速直线运动，第二个过程做竖直上抛运动至最高点。(1)对第一个过程有h1t1，代入数据解得v120 m/s。(2)对第二个过程有h2，代入数据解得h220 m所以火箭上升离地面的最大高度hh1h240 m20 m60 m。(3)从燃料用完到运动至最高点的过程中，由v1gt2，得t2 s2 s从最高点落回地面的过程中hgt，而h60 m，代入得t32 s，故总时间t总t1t2t3(62) s。答案(1)20 m/s(2)60 m(3)(62) s“形异质同”类问题比较思维能力的培养什么是“形异质同”和“形同质异”题目做
14、得多了，会遇到一类遵循的物理规律相同，但提供的物理情景新颖、信息陌生、物理过程独特的问题，对这类问题同学们往往感觉难度大，无从下手。其实这类问题看似陌生，实则与我们平时练习的题目同根同源，只不过是命题人巧加“改头换面”而已，这类问题我们称之为形异质同。另外，平时做题时还会遇到一类物理情景比较熟悉，物理过程似曾相识的问题，对于这类问题，又往往因审题不严、惯性思维，不注意题中所给条件的细微区别，而解答失误。这类问题我们称之为形同质异。下面列举两类匀变速直线运动中的“形异质同”问题。类型一水平刹车与沿粗糙斜面上滑1.一辆汽车在平直公路上做刹车实验，t0时刻起开始刹车，刹车过程的位移大小x与速度大小v的关系为x100.1v2(m)，下列分析正确的是()A.刹车过程汽车的加速度大小为0.2 m/s2B.刹车过程持续的时间为2 sC.t0时刻汽车的速度大小为5 m/sD.刹车全过程的位移大小为5 m解析根据匀变速直线运动中位移与速度关系可得xv2，对应x100.1v2(m)，可得10 m，0.1 s2/m，得加速度a5 m/s2，t0时刻的
