高中物理 《勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》教案 教科版必修1

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1、第1節(jié) 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 知識(shí)與技能 1.掌握勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度公式，知道它是如何推導(dǎo)出來(lái)的，知道它的圖象的物理意義，會(huì)應(yīng)用這一公式分析和計(jì)算. 2.掌握勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移公式，會(huì)應(yīng)用這一公式分析和計(jì)算. 3.能推出勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移和速度的關(guān)系式，并會(huì)運(yùn)用它進(jìn)行計(jì)算. 過(guò)程與方法 從表格中分析處理數(shù)據(jù)并能歸納總結(jié).培養(yǎng)學(xué)生將已學(xué)過(guò)的數(shù)學(xué)規(guī)律運(yùn)用到物理當(dāng)中，將公式、圖象及物理意義聯(lián)系起來(lái)加以運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問(wèn)題的能力. 情感態(tài)度與價(jià)值觀 從具體情景中抽象出本質(zhì)特點(diǎn),既要用聯(lián)系的觀點(diǎn)看問(wèn)題，還要具體問(wèn)題具體分析. 教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)重點(diǎn) 應(yīng)用數(shù)

2、學(xué)工具推導(dǎo)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式. 教學(xué)難點(diǎn) 1.注意數(shù)學(xué)手段與物理過(guò)程的緊密聯(lián)系. 2.將公式、圖象及其物理意義聯(lián)系起來(lái). 3.獲得勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，特別是用圖象描述運(yùn)動(dòng).圖象的應(yīng)用和公式的選擇是兩個(gè)難點(diǎn). 教具準(zhǔn)備 多媒體工具，作圖工具 課時(shí)安排 1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程 導(dǎo)入新課 物理學(xué)中將物體速度發(fā)生變化的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為變速運(yùn)動(dòng).一般來(lái)說(shuō)，做變速運(yùn)動(dòng)的物體，速度變化情況非常復(fù)雜.本節(jié)，我們僅討論一種特殊的變速運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蜃兯僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng). 推進(jìn)新課 一、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 合作探究 請(qǐng)同學(xué)們閱讀P33的實(shí)例并合作討論表31的數(shù)據(jù). 從數(shù)據(jù)中可知：小車(chē)速度不斷增大，但

3、是加速度保持不變. 得出結(jié)論:物理學(xué)中，稱(chēng)物體加速度保持不變的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng). 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單而且特殊的變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，它的重要特點(diǎn)是：物體在直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度為一恒量.當(dāng)加速度與速度同向時(shí)，物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)加速度與速度反向時(shí)，物體做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng),自然界中并不存在，但是為了討論的方便，人們通常將某些物體的運(yùn)動(dòng)或其中一段運(yùn)動(dòng)近似認(rèn)為是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng). 二、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間關(guān)系v-t=v0+at 速度公式:a=v0+at（由加速度定義推導(dǎo)） 其中v-t為末速度（時(shí)間t秒末的瞬時(shí)速度） v0為初速度（時(shí)間t秒初

4、的瞬時(shí)速度） a為加速度（時(shí)間t秒內(nèi)的加速度） 討論:一般取v0方向?yàn)檎?dāng)a與v0同向時(shí)，a>0；當(dāng)a與v0反向時(shí)，a<0. 當(dāng)a=0時(shí)，公式為v-t=v0 當(dāng)v0=0時(shí)，公式為v-t=at 當(dāng)a<0時(shí)，公式為v-t=v0-at（此時(shí)a只能取絕對(duì)值） 可見(jiàn)：v-t=v0+at為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度公式的一般表達(dá)形式（只要知道v0和a就可求出任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度. 速度—時(shí)間圖象: (1)由v-t=v0+at可知，v-t是t的一次函數(shù)，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知其速度—時(shí)間圖象是一傾斜的直線(xiàn). (2)由v-t圖象可確定的量： 可直接看出物體的初速度; 可找出對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度; 可求

5、出它的加速度（斜率=加速度）; 可判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì); 可求出t時(shí)間內(nèi)的位移. 例如：根據(jù)圖3-1-1我們可以求出： 圖3-1-1 (1）甲的初速度為2 m/s，乙的初速度為12 m/s； (2）在第2 s末甲、乙瞬時(shí)速度相同，均為6 m/s； (3）甲做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為2 m/s2;乙做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為-3 m/s2； (4）甲、乙前2 s內(nèi)的位移分別為：s甲=（2+6）×2/2 m=8 m s乙=（12+6）×2/2 m=18 m. 三、位移—時(shí)間關(guān)系 1.平均速度公式= 由于物體做勻變速運(yùn)動(dòng)，物體的速度變化是均勻的，它在時(shí)間t內(nèi)的平均速度等于初速度和末速

6、度的平均值. 2.位移—時(shí)間關(guān)系s=v0t+at2. 教師精講 1.推導(dǎo) 因?yàn)閟=，=,所以s=×t s=（v0+v0+at）t=v0t+at2. 2.討論：當(dāng)a=0時(shí)，s=v0t； 當(dāng)v0=0時(shí),s=at2； 當(dāng)a＜0時(shí)，s=v0t-at2（此時(shí)a只能取絕對(duì)值）. 3.位移公式s=v0t+at2也可由速度圖象推出. ［例題剖析1］如圖3-1-2所示,下列說(shuō)法正確的是( ) 圖3-1-2 A.前10 s的加速度為0.8 m/s2,后5 s的加速度為1.6 m/s2 B.15 s末回到出發(fā)點(diǎn) C.前10 s的平均速度為4 m/s D.15 s物體的位移為6

7、0 m 解析：a1=0.8 m/s2 a2=-1.6 m/s215 s末的速度為零，但是15 s內(nèi)的位移為60 m前10 s內(nèi)的平均速度為40/10 m/s=4 m/s15 s內(nèi)的位移為×8×15 m=60 m. 答案:CD ［例題剖析2］一物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，位移方程為s=(5t+2t2) m，則該物體的初速度為_(kāi)_______________，加速度為_(kāi)_____________，2 s內(nèi)的位移大小是_______________. 解析：與標(biāo)準(zhǔn)方程相比較一次項(xiàng)系數(shù)為初速度，二次項(xiàng)系數(shù)的兩倍為加速度,v0=5 m/s,a=4 m/s2, s=18 m. 答案：5 m/s 4

8、 m/s 18 m ［例題剖析3］以8 m/s勻速行駛的汽車(chē)開(kāi)始剎車(chē)，剎車(chē)后的加速度大小為2 m/s2，試求： (1)汽車(chē)在第3 s末的速度為多大？通過(guò)的位移為多大？ (2)汽車(chē)開(kāi)始剎車(chē)后的最大位移. (3)汽車(chē)通過(guò)最大位移中點(diǎn)時(shí)的速度. 解析：(1)由公式v-t=v0+at可知v0為8 m/s,加速度a為-2 m/s2,3 s末的速度為2 m/s 由公式s=v0t+at2可知s=15 m. (2)汽車(chē)最大滑行位移為16 m. (3)汽車(chē)滑行過(guò)最大位移中點(diǎn)時(shí)的速度為4m/s. 答案：（1）2 m/s;15 m (2)16 m (3)4 m/s 教師精講 位移—時(shí)間關(guān)

9、系s=v0t+at2 另一種推導(dǎo)方法:根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)v-t圖來(lái)推導(dǎo)(微元法). 圖3-1-3 意義：勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在時(shí)間t內(nèi)的位移數(shù)值上等于速度圖線(xiàn)下方梯形的面積. 思考：若是非勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這一結(jié)論還適用嗎？ 圖3-1-4 課堂小結(jié) 速度公式v-t=v0+at和位移公式s=v0t+at2是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)基本公式，在一條直線(xiàn)上的矢量可用“+”“－”號(hào)表示其方向.一般以v0的方向?yàn)檎较?所以與v0的方向相同為正，與v0的方向相反為負(fù). 布置作業(yè) 1.某質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間而變化的關(guān)系式為s=4t+2t2,s和t的單位分別是m和s，則質(zhì)點(diǎn)的初速度與加速度分

10、別為( ) A.4 m/s與2 m/s2 B.0與4 m/s2 C.4 m/s與4 m/s2 D.4 m/s與0 2.汽車(chē)以20 m/s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，剎車(chē)后做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為5 m/s2，則剎車(chē)后6 s內(nèi)汽車(chē)的位移是( ) A.30 m B.40 m C.10 m D.0 3.試證明勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體

11、在時(shí)間t內(nèi)的平均速度為: =.（利用速度和位移公式或者用v-t圖進(jìn)行說(shuō)明） 板書(shū)設(shè)計(jì) 勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 一、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) v-t=v0+at 討論:一般取v0方向?yàn)檎较?，?dāng)a與v0同向時(shí)，a>0；當(dāng)a與v0反向時(shí)，a<0. 當(dāng)a=0時(shí)，公式為v-t=v0； 當(dāng)v0=0時(shí)，公式為v-t=at； 當(dāng)a<0時(shí)，公式為v-t=v0-at （此時(shí)a只能取絕對(duì)值）. 速度—時(shí)間圖象: (1)由v-t=v0+at可知，v-t是t的一次函數(shù)，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知其速度—時(shí)間圖象是一傾斜的直線(xiàn). 圖3-1-5 (2)由v-t圖象可確定的量： 可直接看出物體的初速度; 可找出對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度; 可求出它的加速度（斜率=加速度）; 可判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì); 可求出t時(shí)間內(nèi)的位移. 二、位移—時(shí)間關(guān)系 s=v0t+at2.