高中物理人教版必修第一册2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系 教案

《匀变速直线运动的速度与时间的关系》教案  匀变速直线运动的速度与时间的关系  ★教学目标(一)  知识与技能  1.掌握理清匀变速运动和匀变速直线运动的概念。  2.知道匀变速直线运动的v－t图象特点，理解图象的物理意义。3.掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式，能进行有关的计算(二)过程与方法  4.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。5.引导学生研究图象，寻找规律得出匀变速直线运动的概念．6.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．7.培养学生学会画草图的良好习惯，有助于发现问题解决问题。(三)情感态度与价值观  8.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．9.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  1.理解匀变速直线运动v－t图象的物理意义。  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  1.匀变速直线运动v－t图象的理解及应用   2.匀变速直线运动的速度－时间公式的理解及计算。★教学过程  引入：  师：同学们，在最近一段时间的学习中我们经常接触到这样一些运动：“物体速度均匀增加”、“物体速度均匀减小”或“物体速度均匀变化”。就拿上一节课的学习内容来说，我们用打点计时器研究小车速度随时间变化规律，实验中我们得出的结论是小车做的什么样的运动啊？  生：我记得，小车做的是速度均匀增加的直线运动。师：那大家还记得它的速度—时间图象是什么样的吗？  生：是一条直线。  师：从今天开始我们就来系统学习这种特殊的运动，因为这种运动的特点是物体的速度均匀变化，所以我们把这种运动叫做匀变速运动。  一、匀变速运动  师：现在先请大家在各自的纸上作出匀变速运动的速度—时间图象。学生作图，教师巡视  师：现在请大家在各自的函数图象上任意取两个时间间隔t1t2，比较这两个时间间隔内加速度的大小关系。  学生作图比较师：结果如何？  生：我发现任意时间间隔内的加速度值都是一样的。   师：好！大家是不是都发现了这个结论啊，这就是匀变速运动的特点：加速度不变定义：  匀变速运动：加速度不变的运动。  师：下面再引入一个新的概念：匀变速直线运动。有没有同学能不能告诉我什么是匀变速直线运动啊？  生：应该沿着一条直线且加速变不变的运动。师：完全正确定义  匀变速直线运动：沿着一条直线且加速度不变的运动。  师：大家好好读读这句话，有没有人能发现其言外之意，发现概念的言外之意有助于更好地理解这个概念。  生：老师，我知道！言外之意就是匀变速运动可以分为两类：匀变速直线运动和匀变速曲线运动。  师：非常好，所以在这里大家要记牢了：匀变速运动不等于匀变速直线运动。很多同学在初学这部分知识最容易记混这两个概念，认为匀变速运动就是匀变速直线运动，一定要理清这个关系。  复习：从速度—时间图象中能看出物体做的是匀变速直线运动还是匀变速曲线运动吗？  生：一定是直线运动，因为只有直线运动才能作出速度—时间图象。师：接下来还要请同学们帮忙解释定义下面这两个运动匀加速直线运动：匀减速直线运动：  例1、能否不通过计算立刻看出ABC谁的加速度大？  ABC     例2、看下图说出1，2，3，4各代表怎样的运动，加速度大小关系如何？1、3平行，2、4平行。以及哪一个运动中加速度与速度同向，哪一个运动中速度与加速度反向？1  2  3  4  二、速度与时间的关系式  师：虽然图象法可以帮助我们了解物体的运动规律，但是为了方便进行定量计算，我们有必要找出物体速度与时间的关系式。  例3、汽车沿正东方向从5m/s开始以2m/s2的加速度加速，求1S后物体速  度如何？3S后物体速度如何？  解：很简单，加速度是2m/s2表示速度每秒变化2m/s，是变大还是变小呢？题目已经给出了答案，是加速即变大，1S后速度变大了2m/s，所以1S后速度为5+2=7m/s，同样3S速度增大2×3=6m/s，那3S后速度就是5+6=11m/s。可以看出规律：某一段过程的末速度=这段过程的初速度+过程中速度变化量,速度变化量=加速度×时间。用符号表示就是vtv0vv0at。  师:请大家思考一下，这个公式我们已经学习过吗？生：这不是今天刚学的吗？应该没有学过。师：那加速度公式还记得吗？是什么？  avtv0t   生：  师：大家对比一下我们今天学习的速度公式和前面学过的加速度公式，看能不能发现些什么。  vtv0at生：哦，老师，我知道了。是加速度公式  avtv0t的变形式。  师：公式中各个物理量分别表示什么？  生：v0：初速度；vt：末速度；a：加速度；t：我们所选择的研究过程的时间间隔。  牢记：1、速度的初和末是相对于我们所研究的过程而言。  2、解题的第一步是要确定你所要研究的过程。  例4、在一条平直公路上，汽车以40km/h的速度匀速行驶，现以/s2  的加速度做匀减速运动，求10s后汽车的速度。  解：v040km/h11m/svtv0at11(10)5m/s设置该题的原因：虽然前面的学习中已经多次提到一维坐标中各种矢量的表示和计算方法，但部分学生还是没有把它印入脑海中，前面讲的内容中我并没  有强调公式中各量的标矢性，也没有提到复习一维坐标中各矢量表示计算方法，这题中如果有同学不加思考地直接将数值代入公式计算，将会忽略加速度的负号，从而得出错误的结果。   总结分析并强调一维坐标中矢量的表示和计算方法。  例5、对于一确定的匀加速度直线运动，下列说法正确是A.速度与时间成正比  B.速度的增加量与时间成正比C.单位时间内速度变化量相等D.速度变化率越来越大  分析：已知是匀加速度运动，即加速度a保持不变，据公式  vtv0at知速  度与时间不是成正比。常量,B正确；C正确；D中速度  tttt变化率就是加速度，加速度不变即速度变化率不变。D错  例6、某汽车紧急刹车，加速度大小是6m/s2。如果必须在2秒内停下来，则汽车的速度不能超过多少？  解：1、分析题意，选择正确的研究过程：从刹车开始到汽车停下来。2、画出草图，设定正方向，标出已知量。  设初速度方向为正。则v0方向向右，大小未知；vt已知，为0；t=2；a=-6m/s23、代入公式进行计算。  v0vtat0(62)12m/s  三、解题方法  1、分析题意，选择正确的研究过程  2、画出草图(运动轨图或函数关系图象)，设定正方向，标出已知量。3、代入公式进行计算。   四、说一说下面的图象表示物体做匀加速度直线运动吗？如果不是，它们做的什么运动vΔv4Δv3Δv2Δv1Ot  vΔv4Δv3Δv2Δv1Ot  匀变速直线运动的速度与时间的关系  ★教学目标(一)  知识与技能  1.掌握理清匀变速运动和匀变速直线运动的概念。  2.知道匀变速直线运动的v－t图象特点，理解图象的物理意义。3.掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式，能进行有关的计算(二)过程与方法  4.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。5.引导学生研究图象，寻找规律得出匀变速直线运动的概念．6.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．7.培养学生学会画草图的良好习惯，有助于发现问题解决问题。(三)情感态度与价值观  8.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．9.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  1.理解匀变速直线运动v－t图象的物理意义。  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  1.匀变速直线运动v－t图象的理解及应用   2.匀变速直线运动的速度－时间公式的理解及计算。★教学过程  引入：  师：同学们，在最近一段时间的学习中我们经常接触到这样一些运动：“物体速度均匀增加”、“物体速度均匀减小”或“物体速度均匀变化”。就拿上一节课的学习内容来说，我们用打点计时器研究小车速度随时间变化规律，实验中我们得出的结论是小车做的什么样的运动啊？  生：我记得，小车做的是速度均匀增加的直线运动。师：那大家还记得它的速度—时间图象是什么样的吗？  生：是一条直线。  师：从今天开始我们就来系统学习这种特殊的运动，因为这种运动的特点是物体的速度均匀变化，所以我们把这种运动叫做匀变速运动。  一、匀变速运动  师：现在先请大家在各自的纸上作出匀变速运动的速度—时间图象。学生作图，教师巡视  师：现在请大家在各自的函数图象上任意取两个时间间隔t1t2，比较这两个时间间隔内加速度的大小关系。  学生作图比较师：结果如何？  生：我发现任意时间间隔内的加速度值都是一样的。   师：好！大家是不是都发现了这个结论啊，这就是匀变速运动的特点：加速度不变定义：  匀变速运动：加速度不变的运动。  师：下面再引入一个新的概念：匀变速直线运动。有没有同学能不能告诉我什么是匀变速直线运动啊？  生：应该沿着一条直线且加速变不变的运动。师：完全正确定义  匀变速直线运动：沿着一条直线且加速度不变的运动。  师：大家好好读读这句话，有没有人能发现其言外之意，发现概念的言外之意有助于更好地理解这个概念。  生：老师，我知道！言外之意就是匀变速运动可以分为两类：匀变速直线运动和匀变速曲线运动。  师：非常好，所以在这里大家要记牢了：匀变速运动不等于匀变速直线运动。很多同学在初学这部分知识最容易记混这两个概念，认为匀变速运动就是匀变速直线运动，一定要理清这个关系。  复习：从速度—时间图象中能看出物体做的是匀变速直线运动还是匀变速曲线运动吗？  生：一定是直线运动，因为只有直线运动才能作出速度—时间图象。师：接下来还要请同学们帮忙解释定义下面这两个运动匀加速直线运动：匀减速直线运动：  例1、能否不通过计算立刻看出ABC谁的加速度大？  ABC     例2、看下图说出1，2，3，4各代表怎样的运动，加速度大小关系如何？1、3平行，2、4平行。以及哪一个运动中加速度与速度同向，哪一个运动中速度与加速度反向？1  2  3  4  二、速度与时间的关系式  师：虽然图象法可以帮助我们了解物体的运动规律，但是为了方便进行定量计算，我们有必要找出物体速度与时间的关系式。  例3、汽车沿正东方向从5m/s开始以2m/s2的加速度加速，求1S后物体速  度如何？3S后物体速度如何？  解：很简单，加速度是2m/s2表示速度每秒变化2m/s，是变大还是变小呢？题目已经给出了答案，是加速即变大，1S后速度变大了2m/s，所以1S后速度为5+2=7m/s，同样3S速度增大2×3=6m/s，那3S后速度就是5+6=11m/s。可以看出规律：某一段过程的末速度=这段过程的初速度+过程中速度变化量,速度变化量=加速度×时间。用符号表示就是vtv0vv0at。  师:请大家思考一下，这个公式我们已经学习过吗？生：这不是今天刚学的吗？应该没有学过。师：那加速度公式还记得吗？是什么？  avtv0t   生：  师：大家对比一下我们今天学习的速度公式和前面学过的加速度公式，看能不能发现些什么。  vtv0at生：哦，老师，我知道了。是加速度公式  avtv0t的变形式。  师：公式中各个物理量分别表示什么？  生：v0：初速度；vt：末速度；a：加速度；t：我们所选择的研究过程的时间间隔。  牢记：1、速度的初和末是相对于我们所研究的过程而言。  2、解题的第一步是要确定你所要研究的过程。  例4、在一条平直公路上，汽车以40km/h的速度匀速行驶，现以/s2  的加速度做匀减速运动，求10s后汽车的速度。  解：v040km/h11m/svtv0at11(10)5m/s设置该题的原因：虽然前面的学习中已经多次提到一维坐标中各种矢量的表示和计算方法，但部分学生还是没有把它印入脑海中，前面讲的内容中我并没  有强调公式中各量的标矢性，也没有提到复习一维坐标中各矢量表示计算方法，这题中如果有同学不加思考地直接将数值代入公式计算，将会忽略加速度的负号，从而得出错误的结果。   总结分析并强调一维坐标中矢量的表示和计算方法。  例5、对于一确定的匀加速度直线运动，下列说法正确是A.速度与时间成正比  B.速度的增加量与时间成正比C.单位时间内速度变化量相等D.速度变化率越来越大  分析：已知是匀加速度运动，即加速度a保持不变，据公式  vtv0at知速  度与时间不是成正比。常量,B正确；C正确；D中速度  tttt变化率就是加速度，加速度不变即速度变化率不变。D错  例6、某汽车紧急刹车，加速度大小是6m/s2。如果必须在2秒内停下来，则汽车的速度不能超过多少？  解：1、分析题意，选择正确的研究过程：从刹车开始到汽车停下来。2、画出草图，设定正方向，标出已知量。  设初速度方向为正。则v0方向向右，大小未知；vt已知，为0；t=2；a=-6m/s23、代入公式进行计算。  v0vtat0(62)12m/s  三、解题方法  1、分析题意，选择正确的研究过程  2、画出草图(运动轨图或函数关系图象)，设定正方向，标出已知量。3、代入公式进行计算。   四、说一说下面的图象表示物体做匀加速度直线运动吗？如果不是，它们做的什么运动vΔv4Δv3Δv2Δv1Ot  vΔv4Δv3Δv2Δv1Ot