2022年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

备课日期课堂类型备课累计课题§2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系教学目知识与技能1.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。2.掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动的图象的特点。3.理解匀变速直线运动v-t图象的物理意义，会根据图象分析解决问题。4.掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式，能进行有关的计算。过程与方法1.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。2.引导学生研究图象、寻找规律得出匀变速直线运动的概念。3.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。情感、态度价值观1.培养学生用物理语言表达物理规律的意识，激发探索和创新的欲望。2.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。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。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。教具本教案使用情况授课时间授课班级班级人数缺席人员作业反馈月日第节备注月日第节备注月日第节备注教学过程具体教法教学内容[引入]通过第一章的学习，我们初步了解了物体运动的v-t图象，用v-t图象来了解物体的运动情况，直观明了。那么大家先来回忆一下，速度—时间图象的物理意义是什么？观察下列两个物体的速度—时间图象，讨论一下物体的运动情况？提问：（1）两个物体分别在做什么运动，运动情况有什么不同？（两个物体都在做匀速直线运动，a物体是朝正方向运动的，而b物体的运动方向与规定的正方向相反，朝负方向运动） 教学内容（2）两个物体的运动方向是相反的吗？为什么？（不一定，因为两条图线在不同的坐标系中，不能确定它们的方向关系）大家在来看一下下面的这个图象所描述的运动情况是怎么样的，[分析]观察图象发现，每过相等的时间间隔物体速度的增加量是相等的，所以无论△t选在什么区间，对应的速度v的变化量△v与时间t的变化量△t之比△v/△t都是一样的，即这是一种加速度不随时间改变的直线运动。这是我们今天要研究的匀变速直线运动。[板书]一、匀变速直线运动1、定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动。2、v-t图象：是一条倾斜的直线。[讲解]匀变速直线运动分两种，如果物体的速度随时间均匀增大，这个运动就是匀加速直线运动；如果物体的速度随着时间均匀减小，这个运动就是匀减速直线运动。3（1）匀加速直线运动（2）匀减速直线运动[讲解]大家来看一看下面几个物体的v-t图象，判断物体在做什么运动以及它的速度方向和加速度的方向。物体做匀加速运动，初速度为v向正方向，加速度向正方向。物体做匀加速运动，初速度为0，加速度向负方向物体做匀减速运动，初速度为v向正方向，加速度向负方向。 教学内容物体先做匀加速运动，方向向负方向；后做匀减速运动，方向向正方向；加速度向正方向物体先做匀减速运动，方向向正方向；后做匀加速运动，方向向负方向；加速度向负方向［学生练习］如图所示为一质点做直线运动的v-t图象，试分析质点的运动情况，并求出其加速度。（１）第一秒内；（２）第１s末到第３s末；（３）第４s内。答案：（１）a1=4m/s2(2)a2=-2m/s2(3)a3=-2m/s2[板书]二、速度与时间的关系式[讲解]除了用图象法来研究物体运动速度和时间的关系之外，我们还可以用公式法来描述它。下面就来分析以下，如何用公式法来描述做匀变速直线运动的物体的速度和时间的关系。[提问]同学们观察图象，结合我们数学学过的知识，先猜想一下，做匀变速直线运动的物体，某时刻速度和时间的关系应该如何表达？（如果学生对一次函数掌握较好，则可通过函数结合图象推导出公式）[分析推导]我们来分析某一时刻t物体的速度v，从运动开始（取时刻t=0）到时刻t，时间的变化量就是t，所以△t=t-0，速度的变化量就是△v=v-v0,因为物体做匀变速直线运动a=△v/△t不变，所以a=△v/△t=(v-v0)/(t-0)=(v-v0)/t,解得v=v0+at这就是表示匀变速直线运动的速度与时间关系的公式。 我们可以这样理解：由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量，所以at就是整个运动过程中速度的变化量，再加上运动开始时物体的速度v0,就得到t时刻物体的速度v。［强调］在使用公式的时候要注意：（1）搞清楚各个物理量表示什么，v0是起始时刻的速度，a是物体的加速度，t是时间间隔，v则是t时刻末的速度（是瞬时速度）。（2）公式中有三个矢量，除时间t外都是矢量，所以，代入数值计算时要特别注意方向性。物体做直线运动时，矢量的方向性可以在选定正方向后，用正、负来体现，方向与规定正方向相同时，矢量取正值，方向与规定方向相反时，矢量取负值。一般我们都去物体的运动方向或初速度的方向为正。［分析］结合图象进行说明。[例题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]首先我们必须明确，研究的对象是汽车，研究的过程是它加速后10s的运动情况，要求物体10s 教学内容后速度能达到多少，也就是知道初速度，加速度，时间，要求末速度，要注意的是，物体是加速的，也就是加速度方向与速度方向相同，那么，我们取初速度的方向为正方向的话，加速度也应该是正的。解：初速度v0=40km/h=11m/s,加速度a=0.6m/s2,时间t=10s。根据v=v0+at,得，10s后的速度为v=v0+at=11m/s+0.6m/s2*10s=17m/s=62km/h[例题2]某汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是6m/s2，如果必须在2s内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少？[分析]我们研究的是汽车从开始刹车到停止运动这个过程。在这个过程中，汽车做匀减速运动，加速度的大小是6m/s2。由于是减速运动，加速度的方向与速度方向相反，如果设汽车运动的方向为正，则汽车的加速度方向为负，我们把它记为a=-6m/s2。这个过程的t时刻末速度v是0，初速度就是我们所求的最高允许速度，记为v0，它是这题所求的“最高速度”，过程持续的时间为t=2s。解：根据v=v0+at，有v0=v-at=0-(-6m/s2)*2s=12m/s=43km/h所以汽车的速度不能超过43km/h。课堂小结这节课重点学习了对匀变速直线运动的理解和对公式v=v0+at的掌握，对于匀变速直线运动的理解强调以下几点：1.物体做匀变速直线运动，任意相等的时间内速度的增量相等，这里包括大小和方向，也即物体的加速度相等。2.要学会从速度——时间图象上去理解运动的情况，v-t图象的倾斜度表示物体的加速度，物体做匀变速直线运动的速度——时间图象是一条倾斜的直线，它的倾斜度（斜率）是不变的，也就是加速度不变。3.从速度——时间图象上来理解速度与时间的关系式：v=v0+at，t时刻的末速度v是在v0的基础上加上速度的变化量△v=at得到。4.公式中的v、v0、a都是矢量，必须注意其方向。作业课后P39（2）教后感