物理必修12 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

三維目標(biāo)
知識(shí)與技能
知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象特點(diǎn)，理解圖象的物理意義。
掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念，知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象的特點(diǎn)。
理解勻變速直線運(yùn)動(dòng) v-t圖象的物理意義，會(huì)根據(jù)圖象分析解決問(wèn)題。
掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
過(guò)程和方法：
培養(yǎng)學(xué)生識(shí)別、分析圖象和用物理語(yǔ)言表達(dá)相關(guān)過(guò)程的能力。
引導(dǎo)學(xué)生研究圖象、尋找規(guī)律得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念。
引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理規(guī)律并給出各符號(hào)的具體含義。
情感態(tài)度和價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生用物理語(yǔ)言表達(dá)物理規(guī)律的意識(shí)，激發(fā)探索和創(chuàng)新的欲望。
培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)、用不同方法表達(dá)同一規(guī)律的科學(xué)意識(shí)。
教學(xué)重點(diǎn)
理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的物理意義。
掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系公式及應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)
勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t 圖象的理解及應(yīng)用。
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間公式的理解及計(jì)算。
教具
課時(shí)安排二課時(shí)
教學(xué)過(guò)程
[引入]通過(guò)第一章的學(xué)習(xí)，我們初步了解了物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，用v-t圖象來(lái)了解物體的運(yùn)動(dòng)情況，直觀明了。那么大家先來(lái)回憶一下，速度—時(shí)間圖象的物理意義是什么？觀察下列兩個(gè)物體的速度—時(shí)間圖象，討論一下物體的運(yùn)動(dòng)情況？
提問(wèn)：（1）兩個(gè)物體分別在做什么運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)情況有什么不同？（兩個(gè)物體都在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，a物體是朝正方向運(yùn)動(dòng)的，而b物體的運(yùn)動(dòng)方向與規(guī)定的正方向相反，朝負(fù)方向運(yùn)動(dòng)）
（2）兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)方向是相反的嗎？為什么？（不一定，因?yàn)閮蓷l圖線在不同的坐標(biāo)系中，不能確定它們的方向關(guān)系）
大家在來(lái)看一下下面的這個(gè)圖象所描述的運(yùn)動(dòng)情況是怎么樣的，
[分析]觀察圖象發(fā)現(xiàn)，每過(guò)相等的時(shí)間間隔物體速度的增加量是相等的，所以無(wú)論△t選在什么區(qū)間，對(duì)應(yīng)的速度v的變化量△v與時(shí)間t的變化量△t之比△v/△t都是一樣的，即這是一種加速度不隨時(shí)間改變的直線運(yùn)動(dòng)。這是我們今天要研究的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
[板書(shū)]一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)
定義：沿著一條直線，且加速度不變的運(yùn)動(dòng)。
v-t圖象：是一條傾斜的直線。
[講解]勻變速直線運(yùn)動(dòng)分兩種，如果物體的速度隨時(shí)間均勻增大，這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是勻加速直線運(yùn)動(dòng)；如果物體的速度隨著時(shí)間均勻減小，這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
（1）勻加速直線運(yùn)動(dòng)
（2）勻減速直線運(yùn)動(dòng)
[講解]大家來(lái)看一看下面幾個(gè)物體的v-t圖象，判斷物體在做什么運(yùn)動(dòng)以及它的速度方向和加速度的方向。
物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，初速度為v向正方向，加速度向正方向。
物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，初速度為0，加速度向負(fù)方向
物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，初速度為v向正方向，加速度向負(fù)方向。
物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，方向向負(fù)方向；后做勻減速運(yùn)動(dòng)，方向向正方向；加速度向正方向
物體做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，速度方向向正方向，加速度也向正方向。
物體先做勻減速運(yùn)動(dòng)，方向向正方向；后做勻加速運(yùn)動(dòng)，方向向負(fù)方向；加速度向負(fù)方向
［學(xué)生練習(xí)］如圖所示為一質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v-t
圖象，試分析質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，并求出其加速度。
（１）第一秒內(nèi)；
（２）第１s末到第３s末；
（３）第４s內(nèi)。
答案：（１）a1=4m/s2 (2)a2=-2m/s2 (3)a3=-2m/s2
[板書(shū)]二、速度與時(shí)間的關(guān)系式
[講解]除了用圖象法來(lái)研究物體運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間的關(guān)系之外，我們還可以用公式法來(lái)描述它。下面就來(lái)分析以下，如何用公式法來(lái)描述做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度和時(shí)間的關(guān)系。
[提問(wèn)]同學(xué)們觀察圖象，結(jié)合我們數(shù)學(xué)學(xué)過(guò)的知識(shí)，先猜想一下，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，某時(shí)刻速度和時(shí)間的關(guān)系應(yīng)該如何表達(dá)？（如果學(xué)生對(duì)一次函數(shù)掌握較好，則可通過(guò)函數(shù)結(jié)合圖象推導(dǎo)出公式）
[分析推導(dǎo)]我們來(lái)分析某一時(shí)刻t物體的速度v，
從運(yùn)動(dòng)開(kāi)始（取時(shí)刻t=0）到時(shí)刻t，時(shí)間的變化量就是t，所以△t=t-0，速度的變化量就是△v=v-v0,因?yàn)槲矬w做勻變速直線運(yùn)動(dòng)a=△v/△t不變，所以a=△v/△t= (v-v0)/( t-0)= (v-v0)/t,解得
v=v0+at
這就是表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系的公式。
我們可以這樣理解：由于加速度a在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，所以at 就是整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的變化量，再加上運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)物體的速度v0,就得到t時(shí)刻物體的速度v。
［強(qiáng)調(diào)］在使用公式的時(shí)候要注意：
搞清楚各個(gè)物理量表示什么，v0是起始時(shí)刻的速度，a是物體的加速度，t是時(shí)間間隔，v則是t時(shí)刻末的速度（是瞬時(shí)速度）。
公式中有三個(gè)矢量，除時(shí)間t 外都是矢量，所以，代入數(shù)值計(jì)算時(shí)要特別注意方向性。物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，矢量的方向性可以在選定正方向后，用正、負(fù)來(lái)體現(xiàn)，方向與規(guī)定正方向相同時(shí)，矢量取正值，方向與規(guī)定方向相反時(shí)，矢量取負(fù)值。一般我們都去物體的運(yùn)動(dòng)方向或初速度的方向?yàn)檎?br>［分析］結(jié)合圖象進(jìn)行說(shuō)明。
[例題1]汽車以40km/h的速度勻速行駛，現(xiàn)以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度能達(dá)到多少？
[分析]首先我們必須明確，研究的對(duì)象是汽車，研究的過(guò)程是它加速后10s的運(yùn)動(dòng)情況，要求物體10s 后速度能達(dá)到多少，也就是知道初速度，加速度，時(shí)間，要求末速度，要注意的是，物體是加速的，也就是加速度方向與速度方向相同，那么，我們?nèi)〕跛俣鹊姆较驗(yàn)檎较虻脑挘铀俣纫矐?yīng)該是正的。
解：初速度v0=40km/h=11m/s, 加速度a=0.6m/s2,時(shí)間t=10s。
根據(jù)v=v0+at,
得，10s后的速度為v= v0+at=11m/s+0.6m/s2*10s=17m/s=62km/h
[例題2]某汽車在某路面緊急剎車時(shí)，加速度的大小是6m/s2，如果必須在2s內(nèi)停下來(lái)，汽車的行駛速度最高不能超過(guò)多少？
[分析]我們研究的是汽車從開(kāi)始剎車到停止運(yùn)動(dòng)這個(gè)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小是6 m/s2。由于是減速運(yùn)動(dòng)，加速度的方向與速度方向相反，如果設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?，則汽車的加速度方向?yàn)樨?fù)，我們把它記為a= -6 m/s2。這個(gè)過(guò)程的t時(shí)刻末速度v是0，初速度就是我們所求的最高允許速度，記為v0，它是這題所求的“最高速度”，過(guò)程持續(xù)的時(shí)間為t=2s。
解：根據(jù)v=v0+at，有v0=v-at=0-(-6m/s2) *2s=12m/s=43km/h
所以汽車的速度不能超過(guò)43km/h。
[學(xué)生練習(xí)]課后P39 （2）
[小結(jié)]這節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解和對(duì)公式v=v0+at的掌握，對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：
物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的增量相等，這里包括大小和方向，也即物體的加速度相等。
要學(xué)會(huì)從速度——時(shí)間圖象上去理解運(yùn)動(dòng)的情況， v-t圖象的傾斜度表示物體的加速度，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度——時(shí)間圖象是一條傾斜的直線，它的傾斜度（斜率）是不變的，也就是加速度不變。
從速度——時(shí)間圖象上來(lái)理解速度與時(shí)間的關(guān)系式：v=v0+at，t時(shí)刻的末速度v是在v0的基礎(chǔ)上加上速度的變化量△v=at得到。
公式中的v、v0、a都是矢量，必須注意其方向。
[教學(xué)心得]

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