人教版高中物理必修第一册2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系 教案

2-2.匀变速直线运动的速度与时间的关系一、教学目标知识与技能1、掌握匀变速直线运动的概念，知道其v-t图像的特点，会根据图像分析解决问题2、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式，会推导，能进行有关计算。过程与方法1、通过探究速度公式，经历由特殊到一般的推理过程，体会科学研究方法；2、通过寻找规律得出匀变速直线运动的概念，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、通过速度公式的推导过程培养用物理语言表达物理规律的意识，激发探索与创新的欲望2、通过v-t图象的理解及应用，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。二、教学重难点重点：1、理解匀变速直线运动的意义。2、匀变速直线运动的速度与时间的关系式的推导过程及应用。难点：灵活运用速度公式解决实际问题三、课时安排1课时四、教学过程oVt导入：上一节课实验的作业：描绘小车运动的速度—时间图像。对实验结果总结分析，思考小车的运动有什么特点？（提示：取相同时间Δt看Δv如何变化.）新课教学：一、匀变速直线运动由小车的速度—时间图像可以看出，小车的速度在变化，并且在任意相等的时间内，速度的变化量相同，所以无论△t选在什么区间，对应的速度的变化量△v与时间的变化量△t之比△v/△t都是一样的，即物体的加速度保持不变。像这样的运动，我们称之为匀变速直线运动。1、匀变速直线运动的定义：沿着一条直线运动，且加速度保持不变的运动，叫做匀变速直线运动2、匀变速直线运动的特点：（！）在相等的时间内，速度变化量相同（2）加速度恒定（3）v-t图像是一条倾斜的直线3、分类课堂训练如图2-2-6所示为四个物体在一条直线上运动的v-t图象，由图象可以看出，做匀加速直线运动的是（） 解析：v-t图象的斜率就是物体的加速度，A中图象平行于时间轴，斜率为零，加速度为零，所以做匀速直线运动.B图象斜率不变，加速度不变，是匀变速直线运动，且由图象可看出，物体的速度随时间减小，所以是做匀减速直线运动.C图象斜率不变，加速度不变，做匀加速直线运动.D图象的切线斜率越来越大，表示物体做加速度越来越大的变加速运动.答案：C二、速度与时间的关系式解决物理问题的常用方法有两种，即图象法和数学分析法.我们可以通过对图象的分析判定物体是否做匀变速运动，做匀变速直线运动的定量描述是怎样的呢？利用例题用数学归纳法得出v-t关系.例：火车原以10.0m/s的速度匀速行驶，后来开始做匀加速直线运动，加速度是0.2m/s2，从火车加速起第1s末、第2s末、第3s末……第t秒末的速度分别是多少？解析：火车匀加速运动时，速度是均匀增大的.加速度是0.2m/s2，说明火车每1s速度增大0.2m/s.v1=10.0m/s+0.2m/s=10.2m/sv2=10.2m/s+0.2m/s=10.4m/s=10.0m/s+0.2m/s+0.2m/sv3=10.4m/s+0.2m/s=10.6m/s=10.0m/s+0.2m/s+0.2m/s+0.2m/s.由以上可类推：第t秒末的速度应等于初速度加上t秒内速度的增加，即为：vt=v0+at.思考：能否用其他方法推导出匀变速直线运动速度与时间的关系式？学生思考，提出方案利用加速度的定义式推导a===解出v=v0+at这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式。（通过两个方案推导出速度时间关系，领悟多种途径可解决同一问题，培养学生的发散思维、创新思维，提高学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力.）注：（1）v0是开始计时时的初速度，vt是经过时间t后的末速度.（2）速度公式中v0、vt、a都是矢量，在直线运动中，规定正方向后（常以v0的方向为正方向），都可用带正、负号的代数量表示，因此，对计算出的结果中的正、负，需根据正方向的规定加以说明。若经计算后vt＞0，说明末速度与初速度同向；若vt＜0，表末速度与初速度反向。加速运动，a为正，减速运动时，a为负。课堂训练：1、汽车以40km/h的速度匀速行驶，现以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度能达到多少？分析：此问题已知v0、a、t，求vt，因此可利用速度关系来求解.解析：设初速度的方向为正方向，v0=40km/h=m/s=11m/s因为加速，故a与v0同向，a=0.6m/s2，时间t=10s10s后速度为：v=v0+at=11m/s+0.6m/s2×10s=17m/s.答案：17m/s（注意做题格式） 2、小明驾驶汽车以v=20m/s的速度匀速行驶，突然前面有紧急情况，（如图2-2-7所示）小明紧急刹车，加速度大小为4m/s2.求汽车6s末的速度。学生先独立分析，然后再根据学生的做题结果加以说明。错解：在式子v=v0+at中有四个物理量，题目中出现了其中的三个，即v0=20m/s，a=-4m/s2，t=6s代入公式中，解得：v=v0+at=20+（-4）×6m/s=-4m/s意思是车正以4m/s的速度后退，这显然与实际现象违背。正解：设汽车速度减为0时所经历的时间为t，已知v0=20m/s，vt=0,a=-4m/s2，求t由v=v0+at，带入数据解得t=5s即刹车5s后，汽车速度减为零，以后就会静止，不会后退，故6s末的速度为0。（通过此题，让学生了解对于匀减速直线运动的物体，解题结果要符合物理实际，物理问题并不是简单的数学运算。）交流讨论：在实际生活中，汽车刹车停止后，不会做反向加速运动，而是保持静止。对于此类问题，要看题目给出的时间比刹车时间长还是短？若比刹车时间长，汽车速度为零。若比刹车时间短，可利用公式v=v0+at直接计算，因此解题前先求出刹车时间t0。课后思考：书上说一说，若速度时间图像不是直线，运动情况怎样？五、小结本节课主要内容包括：匀变速直线运动的概念：沿着一条直线，且加速度不变的运动；匀变速直线运动速度公式：v=v0+at及其应用。六、板书设计2-2匀变速直线运动的速度与时间的关系一、匀变速直线运动1、定义：沿着一条直线运动，且加速度保持不变的运动，叫做匀变速直线运动2、特点：（！）在相等的时间内，速度变化量相同（2）加速度恒定（3）v-t图像是一条倾斜的直线3、分类