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人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究2 匀变速直线运动的速度与时间的关系教案设计
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究2 匀变速直线运动的速度与时间的关系教案设计,共8页。教案主要包含了教学目标,教学重难点,教学过程等内容,欢迎下载使用。
匀变速直线运动的速度与时间的关系【教学目标】1.知识与技能:(1)知道匀速直线运动图像。(2)知道匀变速直线运动的图像,概念和特点。(3)掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v=v0+at,并会应用它进行计算。2.过程与方法:(1)让学生初步了解探究学习的方法.(2)培养学生的逻辑推理能力,数形结合的能力,应用数学知识的解决物理问题的能力。3.情感态度与价值观:(1)培养学生基本的科学素养。(2)培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。(3)培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。【教学重难点】教学重点:(1)匀变速直线运动的图像,概念和特点。(2)匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v=v0+at,并会应用它进行计算教学难点:应用图像推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v=v0+at。【教学过程】一、导入新课上节课同学们通过实验研究了小车在重物牵引下运动的v-t图像,你能画出小车运动的v-t图像吗?教师出示图像,并引导学生分析。教师总结:观察图像可以知小车在不同时刻它的速度不同,并且速度随时间的增加而增加,那么,小车速度的增加有没有规律可遵循呢?这节课我们就来探究一下。二、讲授新课(一)匀变速直线运动观察下图你发现了什么?引导学生分析v-t图像。教师总结:无论Δt选在什么区间,对应的速度的变化量Δv与时间的变化量Δt之比都是一样的,即物体运动的加速度保持不变。所以,实验中小车的运动是加速度不变的运动。1.定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫作匀变速直线运动,匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。匀变速直线运动图像1和2都属于匀变速直线运动,但它们变化的趋势不同,图像1速度在均匀_____图像2速度在均匀_____。答案:增加;减少。2.匀变速直线运动分类(1)匀加速直线运动:物体的速度随时间均匀增加的直线运动。匀加速,v0>0,a>0匀加速,v0<0,a<0教师总结:匀加速(a、v同向)特点:加速度的大小和方向都不变,且与速度方向相同。(2)匀减速直线运动:物体的速度随时间均匀减小的直线运动。匀减速,v0>0,a<0匀减速,v0<0,a>0教师总结:匀减速,(a、v反向)特点:加速度的大小和方向都不变,且与速度方向相反。针对练习:表明物体做匀变速直线运动的图像是( )A B C D答案:ABD(二)速度与时间的关系除v-t图像外,我们还可以用公式描述它们的关系。如图为匀变速直线运动,把运动开始时刻取作0时刻,初始速度为v0。则:Δt=t速度的变化量:Δv=v-v0把上述两式代入a=Δv/Δt中,化简可得:v=v0+at1.匀变速直线运动的速度与时间的关系式:v=v0+at(2)对公式理解:at是t时间内速度的变化量,再加上物体在开始时刻的速度v0,就是t时刻的速度v(3)此关系式为矢量式,注意方向(若取初速方向为正,则加速运动a为正,减速运动a为负)2.v=v0+at的特殊形式(1)当v0=0时,v=at物体做初速度为零的匀加速直线运动(2)当a=0时,v=v0物体做匀速直线运动典型例题例题1:一辆汽车以36km/h的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起,它以0.6m/s2的加速度加速,10s末因故突然紧急刹车,随后汽车停了下来。刹车时做匀减速运动的加速度大小是6m/s2。(1)汽车在10s末的速度是多少?(2)汽车从刹车到停下来用了多长时间?分析:依题意,汽车加速和减速过程都是在做匀变速直线运动。第(1)问是已知加速的时间求末速度。第(2)问是已知末速度求减速的时间。两个问题都需要用匀变速直线运动的速度与时间关系式来求解。其中,第(2)问汽车加速度的方向跟速度、位移的方向相反,需要建立坐标系处理物理量之间的正负号问题。解:(1)汽车做匀加速直线运动。初速度v0=36km/h=10m/s,加速度a=0.6m/s2,时间t=10s根据匀变速直线运动速度与时间的关系式,有v=v0+at=10m/s+0.6m/s2×10s=16m/s(2)以汽车运动方向为正方向建立一维坐标系(如图),与正方向一致的量取正号,相反的取负号。汽车从第10s末开始做匀减速直线运动,因此初速度v0=16m/s,末速度v=0,加速度a=-6m/s2。根据v=v0+at得:汽车10s末的速度为16m/s,从刹车到停下来要用2.67s。解题步骤:1.认真审题,分析已知量和待求量;2.弄清题意画示意图,明确初速度v0、末速度v、加速度a和时间t及各量的正负号。3.将已知量带入公式求未知量,若所求量是矢量,要说明方向。4.对计算结果和结论进行验算。典型例题例题2:【2017•枣阳市高一月考】汽车初速度v0=20m/s,刹车后做匀减速直线运动,加速度大小为a=5m/s2,求:开始刹车后6s末汽车的速度。解法一:先判断,再解解:以初速方向为正方向当车速减为零时v=v0+at=20-5t=0解得t=4s即在4s时汽车停止运动,所以开始刹车后6s末汽车的速度为0。解法二:直接解,再检验解:以初速方向为正方向,则a=-5m/s2vt=v0+at=20+(-5)×10m/s=-30m/s汽车刹车过程是一个实际的运动过程,一旦车的速度减到0,汽车将保持静止状态,不后退,由结果可知,车实际已经停下来了,所以6s末vt=0思考与讨论:图中是一个物体运动的v-t图像。它的速度怎样变化?在相等的时间间隔内,即Δt′=Δt时,速度的变化量Δv′和Δv总是相等的吗?物体在做匀变速运动吗?它的速度随着时间的增加逐渐增加;在相等的时间间隔内,即Δt′=Δt时,速度的变化量Δv′小于Δv;物体在做加速度逐渐减小的加速运动。三、课堂练习1.某物体做直线运动的速度一时间图像如图所示。根据图像回答:(1)物体在OA段做_____运动,加速度为_____,在AB段做_____运动,加速度是_____。(2)物体在5s时的速度为_____m/s。答案:(1)匀加速直线;1m/s2;匀减速直线;-2m/s2;(2)22.对于一个做匀减速直线运动的物体,在静止前下列说法中正确的是( )A.度越来越小B.速度越来越大C.加速度越来越小D.加速度越来越大答案:A3.如图所示的是甲、乙两物体运动的v-t图像,由图像可知( )A.甲、乙两物体均做匀速直线运动B.甲、乙两物体均做匀减速直线运动C.甲的加速度比乙的加速度大D.甲的加速度比乙的加速度小答案:D4.如图是某物体做直线运动的v-t图像,由图像可知A.物体在0~2s内做匀速直线运动B.物体在2~8s内静止C.物体在4s末的加速度为0m/s2D.物体在6s末的速度为10m/s答案:C四、拓展提高1.[2017•西藏中学高一期中考试]某汽车紧急刹车,加速度的大小是6m/s2,如果必须在2s内停下来,那么汽车的行驶速度不能超过多少?答案:v0=12m/s。2.一辆沿平直路面行驶的汽车,速度为36km/h,突然前面有紧急情况,刹车时获得的加速度大小是4m/s2,求刹车后3s末的速度。答案:刹车后经2.5s停止,所以3s末的速度为0。五、课堂小结1.匀变速直线运动沿着一条直线,且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动,匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。2.匀变速直线运动的速度与时间的关系公式表述:v=v0+at3.在运用速度公式解题时要注意公式的矢量性六、板书(一)匀变速直线运动1.定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫作匀变速直线运动,匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。2.匀变速直线运动分类匀加速直线运动和匀减速直线运动。(二)速度与时间的关系1.v=v0+at2.在运用速度公式解题时要注意公式的矢量性。
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