人教版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

教案B教学目标一、知识与技能1.掌握匀变速直线运动的概念、运动规律及特点。2.知道v-t图象的意义，会根据图象分析解决问题。二、过程与方法引导学生通过研究v-t图象，寻找规律。三、情感、态度与价值观1.学生通过自己做实验并发现规律，激发学生探索规律的兴趣。2.体验同一物理规律的不同描述方法，培养科学价值观。3.将所学知识与实际生活相联系，增加学生学习的动力和欲望。教学重点、难点教学重点理解匀变速直线运动的v-t图象的物理意义。教学难点学会用v-t图象分析和解决实际问题。教学过程：一、导入新课教师提问：回顾匀变速直线运动速度随时间有什么样的变化关系？教师总结：这是一种最简单的变速运动，如果一个物体在整个过程中保持加速度不变，那么物体的速度随时间如何变化呢？如何用数学方法表示出速度随时间变化的关系呢？学生讲出匀变速直线运动的有关规律。教师引导：前面我们学习了如何描绘运动物体的v-t图象，本节课我们就从v-t图象入手，探究匀变速直线运动的运动规律。二、进行新课（一）匀变速直线运动教师提问：请同学们观察图2-2-8的v-t 图象（课件展示），它们分别表示物体在做什么运动？学生1：①中物体的速度的大小和方向都不随时间变化，说明物体在做匀速直线运动。学生2：②中物体的速度随时间不断增大，说明物体在做加速直线运动。图2-2-8教师提问：仔细观察②中物体速度增加的有规律吗？学生回答：是均匀增加。如果取相等的时间间隔，速度的变化量是相同的。教师引导：很好。请同学们自己画图操作，试一试。学生自己画图，动手操作教师用课件投影图2-2-9，进一步加以阐述。图2-2-9教师总结：我们发现每过一个相等的时间间隔，速度的增加量是相等的。所以无论选在什么区间，对应的速度v的变化量与时间的变化量之比/都是一样的，即物体的加速度保持不变。投影出示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。匀变速直线运动的速度时间图象是一条倾斜的直线。在匀变速直线运动中，如果物体的速度随时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动；如果物体的速度随时间均匀减小，这个运动就叫做匀减速直线运动。学生：我知道了，在刚才图2-2-8中③的速度随时间均匀减小，表示的就是物体在做匀减速直线运动。教师提问：你说的对！请同学们再思考一下，三条直线的交点表示什么？学生1：是相遇！ 学生2：不是相遇，交点的横、纵坐标都相等，应该表示在同一时刻，三者的速度相等。教师总结：是的，在v-t图象中，交点仅表示他们的速度相等，并不表示相遇，同学们不要把v-t图象与x-t图象相混淆。教师接着引导学生思考教材P35说一说。图2-2-10如图2-2-10所示，这条图线表示物体的速度怎样变化？在相等的时间间隔内，速度的变化量总是相等的吗？物体在做匀加速直线运动吗？学生回答：速度增加，但在相等的时间间隔内，速度的变化量越来越大，说明逐渐增大，即加速度增大，加速度不是恒量，那物体的运动就不是匀加速直线运动了。教师提问：没错。在不同的瞬时，物体的加速度不同，那我们怎么找某一点的瞬时加速度呢？学生纷纷讨论。学生：是做切线吗？教师总结：非常好。我们可以做曲线上某点的切线，这一点的切线的斜率就表示物体在这一时刻的瞬时加速度。（二）速度与时间的关系教师讲解：除了图象外，我们还可以用公式表示物体运动的速度与时间的关系。从运动开始（这时t=0）到时刻t，时间的变化量=t-0，速度的变化量，因为加速度是一个恒量，所以。解出速度v，得到v=v0+at，这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式。教师提问：想一想，at在数值上等于什么？ 学生回答：a在数值上等于单位时间内速度的变化量，再乘以t就是0-t时间内速度的变化量。at再加上vo就是t时刻的速度了。教师引导：我们还可以从图象上进一步加深对公式的理解。教师用课件投影图2-2-11。例题1.（投影）汽车以40km/h的速度行驶，现以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度能达到多少？教师引导学生明确已知量、待求量，确定研究对象和研究过程。学生自主解题。图2-2-11教师投影出示规范步骤：解：初速度vo=40km/h=11m/s，加速度a=0.6m/s2，时间t=10s，10s后的速度为v=v0+at=11m/s+0.6m/s2×10s=17m/s=62km/h。例题2.（投影）汽车以36km/h的速度匀速行驶，若汽车以0.6m/s2的加速度刹车，则10s和20s后的速度减为多少？教师指导学生用速度公式建立方程解题，代入数据，计算结果。教师巡视查看学生自己做的情况，投影出示典型的样例并加以点评。有的同学把a=0.6m/s2代入公式v=vo+at，求出v10=16m/s，v20=22m/s。教师提问：这种做法对吗？学生回答：汽车在刹车，做减速运动，所以加速度应代负值，即a=﹣0.6m/s2。有的同学把a=﹣0.6m/s2代入公式v=vo+at，求出v10=4m/sv20=-2m/s教师提问：这样做对吗？学生回答：对，我也是这样做的。教师提问：v20=-2m/s中负号表示什么？学生回答：负号表示运动方向与正方向相反。教师提问：请同学们联系实际想一想，汽车刹车后会再朝反方向运动吗？学生回答：哦，汽车刹车后经过一段时间就会停下来。 教师提问：那这道题到底该怎么做呢？学生回答：先计算出汽车经多长时间停下来。教师出示规范解题的样例。解：设初速度v0=36km/h=10m/s，加速度a=-0.6m/s2，时间t=10s，由速度公式v=vo+at，可知刹车至停止所需时间t=v-v0/a=0-10/-0.6=16.7s。故刹车10s后的速度v10=v0+at=10m/s-0.6×10m/s=4m/s。刹车20s时汽车早已停止运动，故v20=0。教师提问：通过这道题，我们大家知道了汽车遇到紧急情况时，虽然踩了刹车，但汽车不会马上停下来，还会向前滑行一段距离。因此，汽车在运行时，要被限定最大速度，超过这一速度，就可能发生交通事故。请同学们结合实际想一想：当发生交通事故时，交警是如何判断司机是否超速行驶的？学生回答：汽车刹车时会留下痕迹，交警可以通过测量痕迹的长度，计算出司机刹车时的速度。以此来判断司机是否超速行驶。教师评价：好极了。三、课堂小结本节重点从图象和公式两个方面研究了匀变速直线运动，理解时注意以下几点：1.在匀变速直线运动中，质点的加速度大小和方向不变，但不能说a与成正比、与成反比，决定于和的比值。2.公式中v、v0、a都是矢量，必须注意其方向。四、布置作业教材P36问题与练习。