高中物理人教版必修第一册2.2匀变速直线运动的位移与时间的关系 教案

第二章匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的位移与时间的关系教学设计科目物理课题匀变速直线运动的位课时2课时移与时间的关系一．知识与技能1.知道匀变速直线运动的位移的v-t图像中图线与t轴围成的矩形面积的对应该；2.理解匀变速直线运动的位移与时间、速度与位移的关系，并能用公式解决教学目相关问题。标与二．过程与方法核心素1.将数学方法与物理相结合，从物理过程中得到一般的方法和思维；养2.理解探究匀变速直线运动的速度和时间关系式的推导过程。三．情感态度与价值观1.通过解决实际问题，培养学生灵活运用物理规律合理分析、解决问题和实际分析结果的能力；2.感觉利用极限思想解决物理问题的科学思维方法；3.培养学生探究问题的兴趣，体会科学的美妙。教学重点：1.理解匀变速直线运动速度图像中图像面积的含义；教学2.知道匀变速直线运动的位移与时间、速度与位移的关重、系。难点教学难点：1.推导出匀变速直线运动的速度与位移的关系；2.选用匀变速直线运动的不同公式解决问题。教学探究、讲授、讨论、练习方法教师活动学生活动设计意图 第一课时一．导入新课：引入引入本节匀速直线运动的v-t图像中，图像与t轴围学生思考讨论并猜想：课题匀变速直成的面积表示位移，即x=vt,那么做匀变速直线做匀变速直线运动的物体线运动的位移运动的物体，是否也有这种对应关系呢？也有这种对应关系。与时间有怎样的关系？思考讨论：图像上如何表让学生明白面【教师提出问题】那么是否可以通过匀变速直线教示匀速直线运动的位移的积在时间轴上运动的图像来研究这种对应关系？学方向方，表示位移过的方向为正方程向；面积在时一．讲授新课：间轴下方，表【教师提问】如图中图线与t轴所夹的梯形“面示位移的方向积”是否匀变速直线运动的位移呢？为负方向。出示图片：粗略地表示位移，分4个小矩形，较学生阅读教材匀变速直线精确地表示位移分8个小矩形运动位移公式的推导并回锻炼学生的自【教师提问】假如把时间轴无限分割，情况又会答主学习能力体怎么样呢？会先微分后再【教师总结】如果把整个运动过程分割得非常非累加(积分)的常细，很多很多小矩形的面积之和就能非常精确思想。(无限分地代表物体的位移了，那么通过这个结论我们可割，逐渐逼近)以求得位移的计算式。 思考并推导位移与时间的先让学生写出梯形面积表达式：关系式。S梯形=（V0+V）×t/2并将v=v+at代入，由浅入深，培0得出：x=vt+at2/2养学生观察推0所以：匀变速速直线运动的位移公式：导能力。1xvtat202【教师引导】（1）t是指物体运动的实际时间（刹车问题）学生根据老师的引导理解（2）使用公式时应先规定正方向，一般以υ0并记忆匀变速直线运动位的方向为正方向，若a与v0同向，则a取正值；移与时间的公式。若a与v0反向，则a取负值；1xat22（3）如果初速度为0，（4）注意式中x,v,a要选取统一的正方向。0学生回答：根据数学公式，【教师提问】那么匀变速直线运动位移与时间的匀变速直线运动的位移与图像是怎么样？同学们是否自己就可以画出时间的公式是关于t的一掌握图象不是来？元二次函数，图像是一条物体运动的轨抛物线。迹，而是位移随时间变化的 规律【教师提示】x-t图象不是物体运动的轨迹，而是位移随时间变化的规律【典例分析】教材例题：航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。（1）某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得10m/s的速度后，由机上发动机使飞机获得25m/s2的加速度在航母跑道上匀加速前进，2.4s后离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少？（2）飞机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为80m/s，飞机钩住阻拦索后经过2.5s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动，此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是多少？解析：（1）根据匀变速直线运动的位移与时间的学生通过书上例题分析，1学习规范书写。xvtat202关系式，有＝10m/s×2.4s＋1/2×25m/s2×（2.4s）2＝96m掌握匀加速和（2）沿飞机滑行方向建立一维坐标系如图所示，匀减速位移与时间的关系式计算。飞机初速度v＝80m/s，末速度v＝0，根据匀0变速直线运动的速度与时间的关系式，有加速度为负值表示方向与x轴正方向相反。 再根据匀变速直线运动的位移与时间的关系式，1xvtat202有＝vt＋1/2×（－v/t）00t2＝1/2vt＝1/2×80m/s×2.5s＝1000m飞机起飞时滑行距离为96m。着舰过程中加速度的大小为32m/s2，滑行距离为100m。二、课堂练习1.伟航同学向大家表演“遥控飞机穿隧洞”这一学生分析解答过程简化为如下运动模型:水平路面上卡车载着长L=6m的水泥管，遥控飞机（可视为质点）以初速度v1m/s；加速度a2m/s2,进入水11泥管做匀加速直线运动.（1）若卡车静止在水平路面上，则遥控飞机穿过水泥管所用时间t为多少？（2）若卡车此时以v4m/s的初速度、大小2为a4m/s2的加速度与遥控飞机迎面刹车，2加深对位移时间公式的记则遥控飞机穿过水泥管所用时间t为多少？（计忆及应用算结果可用根号表示）答案：1.若卡车静止在水平路面上，由1Lvtat2,代人数据解得t2s(负值舍121掉).2.由位移关系可知11vtat2vtat2L，代入数据解得121222 975ts(负值舍掉).6第二课时一．导入新课：学生回忆上节课内容上节课我们学习了匀变速直线运动的位移，知道了匀变速直线运动的速度－时间图象中，图线与时间轴所围面积等于运动的位移；并推导出了匀变速直线运动的位移－时间公式1xvtat2。这节课我们继续探究匀变速直02线运动的位移与速度的关系。在教师的的引导下学生推【教师引导】导速度与位移的关系1xvtat202位移与时间的关系式：锻炼学生的逻速度与时间的关系式：v=v+at，将上述两个0辑思维能力和公式联立求解，消去时间t可得到v2－v20计算能力＝2ax，这就是匀变速直线运动的速度与位移的关系。【教师提示】1、v-x公式适用于已知量和未知量均不涉及时间的问题；2、v-x公式中包含的4个物理量均为矢量，需建立坐标系以确定其正负。【典例分析】教材例题：动车铁轨旁两相邻里程碑之间的距离是1km。某同学乘坐动车时，通过观察里程碑和车厢内电子屏上显示的动车速度来估算动车减速进站时 的加速度大小。当他身边的窗户经过某一里程碑时屏幕显示的动车速度是126km/h如图所示。动车又前进了3个里程碑时，速度变为54km/h。把动车进站过程视为匀减速直线运动，那么动车进站的加速度是多少？它还要行驶多远才能停下来？解析：沿动车运动方向为正方向建立一维坐标系。把动车通过3000m的运动称为前一过程，掌握对纸带的处理方法之后到停下来称为后一过程。设在前一过程中的末位置为M点。初速度v0＝126km/h＝35m/s，末速度v＝54km/h＝15Mm/s，位移x＝3000m。1对前一过程，根据匀变速直线运动的速度与位移的关系式，有对后一过程，末速度v＝0，初速度v＝15m/s。M由v＝v2＋2ax，有2M2动车进站的加速度大小为0.167m/s2，方向与动车运动方向相反；还要行驶674m才能停下来。跟随老师的引导，回顾之 前学过的速度时间公式，位移时间公式以及本节课学习的速度位移公式，通【教师总结】通过前面几节课的学习，我们掌握过老师对三个公式的总了匀变速直线运动的三个基本公式，结，加深对匀变速直线运vvat①动的理解，熟练地应用匀01变速直线运动的三个公xvtat2②02式。v2v22ax③0这是解答匀变速直线运动规律的三个重要公式，同学们要理解公式的含义，灵活选择应用。在利用公式求解时，一定要注意公式的矢量性问题。一般情况下，以初速度方向为正方向；当a与v方向相同时，a为正值，公式即反映了匀加速0直线运动的速度和位移随时间的变化规律；当a与v方向相反对，a为负值，公式反映了匀减速0直线运动的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求解时，与正方向相同的代人正值，与正方学生分析解答向相反的物理量应代入负值。二、课堂练习2.空降兵某部官兵使用新装备进行超低空跳伞,若跳伞空降兵在离地面224m高处,由静止开始在竖直方向以10m/s2的加速度加速下降.一段时间后立即打开降落伞,以12.5m/s2的加速度匀减速下降.为了空降兵的安全,要求空降兵落地速度最大不得超过5m/s则空降兵打开降落伞时离地的高度至少为多少米?(g取10m/s2,不计空气阻力) 答案：设空降兵做加速运动的高度为h时速度为v，此时打开伞开始匀减速运动，落地时速度刚好为，这种情况空降兵在空中运动时间最加深对速度位移公式的记忆及应用短，则有：，解得：，为使空降兵安全着地，他展开伞时的高度至少为：.§２.１实验：探究小车速度随时间变化的规律一、匀变速直线运动的位移：v–t图线与t轴所夹的矩形“面积”就是匀速直线运动的位移。二、匀变速直线运动的位移与时间的关系：板书设1xvtat202计三、匀变速直线运动的速度与位移的关系：v2－v2＝2ax0四、实验结论主要学习了如何数学的方法研究物理问题，从而推导出匀变速直线运动位移与时间的关系式，教学后以及要将复杂问题转化为简单问题，然后再去认识复杂问题的学习思路。通过复习匀变速直记线运动的速度公式、位移公式的综合应用推导出匀变速直线运动位移——速度公式。