高中物理第二章 匀变速直线运动的研究3 匀变速直线运动的位移与时间的关系教案

课题

2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系

课 型

新授课

课 时

1

教学

目标

1．知识与技能

理解匀变速直线运动的位移及其应用

理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用

理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移

2．过程与方法

通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较

感悟一些数学方法的应用特点

3．情感、态度与价值观

经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系，培养自己动手能力，增加物理情感

体验成功的快乐和方法的意义

教 学

重 点

难 点

1．位移与时间关系推导。

2．表达式：x = v0 + at2/2、v2 - v02 = 2ax .

3．运用公式解决具体问题。

4．公式中各物理量的理解与准确应用。

5．速度—时间图象中面积表示位移。

教 学

准 备

多媒体课件

教

学

过

程

初中已学过匀速直线运动求位移的方法x=vt,在速度—时间图像中可看出位移对应着一块矩形面积。（此处让学生思考回答）

 对于匀变速直线运动是否也对应类似关系呢？

☺ 引入新课

分析书上 “思考与讨论” ，引入微积分思想，对书P41图2.3-2的分析理解（教师与学生互动）确认v-t图像中的面积可表示物体的位移。

☺ 位移公式推导：

先让学生写出梯形面积表达式：

S=(OC+AB)OA/2

分请学生析OC,AB,OA各对应什么物理量？并将v = v0 + at 代入，

得出：x = v0t + at2/2

注意式中x, v0 ,a要选取统一的正方向。

☺ 应用：1。书上例题分析，按规范格式书写。

         2．补充例题：汽车以10s的速度行驶，刹车加速度为5m/s，求刹车后1s，2s，3s的位移。

         已知： v= 10m/s,  a= -5m/s2。

由公式：x = v0t + at2/2

可解出：x1 = 10*1 - 5*12/2 = 7.5m

          x2 = 10*2 - 5*22/2 = 10m

          x3 = 10*3 - 5*32/2 = 7.5m ？

由x3=7.5m学生发现问题：汽车怎么往回走了？

结合该问题教师讲解物理知识与实际问题要符合，实际汽车经2S已

经停止运动，不会往回运动，所以3S的位移应为10米。事实上汽车在大于2S的任意时间内位移均为10m。

☺ 匀变速直线运动的位移与速度的关系：

    如果我们所研究的问题不涉及时间，而仍用v=v0+at 和x=v0t+at2/2会显得繁琐。在以上两公式中消去时间t，所得的结果直接用于解题，可使不涉及时间的问题简洁起来。

      由：v = v0 + at

          x = v0t + at2/2   

  消去t，得v2 - v02 = 2ax  （注意：该式为不独立的导出式）

      ☺ 练习：由前面例题：v0 =10m/s,  a = -5m/s2 求刹车经7.5m时的速度？

            由公式：

                    v = -5m/s  (舍去)

            刹车经7.5米时的速度为5m/s,与初速度方向相同。

☺ 补充练习：

1．某航空母舰上飞机在跑道加速时，发动机最大加速度为5m/s2，所需起飞速度为50m/s，跑道长100m，通过计算判断，飞机能否靠自身发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有多大的初速度？（答：不能靠自身发动机起飞；39m/s。）

2．（1999年上海高考题）为了测定某轿车在平直路上运动时的加速度（轿车启动时的运动可以近似看做匀加速运动），某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片（如图），如果拍摄时每隔2s曝光一次，轿车车身总长为

4.5m那么这辆轿车的加速度约为（    ）

A  1m/s；   B  2m/s；  C  3m/s；  D  4m/s；  （答：B）

2．在某次交通事故中，交警测量汽车刹车线的长，用以判断该车是否超速。请问还需什么数据，如何计算？（还应知汽车最大制动加速度）

在解答本题前可让学生分析一下发生交通事故的可能原因；略

问：汽车在反应距离做什么运动？（匀速）汽车在刹车距离做什么运动？（匀减速）反应距离跟哪些有关系？（反应时间及刹车时的速度）刹车距离跟哪些有关系？（刹车时的速度及刹车的加速度）

作 业

布 置

复习本节课知识点，预习下节课知识点

课堂总结

x = v0 + at2/2

v2 - v02 = 2ax