高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 匀变速直线运动的速度与时间的关系教案及反思

第二章　匀变速直线运动的研究

第2节　匀变速直线运动的速度与时间的关系

 匀变速直线运动的速度与时间的关系是本章的重点内容之一。为了便于学生对匀变速直线运动加深理解，教材从上节探究小车运动的速度随时间的变化规律得到的v-t图象入手，分析小车的v-t图象是一条倾斜直线，表明运动小车的加速度不变，由此定义了匀变速直线运动。速度时间关系式的推导是本节课的重点。利用匀变速运动的概念、加速度的概念，猜想速度公式，之后再从公式变形的角度推出。教材最后通过两个例题加深对速度公式的理解

物理观念：理解匀变速直线运动的v-t图象特点及物理意义

科学思维：引导学生用数学方法研究物理问题，培养数形结合的思想

科学探究：通过速度公式的推导过程培养用物理语言表达物理规律的意识

科学态度与责任：通过汽车刹车模型,培养学生将理论与实际相联系的思维方法

1.   教学重点：

（1）匀变速直线运动的定义及特点

（2）匀变速直线运动速度与时间关系式的推导

2.教学难点：

（1）匀变速直线运动速度与时间关系的推导

（2）灵活运用速度公式解决实际问题．

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【新课导入】

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？

上一节，我们通过实验探究的方式描绘出了小车的v—t图象，它表示小车做什么样的运动呢?小车的速度随时间怎样变化?我们能否用数学方法得出速度随时间变化的关系式呢?

【新课内容】

一、匀变速直线运动

请同学们观察下面的图像（课件逐个展示），它们分别表示物体在做什么运动？

1、这是什么图象?图线中的一点表示什么含义？

   图像反映出什么物理量间的关系？

2、图象具有什么特点？从图象可判断物体做什么运动？

3、物体的加速度是多少？

从左图中能看出这个直线运动的速度不随时间变化，在不同的时刻，速度值都等于零时刻的速度值．不随时间变化的速度是恒定的，说明质点在做匀速直线运动．速度大小为10m／s，方向与规定的正方向相同．

观察右图，与左图有什么不同和相似的地方?在这个图中的速度值大小也是10m／s，但它却是负值，与规定的正方向相反，因为速度值也保持不变，所以它也是匀速直线运动．

左图能说它们的运动方向相反吗？

在同一个坐标系中，v-t图象能比较物体的运动方向

结论：匀速直线运动的速度一时间图象是一条平行于时间轴的直线．

二、探究

1、这幅图v-t图象能得到哪些信息？它的形状特点？

2、速度如何变化的？

3、加速度如何计算，方向，倾斜程度与加速度a的关系？

加速度有什么特点？

三、匀变速直线运动

（1）定义：沿着一条直线运动且加速度恒定不变的运动。

① 匀加速直线运动：

② 匀减速直线运动：

说出速度v与加速度a的方向？

（2）特点

① 相等时间内速度变化（加或减）相等，即速度变化均匀。

二、速度与时间的关系式

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：△v＝v。

因为a＝△v/△t不变，又△t＝t-0

所以a＝△v/△t =（v-）/△t ，于是解得：v＝+at

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。方向与规定的正方向相同时，矢量取正值，方向与规定的正方向相反时，矢量取负值。一般我们都取物体的运动方向或是初速度的方向为正。

［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。

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后速度达到多少？

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？

练习题1：一辆汽车由静止开始作匀变速直线运动，在第8s末刹车，又经4s停下，刹车过程也作匀变速直线运动，那么前后两段运动过程中汽车加速度大小之比为多少？

练习2、卡车原来以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，因为路口出现红灯，司机从较远的地方开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到2m/s时，交通灯转为绿灯，司机当即停止刹车，并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原速过程用了12s。求：

（1）减速与加速过程中的加速度大小；

（2）开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。

讨论：汽车刹车前的速度为21m/s，刹车时获得的加速度大小为3m/s2 .求：汽车刹车后8s末的速度.

注意：对汽车刹车类问题，一定注意题中给出的时间 t给与汽车从刹车到静止所经历时间t实的关系：

t给< t实 ， 以t给 代入公式直接求解； t给>t实  汽车静止 

新课程标准对本节课的内容要求：能用公式和图像描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性。本条目要求学生会用图像描述匀变速直线运动，从而认识图像法在研究物理问题中的作用。与数学公式相比，图像法显得直观、形象、生动，让学生一目了然，从而使学生感受到图象法的直观的美。所以本节课在设计的时候，一直抓住速度时间图像这个主线，给与学生充分的思维空间，最终达到本节课的教学目标。