
?人教版高中物理必修1教學(xué)設(shè)計
課題
勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系
單元
2
學(xué)科
物理
年級
高一
學(xué)習
目標
1.知識與技能:
(1)知道勻速直線運動圖象以及橫縱坐標交點表示的意義。
(2)知道勻變速直線運動的圖象,概念和圖像表達的信息特點。
(3)掌握勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式v = v0 + at的推導(dǎo)過程以及掌握微分思想,并會應(yīng)用它進行計算。
2.過程與方法:
(1)讓學(xué)生初步了解探究物理規(guī)律學(xué)習的方法.
(2)啟發(fā)學(xué)生的邏輯推理能力,培養(yǎng)數(shù)形結(jié)合的能力,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的解決物理問題的能力。
3.情感態(tài)度與價值觀:
(1)培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)素養(yǎng)和掌握解決問題的微分思想。
(2)培養(yǎng)學(xué)生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點。
(3)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)物理知識解決實際問題的能力。
重點
(1) 勻變速直線運動的圖象,概念和圖像表達信息特點的掌握。
(2) 勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式v = v0 + at,并會應(yīng)用它進行實際計算
難點
應(yīng)用圖象推導(dǎo)出勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式v = v0 + at。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
導(dǎo)入新課
生活中運動時很復(fù)雜的,根據(jù)運動軌跡簡單分為直線運動和曲線運動,根據(jù)速度變化特點分為靜止,勻速和變速。初中時同學(xué)們學(xué)過比較簡單的勻速直線運動。勻速直線運動通過字面意思可知,它有兩個特點,軌跡是直線和速度方向和大小不變。
上節(jié)課同學(xué)們通過實驗研究了小車在重物牽引下運動,你覺得它的運動有什么樣的特點呢?
它有兩個特點,
一:軌跡是直線
二:速度大小越來越大(加速運動)
上節(jié)課同學(xué)們通過實驗研究了小車在重物牽引下運動的 v-t 圖像,你能畫出小車運動的v-t圖象嗎?
教師出示圖像并引導(dǎo)學(xué)生分析
教師總結(jié):觀察圖像可以知小車在不同時刻它的速度不同,并且速度隨時間的增加而增加,那么,小車速度的增加有沒有規(guī)律可遵循呢?這節(jié)課我們就來探究一下。
學(xué)生畫出上一節(jié)的v-t圖象
通過對圖像的分析,找一找速度隨時間變化的特點
引導(dǎo)同學(xué)自主學(xué)習,引出本節(jié)課題
講授新課
一、勻變速直線運動
觀察下圖你發(fā)現(xiàn)了什么?
引導(dǎo)學(xué)生分析v-t圖像。
教師總結(jié):
無論Δt選在什么區(qū)間,對應(yīng)的速度的變化量Δv 與時間的變化量Δt 之比都是一樣的,即物體運動的加速度保持不變。所以,實驗中小車的運動是加速度不變的運動。
問:本題中加速度不變(速度均勻增加)的運動叫做什么運動呢?(運動軌跡和速度特點描述)
通過思考總結(jié):勻變速直線運動。
1、定義:沿著一條直線,且加速度不變的運動,叫作勻變速直線運動,勻變速直線運動的v-t 圖像是一條傾斜的直線。
勻變速直線運動
圖像1和2都屬于勻變速直線運動,但它們變化的趨勢不同,圖像1速度在均勻————圖像2速度在均勻——————。
答案:增加;減少。
2、勻變速直線運動分類
(1)勻加速直線運動:物體的速度隨時間均勻增加的直線運動。
勻加速, v0 >0,a >0
勻加速, v0 <0,a <0
教師總結(jié):勻加速(a、v 同向)
特點:加速度的大小和方向都不變,且與速度方向相同。
(2)勻減速直線運動:物體的速度隨時間均勻減小的直線運動。
勻減速, v0 >0,a <0
勻減速,v0 <0,a >0
教師總結(jié):勻減速,(a、v 反向)
特點:加速度的大小和方向都不變,且與速度方向相反。
針對練習:如圖所示的四個圖像中,描述物體做勻加速直線運動的是( )
【答案】B
二、速度與時間的關(guān)系
?除v-t 圖像外,我們還可以用公式描述它們的關(guān)系。如圖為勻變速直線運動, 把運動開始時刻取作0時刻,初始速度為v0。咱們用加速度a來表示時間以后的速度呢?
則:Δt=t速度的變化量:Δv=v- v0
把上述兩式代入a=Δv/Δt中,化簡可得:
v = v 0 + at
1、勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系式:
v = v 0 + at
(2)對公式理解:at 是 t 時間內(nèi)速度的變化量,再加上物體在開始時刻的速度v0, 就是t時刻的速度v
(3)此關(guān)系式為矢量式,注意方向(若取初速方向為正,則加速運動 a 為正,減速運動 a 為負)
2、v = v 0 + at的特殊形式
(1)當 v 0= 0 時,v = at物體做初速度為零的勻加速直線運動
(2) 當 a = 0 時, v = v0 物體做勻速直線運動
典型例題
例題1:一輛汽車原來的速度是8m/s,在一段足夠長的下坡路上以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運動,則行駛了20s時的速度為________m/s。
【答案】18
【詳解】
以初速度方向為正方向,v0=8m/s,a=0.5m/s2,t=20s,由速度時間公式
得
解題步驟:
1.認真審題,分析已知量和待求量;
2.弄清題意畫示意圖,明確初速度v0、末速度v、加速度a和時間t及各量的正負號。
3.將已知量帶入公式求未知量,若所求量是矢量,要說明方向。
4.對計算結(jié)果和結(jié)論進行驗算。
典型例題
例題2【2017?棗陽市高一月考】汽車初速度v0=20m/s,剎車后做勻減速直線運動,加速度大小為a=5 m/s2, 求:開始剎車后6 s末汽車的速度。
解法一:先判斷,再解
解:以初速方向為正方向當車速減為零時v=v0+at=20-5t=0
解得t=4s
即在4s時汽車停止運動,所以開始剎車后6s末汽車的速度為0。
解法二:直接解,再檢驗
解:以初速方向為正方向,則 a=-5 m/s2
vt =v0+at=20+(-5)×10m/s=-30m/s
汽車剎車過程是一個實際的運動過程,一旦車的速度減到0,
汽車將保持靜止狀態(tài),不后退,由結(jié)果可知,車實際已經(jīng)停下來了,
所以6s末 vt =0
3.如圖所示為某新型電動汽車試車時的v-t圖像,則下列說法中正確的是( )
A.在0~6 s內(nèi),新型電動汽車做勻變速直線運動
B.在6~10 s內(nèi),新型電動汽車處于靜止狀態(tài)
C.在4 s末,新型電動汽車向相反方向運動
D.在t=12 s末,新型電動汽車的加速度為-1 m/s2
【答案】D
4.下列有關(guān)對勻變速直線運動的認識,其中觀點正確的是( )
A.物體在一條直線上運動,若在相等的時間內(nèi)通過的位移相等,則物體的運動就是勻變速直線運動
B.加速度大小不變的運動就是勻變速直線運動
C.加速度不變的運動就是勻變速直線運動
D.勻變速直線運動的加速度是一個恒量
【答案】D
5.對于做勻變速直線運動的物體,下列說法中正確的是( )
A.若加速度方向和速度方向相同,即使加速度很小,物體的速度還是要增大的
B.若加速度方向和速度方向相反,物體的速度可能一直增大
C.不管加速度方向和速度方向的關(guān)系怎樣,物體的速度都是增大的
D.因為物體做勻變速直線運動,所以它的加速度是均勻變化的
【答案】A
6.做勻加速直線運動的物體的加速度為3 m/s2,對任意1 s來說,下列說法中不正確的是
A.某1 s末的速度比該1 s初的速度總是大3 m/s
B.某1 s末的速度比該1 s初的速度總是大3倍
C.某1 s末的速度比前1 s末的速度大3 m/s
D.某1 s末的速度比前1 s初的速度大6 m/s
【答案】B
7.純電動汽車不排放污染空氣的有害氣體,具有較好的發(fā)展前景.某輛電動汽車在一次剎車測試中,初速度為18m/s,經(jīng)過3s汽車停止運動.若將該過程視為勻減速直線運動,則這段時間內(nèi)電動汽車加速度的大小為( )
A.3m/s2 B.6m/s2
C.15m/s2 D.18m/s2
【答案】B
8.物體做勻加速直線運動,到達A點時的速度為5m/s,經(jīng)3s到達B點時的速度為14m/s,再經(jīng)過4s到達C點,則它到達C點時的速度為( ?。?br />
A.23m/s B.5m/s C.26m/s D.10m/s
【答案】C
思考與討論:圖中是一個物體運動的 v-t 圖像。它的速度怎樣變化?在相等的時間間隔內(nèi),即Δt ′ = Δt 時,速度的變化量Δv′和 Δv總是相等的嗎?物體在做勻變速運動嗎?
它的速度隨著時間的增加逐漸增加;在相等的時間間隔內(nèi),即Δt ′ = Δt 時,速度的變化量Δv′小于Δv;物體在做加速度逐漸減小的加速運動
課堂練習
1、某物體做直線運動的速度一時間圖像如圖所示。根據(jù)圖像回答:
(1)物體在OA段做——————運動,加速度為——————,在AB段做 運動,加速度是—————— 。
(2)物體在5 s時的速度為—————— m/s。
【答案】(1)勻加速直線 1 m/s2 勻減速直線-2 m/s2 (2)2
2、一物體靜止在光滑的固定水平桌面上,現(xiàn)對其施加一水平外力,使它沿水平桌面做直線運動,該物體的v-t圖像如圖所示,根據(jù)圖像,下列說法正確的是( )
A.0~6s時間內(nèi)物體運動的加速度始終沒有改變
B.2~3s時間內(nèi)物體做減速運動
C.第1s末物體的速度方向改變
D.1.5s末和2.5s末兩個時刻物體的加速度相同
【答案】D
3、爬竿運動員從竿上端由靜止開始先勻加速下滑時間2t,后再勻減速t時間恰好到達竿底且速度為0,這兩段勻變速運動過程中加速度大小之比為( )
A.2:1 B.1:2
C.4:1 D.1:4
【答案】B
4. 關(guān)于勻變速直線運動,下列說法正確的是( )
A.勻變速直線運動的加速度恒定不變
B.相鄰的相同時間間隔內(nèi)的位移相等
C.在任何相等的時間Δt內(nèi)的速度變化量Δv都相等
D.速度與運動時間成正比
【答案】AC
拓展提高
1、長安汽車緊急剎車,加速度的大小是8m/s2,如果必須在3s內(nèi)停下來,那么汽車的行駛速度不能超過多少?
【答案】 v0=24m/s。
2、一輛沿平直路面行駛的汽車,速度為36 km/h,突然前面有緊急情況,剎車時獲得的加速度大小是4 m/s2,求剎車后5 s末的速度。
【答案】剎車后經(jīng)2.5 s停止,所以3 s末的速度為0。
3,一個物體做勻變速直線運動,當t=0時,物體的速度大小為12m/s,方向向東;當t=2s時,物體的速度大小為8m/s,方向仍向東。當t為多少時,物體的速度大小變?yōu)?m/s?( ?。?br />
A.3s B.5s C.7s D.9s
【答案】BC
4,物體做勻減速直線運動直到停止,已知第1s末的速度是10m/s,第3s末的速度是4m/s,則下列結(jié)論正確的是( ?。?br />
A.物體的加速度大小是2m/s2
B.物體的加速度大小是3m/s2
C.物體零時刻的速度是13m/s
D.物體第5s末的速度是2m/s
【答案】BC
5,甲、乙兩物體從同一位置出發(fā)沿同一直線運動,兩物體運動的v-t圖像如圖所示,下列判斷正確的是( )
A.甲做勻速直線運動,乙先做勻加速直線運動后做勻減速直線運動
B.兩物體兩次速度相同的時刻分別為第1s末和第4s末
C.乙在前2s內(nèi)做勻加速直線運動,2s后做勻減速直線運動
D.2s后,甲、乙兩物體的速度方向相反
【答案】ABC
通過對圖像的分析,找出勻變速直線運動的概念及特點
讓學(xué)生通過自身的觀察,發(fā)現(xiàn)勻加速直線運動與勻減速直線運動的不同之處,并完成填空
對圖像有明確的認識,會分析勻加速直線運動的不同形式
對圖像有明確的認識,會分析勻減速直線運動的不同形式
學(xué)生思考討論
并推導(dǎo)勻變速直線運動的速度公式
觀察圖形理解公式的意義
分析,解題
同學(xué)完成此題并討論:
1. 物理規(guī)律在生活中的實際應(yīng)用;
學(xué)生思考討論
學(xué)生練習
引導(dǎo)同學(xué)自主學(xué)習,找出知識點。
幫助學(xué)生正確理解勻變速直線運動。
掌握勻加速直線運動的實質(zhì)
掌握勻減速直線運動的實質(zhì)
體會用數(shù)學(xué)方法,實驗方法解決物理問題。
深刻理解公式,利于學(xué)生的記憶
用例題強化對公式的理解
讓學(xué)生體會生活中的物理科學(xué),學(xué)會關(guān)注身邊物理
加深學(xué)生對勻變速運動的理解
鞏固本節(jié)知識
課堂小結(jié)
1.勻變速直線運動
沿著一條直線,且加速度不變的運動叫做勻變速直線運動,勻變速直線運動的v-t 圖像是一條傾斜的直線。
2.勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系
公式表述:v=v0+at
3.在運用速度公式解題時要注意公式的矢量性
梳理自己本節(jié)所學(xué)知識進行交流
根據(jù)學(xué)生表述,查漏補缺,并有針對性地進行講解補充。
板書
一、勻變速直線運動
1、定義:沿著一條直線,且加速度不變的運動,叫作勻變速直線運動,勻變速直線運動的v-t 圖像是一條傾斜的直線。
2、勻變速直線運動分類
勻加速直線運動和勻減速直線運動。
二、速度與時間的關(guān)系
1、v = v 0 + at
2、一般規(guī)定初速度的方向為正方向,與初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取負值.若v0=0,一般以a的方向為正方向.
這是一份高中物理第二章 勻變速直線運動的研究2 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系教學(xué)設(shè)計,共7頁。教案主要包含了新課引入,新課教學(xué)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中2 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系教案設(shè)計,共5頁。教案主要包含了教材分析,教學(xué)目標與核心素養(yǎng),教學(xué)重難點,課前準備,課時安排,教學(xué)過程,討論與交流等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中物理人教版 (新課標)必修12 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系教案設(shè)計,共5頁。教案主要包含了勻速直線運動圖像,勻變速直線運動圖像,勻變速直線速度與時間的關(guān)系式,例題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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