中职物理2 匀变速直线运动教案设计

《1.2加速度匀变速直线运动》教学设计

【教学内容】

第一单元第2节第1课时：“加速度”“匀变速直线运动”部分。

【教学目标】

知识与技能：了解匀变速直线运动，理解加速度的概念，知道定义、公式、符号和单位。知道加速度是矢量，会判断加速度的方向，能运用加速度的定义式计算加速度；理解匀变速直线运动的意义，知道匀变速直线运动的特征。

过程与方法：通过加速度概念的建立，进一步体会比值法在建立物理概念中的作用。

情感态度价值观：通过学习和体验物理概念对复杂现象研究的简化作用和简单描述，体会物理研究中的抽象与简化，化难为易，化繁为简的策略与思路，培养知难而进，勇于克服困难的意志品质。

【教学重点】

加速度、匀变速直线运动的特点。

　【教学难点】

加速度的方向。

【教具准备】

视频（不同汽车的启动、制动等）、PPT课件。

【教学过程】

◆创设情境──引入课题

1．提问：什么是直线运动？什么是匀速直线运动？什么是变速直线运动？

2．视频播放──提问：不同物体做变速直线运动时，速度变化有无快慢之分？增加或减小相同的速度所用的时间是否相同？在相同的时间里增加或减少的速度是否相同？

3．提出问题：如何描述变速直线运动质点速度变化的快慢程度？

◆合作探究──新课学习

一、加速度

1．现象展示：跑车、轿车、击发后的子弹由静止开始的加速运动。

2．提出问题

（1）上述物体，谁的速度变化快？

速度变化快慢依次是子弹、跑车、轿车。

（2）计算上述物体的速度变化量，并思考：能用速度变化量表示速度变化快慢吗？

跑车：96km/h=26．7m/s；轿车：96km/h=26．7m/s；子弹：600m/s

无法表示。

（3）看看上述速度变化所用的时间，并思考：能用速度变化经历的时间表示速度变化快慢吗？

跑车：5s；轿车：12s；子弹：0．5s

无法表示。

（4）计算上述物体速度变化量与速度变化经历的时间的比值

子弹：；

跑车：；

轿车：。

（5）看看上述比值与速度变化快慢之间有什么关系？这个比值能否描述速度变化的快慢程度？

（6）交流评价──认识加速度：阅读课本第8页“加速度”部分课文，归纳小结。

引进的意义：描述变速运动物体速度变化的快慢程度。

定义：速度的变化量与发生这个变化所用时间的比值，用公式表示就是：，式中vt、vo表示t时间里初、末时刻的速度。

单位：在国际单位制中，加速度的单位是：m/s2。如某物体加速运动是的加速度是8m/s2，这表示该物体运动中1s时间里速度增加8m/s。

方向：加速度是矢量，既有大小又有方向，它的方向是速度改变的方向。在加速直线运动中，速度的变化量（）为正，加速度为正，它的方向与速度方向相同；在减速直线运动中，速度的变化量（）为负，加速度为负，它的方向与速度方向相反。

决定因素：公式是加速度的定义式，不是决定式，不能理解成加速度与速度变化量成正比，与速度变化时间成反比；不能单从速度变化量的大小判断加速度的大小，也不能单从变速时间的长短判断加速度的大小；通过以后的学习（牛顿定律），将会知道，加速度的大小是由作用在物体上的力与物体的质量共同决定的，加速度的方向由力的方向决定。

计算物体的加速度时，要根据定义式计算出大小，再根据运动的具体情况判断出方向。

◆案例研究

例1　课本第8页例1

二、匀变速直线运动

1．问题探究：

（1）什么是直线运动？

物体做直线运动，速度的方向不发生变化，但速度的大小可以不变化也可以变化。直线运动的特征就是物体的运动轨迹是直线，或者说速度方向不发生变化。

（2）什么是变速直线运动？

物体沿一条直线运动，速度方向不变，但速度大小变化。其特征就是速度大小变化方向不变的运动。即速度大小变化，运动轨迹是直线。

（3）什么是匀变速直线运动？

运动轨迹是直线或者说是速度方向不变，只是速度大小变化，但速度的变化是均匀变化的，即物体运动过程中任何相等的时间里速度的变化量相同，或者说相等的时间里增加或减小的速度相同。

关于匀变速直线运动，可以从以下三个字进行理解：

匀：速度大小均匀变化──即物体运动过程中任何相等的时间里速度的变化量相同，或者说相等的时间里增加或减小的速度相同。

变：速度大小发生变化。注意，只是速度大小变化。

直线：运动轨迹是直线，即速度方向不变化。

（4）匀变速直线运动的分类：

匀加速直线运动：速度均匀增加的直线运动，如启动的机动车辆的运动，火箭发射时最初一段时间里的上升运动等。加速度与速度同方向，简称匀加速运动。

匀减速直线运动：速度均匀减小的直线运动，如在平直路面制动后的机动车辆，着陆后滑行的飞机的运动，加速度与速度方向相反，简称匀减速运动。

（5）匀变速直线运动的加速度：加速度大小及方向均保持不变，即加速度恒定不变。

（6）匀速直线运动的加速度：匀速直线运动的速度大小及方向均不发生变化，加速度为零。凡是加速度为零的直线运动，肯定是匀速直线运动，简称匀速运动。

◆合作交流──巩固新课

1．案例研究

例2．课本第16页“复习与巩固”2。

答案：C

2．课堂练习：课本第16页“复习与巩固”1、4。

3．归纳小结：（见板书设计）

【布置作业】

1．复习所学内容，书面完成课本第16页“复习与巩固”3、4。

2．预习本节“匀变速直线运动的速度、位移”。

【板书设计】

《1.2匀变速直线运动的速度和位移》教学设计

　　【教学内容】

　　第一单元第2节第2课时：“匀变速直线运动的速度”“匀变速直线运动的位移”。

　　【教学目标】

　　知识与技能：理解匀变速直线运动的速度与时间、加速度的关系，会计算匀变速运动的速度；理解匀变速运动的速度图象的意义；理解匀变速运动的位移与时间、加速度的关系，会计算匀变速直线运动的位移。

　　过程与方法：通过速度公式、位移公式的建立，体验物理理论在物理研究中的作用，体会运用已知理论推出新理论的方法与思想；通过速度图象的建立，体会图象方法在物理研究中的作用。

　　情感态度价值观：通过物理公式、图象对同一规律的表述，体会物理规律表达形式的多样性，体验物理规律的形式美，培养学生的审美意识。

　　【教学重点】

　　速度公式、速度图象、位移公式。

　　【教学难点】

　　速度图象的意义及运用。

　　【教具准备】

　　PPT课件。

　　【教学过程】

　　◆创设情境──引出课题

　　1．复习提问：

　　（1）什么是匀变速直线运动？它的速度有什么特点？加速度有什么特点？

　　（2）怎样计算匀变速直线运动的加速度？某物体匀加速直线运动的加速度大小为2m/s2，这表明物体的速度怎样变化？

　　2．评价小结：

　　（1）速度均匀变化的直线运动。速度方向不变，大小随时间均匀变化。加速度不为零且恒定不变。

　　（2）加速度的计算公式是：。表示物体每秒增加或减小的速度是2m/s。

　　3．提出问题：若已知运动开始时的速度（初速度）及加速度，怎样计算某时刻的速度（末速度）？

　　◆合作探究──新课学习

　　一、匀变速直线运动的速度

　　1．问题研究：课本第10页“匀变速直线运动的速度”中的计算速度问题。

　　2．匀变速直线运动的速度公式推导。

　　（1）由加速度的意义推导──案例研究

　　例1　质点0时刻的速度是vo（m/s），从0时刻起以加速度a（m/s2）匀加速直线运动，求ts末质点的速度。

　　解析：质点0时刻就具有的速度为vo（m/s）；由加速度的意义可知，1s时间里质点增加的速度是：a（m/s）；从0时刻到ts末的ts时间里增加的速度是at（m/s）；ts末的速度应该是0时刻的速度与ts时间里增加的速度的和，即：。

　　（2）由加速度的定义是推导：

　　加速度的定义式是：，对此关系式去分母、移项可得：

　　3．交流评价──归纳小结

　　（1）匀变速直线运动的速度公式：，若质点由静止开始做匀变速直线运动，则有：。

　　（2）公式的意义：公式反映的是匀变速直线运动的速度随时间变化的关系，共涉及四个与运动有关的物理量，若已知其中的三个，利用此式可求出另一个未知的物理量。

　　（3）公式中各量的方向：公式中的四个物理量中，除时间外都是矢量，既有大小又有方向。由于是直线运动，三个矢量的方向都在同一直线上。所以，可以事先确定某一个量的方向为正方向，其它量中与该量同向者代入公式时为“正（+）”，否则为“负（-）”；计算出的某量为正，说明它的方向与选定的正方向一致；为负，说明它的方向与选定的正方向相反。这样，运用公式，不但可以计算出未知量的大小，又计算出了它的方向。

　　在运用速度公式时，一般选取初速度方向为正方向。

　　◆案例研究──小结巩固

　　例2　课本第11页“例2”。

　　a．例题解析

　　b．注意事项：运用公式时，各量的单位都应换算成国际单位；以初速度方向为正方向，初速度为正；若是匀加速运动，加速度为正值，若是匀减速运动，加速度为负值，其量值代入公式时，应在其量值前加“-”号；计算出的末速度为“+”，说明方向与初速度方向一致，计算出的末速度为“-”，说明它的方向与初速度的方向相反。

　　c．关于矢量正负：如上所述，矢量的正负仅表示矢量的方向，不表示矢量的大小，比较两个矢量大小时，取它们的绝对值进行比较。

　　二、匀变速直线运动的速度图象

　　1．合作探究

　　（1）数学知识与方法准备：在数学上，除了运用函数关系式表示一个量（因变量）随另一个量（自变量）的变化关系外，还可以运用平面直角坐标平面上的直线或曲线表示纵坐标轴代表的量随横坐标代表的量的变化关系，如初中学习过的正比例函数、反比例函数等。

　　（2）方法点拨：公式反映的是匀变速直线运动瞬时速度随时间变化的关系，就像数学问题一样，也可以运用坐标平面上的图象表示这一关系。如果建立平面直角坐标系，用横轴代表时刻，纵轴代表各时刻的瞬时速度，根据质点运动中的每个时刻和相对应的瞬时速度，可以在坐标平面上描出一系列点，将这些点用平滑直线或曲线连接起来，就是质点的速度时间图象，简称“v-t”图象，它直观形象的表示质点的速度变化情况。

　　（3）学习建立“v-t”图象：指导学生以课本第11页表格所反映的匀加速直线运动质点各时刻的速度，建立它的“v-t”图象。

　　a．画出平面直角坐标系──“tov“坐标系，定出坐标标度；b．描点；c．连线

　　2．交流评价

　　（1）图象的特征：直线。若是匀加速运动，是斜向上的直线，若是匀减速运动，是斜向下的直线。若初速度为零，是过原点的直线；若初速度不为零，是不过原点的直线。

　　（2）图象的意义：

　　a．表示匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，可从图象上直接读出某时刻的瞬时速度；

　　b．表示匀变速直线运动的加速度：从图象上任意选出两点，可计算出加速度：。由解析几何知识可知，比值是图象（直线）的斜率（图象的倾斜程度，即图象与t轴夹角的正切，图象越倾斜，斜率绝对值越大）。所以，v-t图象的斜率表示加速度。

　　◆案例研究──小结巩固

　　例3　如图是三个质点运动时的v-t图象，各代表物体做怎样的运动？

　　解析：图象都是直线，表示三个质点都做匀变速直线运动。a图象的斜率不等于零且为正，a图象代表的运动是匀加速直线运动；b图象的斜率为零（图象与t轴平行），表示加速度为零，b图象代表的运动是匀速直线运动；c图象的斜率不等于零且为负，c图象代表的运动是匀减速直线运动。

　　三、匀变速直线运动的位移

　　1．合作探究

　　（1）匀变速直线运动的平均速度：

　　设匀变速直线运动质点t时间里的初末速度分别为vo、vt，则这段时间里的平均速度为：。

　　注意：此式只适用于匀变速直线运动，是由平均速度定义结合匀变速直线运动的特点推导出的。

　　（2）位移公式的推导：

　　将代入可得：，将代入可得匀变速直线运动的位移公式：

　　（3）对公式的讨论：公式表示匀变速直线运动的位移随时间变化关系，共涉及五个物理量，已知其中的四个量可计算出未知的另外一个量；应用公式时，一般以初速度方向为正方向，所以，当质点做匀加速直线运动时，代入加速度时取正，当质点做匀减速直线运动时，代入加速度时取负；如质点的初速度为零，即质点从静止开始匀加速运动，则：。

　　2．案例研究──小结巩固

　　例4　课本第11页例题3

　　（1）解析例题

　　（2）强调说明：汽车等交通工具制动后的运动是匀减速直线运动，当速度减为零后，加速度将变成零（以后会学习到），汽车等将处于静止状态，它的减速运动随之结束。因此在求解汽车等制动后一段时间里的位移或某时刻的速度时，应首先判断制动后运动的真正运动的时间。

　　◆交流评价──总结归纳

　　1．课堂练习：课本第17页“复习与巩固”5、9。

　　2．教师总结：（见板书设计）

　　【布置作业】

　　1．复习课文，书面完成课本第17页“复习与巩固”6、7。

　　2．撰写小论文《匀变速直线运动的速度时间图象》。

　　3．预习本节“自由落体运动”。

　　【板书设计】