第一篇:云南省德宏州潞西市芒市中學2014高中物理 2.3 勻變速直線運動的位移與時間的關系教學設計 新人教版必修1
云南省德宏州潞西市芒市中學2014高中物理 2.3 勻變速直線運動的位移與時間的關系教學設計 新人教版必修1
(一)內容及其解析
1、內容:應用??t圖象推導出勻變速直線運動的位移公式x??0t?12at及公式的應用.
22、解析:引導同學用極限思想循序漸進得出v-t圖線下面梯形的面積代表勻變速直線運動的位移.
(二)目標及其解析
1知道勻速直線運動的位移x=υt對應著??t圖象中的矩形面積. 2掌握勻變速直線運動的位移與時間關系的公式x??0t?12at,及其簡單應用.
2(三)教學問題診斷分析
學生對v-t圖線下面梯形的面積代表勻變速直線運動的位移不理解,以至于對勻變速直線運動的位移公式x??0t?
(四)教學支持條件分析
1.為了使學生掌握勻變速直線運動的位移公式x??0t?v-t圖線與坐標軸所圍成的面積表示位移的概念。
(五)教學過程設計
1、教學基本流程
復習勻變速直線運動的速度公式v?v0?at→導學生用極限思想循序漸進得出v-t圖線下面梯形的面積代表勻變速直線運動的位移→推導勻變速直線運動的位移公式→分析總結
2、教學情景
問題1:做勻速直線運動的物體在時間t內的位移與它的υ-t圖象有什么關系? 設計意圖:知道勻速直線運動的位移x=υt對應著??t圖象中的矩形面積
問題2:對于勻變速直線運動,它的位移與它的υ-t圖象是不是也有類似的對應關系呢? 我們在研究此問題之前,先請同學們閱讀"思考與討論"欄目,思考下列問題:
1.你對學生A的估算方法做一評價。
2.若時間間隔△t=0.04s,位置0~5的位移x=?與△t=0.1s求出的x相比較,誤差會怎樣?若△t取得更小呢?
3.要提高估算的精確度,時間間隔小些好還是大些好?為什么? 教師針對學生回答的多種可能性加以評價和進一步指導。
教師從學生討論的結果中歸納得出:△t越小,對位移的估算就越精確。以初速度為υ0的勻加速直線運動為例:利用學生畫出的初速度為υ0的勻加速直線運動的υ-t圖象求時間t內的位移x.問題3:將時間t分成5小段(如書中圖2.3-2乙所示)運用υ-t圖象,求x. 問題4:將時間t分成15小段(如書中圖2.3-2丙所示)運用υ-t圖象,求x. 問題5:將時間t分得非常細(如書中圖2.3-2丁所示)情況又怎樣? 設計意圖:會用微元的思想來理解位移等于v-t直線下的面積
問題6:根據上述的研究,勻加速直線運動的物體在時間t內的位移用υ-t圖象的什么面積來表示?
問題7:對于勻減速直線運動的物體在時間t內的位移能否用υ-t圖象中的梯形面積來表示?
12at推導較困難。212at的推導,本節需要先講2
設計意圖:在υ-t圖象中直線與坐標軸所圍成的面積表示位移
問題8:請同學們根據上述的研究推導出位移x與時間t關系的公式. [板書]勻變速直線運動的位移與時間關系的公式:x??0t?當a=0時,公式為x??0t 當υ0=0時,公式為x?12at 212at 212at 2設計意圖:會推導勻變速直線運動的位移公式x??0t?可見:x??0t?12at是勻變速直線運動位移公式的一般表達式,只要知道運動物體的2初速度和加速度,就可以計算出任意一段時間內的位移,從而確定任意時刻物體所在的位置。
2例題1一輛汽車以1m/s的加速度加速行駛了12s,駛過了180m如圖所示。汽車開始加速時的速度是多少?
2
分析:汽車從開始加速到駛過180m這個過程中,歷時12s,即x=180m,t=12s。這是
2個速度越來越大的過程,加速度的方向與速度的方向相同,取正號,所以a=1m/s。加速度不變,可以應用勻變速直線運動的規律。待求的量是這個過程的初速度υ0。
將學生的解答投影:
解:由x??0t?12at可以解出 2x1?0??at
t2把已知數值代入
180m1??1m/s2?12s?9m/s即汽車開始加速時的速度是9m/s.12s212設計意圖:會使用勻變速直線運動的位移公式x??0t?at
2?0?師生互動:教師引導同學用極限思想循序漸進得出v-t圖線下面梯形的面積代表勻變速直線運動的位移,利用此結論推導勻變速直線運動的位移公式x??0t?12at,做鞏固練習。
2三、目標檢測 1.做勻速直線運動的物體,其位移公式為___________,其 v-t 圖象為__________。在 v-t 圖象中某段時間內位移的大小與____________相等。
2.勻變速直線運動的 v-t 圖象是________________,其中圖象的斜率表示物體的__________,圖象與坐標軸所圍面積是物體的______________。
3.勻變速直線運動中,初末速度與位移的關系式為________________。設計意圖:理解v-t 圖象的物理意義
配餐作業
從下列三組題中任意選擇兩組題完成,建議選擇AB或BC
A組題
1.一物體運動的位移與時間關系則()A.這個物體的初速度為12 m/s B.這個物體的初速度為6 m/s
C.這個物體的加速度為8 m/s2 D.這個物體的加速度為-8 m/s2 2.根據勻變速運動的位移公式和,則做勻加速直線運動的物體,在t 秒內的位移說法正確的是()
A.加速度大的物體位移大 B.初速度大的物體位移大 C.末速度大的物體位移大 D.平均速度大的物體位移大 設計意圖:基礎知識練習
B組題
1.物體由靜止開始做勻加速直線運動,它最初10 s 內通過的位移為80 m,那么它在5 s 末的速度等于_____________,它經過5 m 處時的速度等于____________。
22.汽車以 10m/s的速度行駛,剎車后獲得大小為 2m/s的加速度,則剎車后 4s 內通過的位移為_________m,剎車后 8s 通過的位移為___________m。3.物體從靜止開始以2 m/s2 的加速度做勻加速運動,則前6 s 的平均速度是____________,第6 s 內的平均速度是_____________,第6 s 內的位移是___________。設計意圖:提高學生對基礎知識的理解、運用能力
C組題
1.做勻變速直線運動的物體,在時間t 內的位移為 s,設這段時間的中間時刻的瞬時速度為v1,這段位移的中間位置的瞬時速度為v2,則()A.無論是勻加速運動還是勻減速運動,v1< v2 B.無論是勻加速運動還是勻減速運動,v1> v2 C.無論是勻加速運動還是勻減速運動,v1= v2 D.勻加速運動時,v1< v2,勻減速運動時,v1> v2
2.火車剎車后 7 s 停下來,設火車勻減速運動的最后 1 s 內的位移是 2 m,則剎車過程中的位移是多少米?
設計意圖:提高部分學生的能力 教學反思:
第二篇:云南省德宏州潞西市芒市中學2014高中物理 2.4 勻變速直線運動的位移與速度的關系教學設計 新人教版必修1
云南省德宏州潞西市芒市中學2014高中物理 2.4 勻變速直線運動的位移與速度的關系教學設計 新人教版必修1
(一)內容及其解析
221、內容:通過勻變速直線運動的速度公式和位移公式推導公式v-v0=2ax。并會靈活運用合適的公式解決實際的的問題
2、解析:引導學生回顧勻變速直線運動的速度公式v?v0?at和位移公式x??0t?通過解題來體會推導公式v-v0=2ax的重要性
(二)目標及其解析
221.推導公式v-v0=2ax,會靈活運用合適的公式解決實際的的問題
2.通過解決實際問題,培養學生靈活運用物理規律,解決問題和實際分析結果的能力
(三)教學問題診斷分析
22由于關于勻變速直線運動的公式較多,學要達到靈活應用公式v-v0=2ax還有一個過程
(四)教學支持條件分析
22為了使學生會靈活使用勻變速直線運動的位移與速度的關系式v-v0=2ax,本節準備先講一個關于沒有涉及到時間t的勻變速直線運動的題目,先用度公式v?v0?at和位移公式x??0t?2212at,212at來解,再用推導公式v2-v02=2ax來解,比較兩種方法的簡便性。
2(五)教學過程設計
1、教學基本流程
復習勻變速直線運動的速度公式v?v0?at和位移公式x??0t?12at→引導學推導公式2v2-v02=2ax→分析例題→歸納總結
2、教學情景
下面請同學們回憶一下,勻變速直線運動的速度公式和位移公式,并分析兩個公式的特點。
(1)???0?at―――速度公式(2)x??0t?12at――位移公式 2教師評價并引導:公式中共有五個物理量,一般來說,已知其中的三個量就可以求出其余的一個或兩個物理量。
有了上述兩個公式,基本能解決勻變速直線運動的規律問題。下面請看一個實例: 例題1.射擊時,火藥在槍筒中燃燒。燃氣膨脹,推動彈頭加速運動。我們把子彈在槍筒中
52的運動看做勻加速直線運動,假設子彈的加速度是a=5×10m/s,槍筒長x=0.64m,計算子彈射出槍口時的速度。
解法一:由題意υ
0
=0,根據x?12at先求出時間t再求υ2t?2x2?0.64m??1.6?10?3s 52a5?10m/s ??at?5?105m/s2?1.6?10?3s?800m/s
問題1.能否只用一關系式就能求得結果呢?
題中已知條件和所求的結果都不涉及時間t,將兩個公式聯立,消去t,就直接得到位移與速度的關系式了。推導過程如下: 由???0?at得t? x??0t????0a代入位移公式,12at 22??a?? 2?a??0????0?????0?2 ??a2a?2??02 ?2aa0?0????0?1????0??2??02?2ax 這就是勻變速直線運動的位移與速度關系的公式。當υ2式為??2ax 即
=0時,公這個關系式是勻變速直線運動規律的一個重要的推論。關系式中不含時間t,在一些不涉及到時間的問題中,應用這個關系式是較方便的。
同學們再用此關系式解決這個例題。
52解法二:已知:υ0=0,a=5×10m/s, x=0.64m,根據位移與速度的關系式
?2??02?2ax 可得到
2??2ax??0
?2?5?105m/s2?0.64m?0 ?800m/s即子彈射出槍口時的速度是800m/s.設計意圖:會推導位移速度公式?式
例題2.某飛機著陸時的速度是216km/h,隨后勻減速滑行,加速度的大小是2m/s。機場的跑道至少要多長才能使飛機安全的停下來?
2例題3.一架載滿乘客的客機由于某種原因緊急著陸,著陸時的加速度大小為6.0m/s,著陸前的速度為60m/s,問飛機著陸后12s內滑行的距離為多大?
2解法一:飛機著陸后做勻減速運動至停下之后保持靜止,是勻減速運動,即a=-6.0 m/s.故有:飛機做勻減速運動至停止所用時間為:
22??0?2ax,并會靈活使用勻變速直線運動的相關公
2t0????0a?0?60m/s?10s 2?6.0m/s可見:飛機著陸后的12s內前10s做勻減速運動,后2s停止不動。所以著陸后12s內滑行的距離即為前10s內滑行的距離:
12x??0t0?at0
21?60m/s?10s??6.0m/s2?(10s)2=300m 22解法二:飛機著陸后做勻減速運動至停下之后保持靜止,是勻減速運動,即a=-6.0 m/s.故有:飛機做勻減速運動至停止所用時間為:
t0????0a?0?60m/s?10s
?6.0m/s22可見:飛機著陸后的12s內前10s做勻減速運動,10s末飛機就已經停止即末速度為零。所以著陸后12s內滑行的距離即為速度從60m/s到停止的過程中滑行的距離,根據位移與速度關系式?2??0?2ax得到
2?2??0x?2a0?(60m/s)2 ?22?(?6.0m/s)=300m 即飛機著陸后12s內滑行的距離為300m.設計意圖:會靈活使用勻變速直線運動的公式 師生互動:本節準備先講一個關于沒有涉及到時間t的勻變速直線運動的題目,先用度公式
1v?v0?at和位移公式x??0t?at2來解,再引導學生推導并使用公式v2-v02=2ax來解,2比較兩種方法的簡便性。做鞏固練習。
三、目標檢測
勻變速直線運動規律
1、速度規律v= 若v0=0,則v=
2、位移規律x= 若v0=0,則x=
3、勻變速直線運動位移速度的關系式是 設計意圖:知道勻變速直線運動的相關公式
配餐作業
從下列三組題中任意選擇兩組題完成,建議選擇AB或BC
A組題
21.關于公式v2?v0?2as,下列說法中正確的是()A.此公式只適用于勻加速直線運動 B.此公式也適用于勻減速直線運動 C.此公式只適用于位移x為正值的情況
D.此公式不可能出現a、x同時為負值的情況
22.一物體做勻變速直線運動,初速度v0=1 m/s,加速度a=-2m/s,取v0為正方向,以初速度為v0時作為計時起點和計算位移的起點,則()A.t=1s時,物體的速度為零 B.t=1s時,物體的位移為零 C.0~1s內,物體的位移為負值
D.物體的位移為-2m時,速度為-3m/s 3.如圖所示,物體A在斜面上勻加速由靜止滑下x1后,又勻減速地在平面上滑過x2后停下,測得x2=2x1,則物體在斜面上的加速度a1與平面上加速度a2的大小關系為()A.a1?a2 B.a1?2a2 C.a1?1a2 D.a1?4a2 2設計意圖:基礎知識練習
B組題
1.一列火車由靜止以恒定的加速度起動出站,設每列車廂的長度相同,不計車廂間間隙距離,一觀察者站在第一列車廂最前面,他通過測時間估算出第一列車廂尾駛過他時的速度為v0則第n列車廂尾駛過他時的速度為()
A.nV0 B.nv0 C.nv0 D.2nv0
2.一質點以初速度v0從A點勻加速運動到B點,到達B點時速度為v,則它在AB中點時的速度大小為()
2v0?vv0?v2A. B.
22v0?v2C.v0v D.
2設計意圖:提高學生對基礎知識的理解、運用能力
C組題
1、假定航空母艦飛機起飛的滑道長為250 m,飛機起飛時的速度不得小于180 km/h,那么飛機勻加速起飛時的加速度至少應多大?
2、子彈以速度800m/s水平射入一木板,穿出木板時速度是300m/s,加速度大小為2.5×6210m/s,求:(1)木板的厚度
(2)如果子彈射入同樣質地的一塊很厚的木板,子彈能射入多深?
設計意圖:提高部分學生的能力 教學反思:
1.由這節課開始,有較多的公式運算,要根據學生的情況,要求他們應用代數的方法求解未知量。一開始養成好習慣,對以后的學習很有好處。計算的題目不可過于繁瑣,并應著重分析其物理意義,防止將公式變來換去而忽略了物理意義。
2.由于學生剛接觸勻變速直線運動規律,在講解、選用習題時過程不要太復雜。要先讓學生做一些簡單的練習以熟悉公式,理解公式的物理意義。
3.該教案制定的三維教學目標具體、準確,符合本節課的教學內容,體現了新課標的理念。教學的重、難點把握準確,教學方法合適;整節課的設計思路清晰、流暢。
4.教案對教材進行大膽的處理:刪去教材中“思考與討論”欄目的內容,增加“通過面積推導位移公式”和“位移公式的實驗驗證”等內容,把“做一做”欄目的內容和例題移到下一節課的教學中。這種做法既實現了運用數學方法和極限思想研究并解決物理問題,又使教學過程更流暢,重點更突出,并且進一步提高學生的學習主動性和積極性,有利于培養學生發散思維的能力和科學探究的能力。教案通過知識的鋪墊、方法的遷移、多媒體課件的演示等手段,分散了教學難點,同時又讓學生受到科學研究方法的熏陶。在教學過程中發現學生對“極限”思想有了初步認識,但有一定難度,在以后的教學中還要不斷滲透。實驗設計和數據處理上,對學生要求較高。
第三篇:江西省永豐中學高中物理 2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系教學設計 新人教版必修1
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高中物理新課標教學設計
2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系
【學習者分析】
速運動是學生初中學習的內容,上一章的學習中,學生已經掌握了運動圖象,在理解瞬時速度的概念時也滲透了微分、極限的思想,高中物理引進了很多極限思想的科學思維方法,而目前高一的學生對這種思維方法雖然已接觸,但還是比較陌生。學生以學過的瞬時速度概念和勻速運動為基礎,利用實例,巧妙設疑,啟發學生思考,讓學生在自主討論的學習環境下深化對微分法的理解,培養學生分析問題的能力。【教材分析】
必修第一章學習了描述運動的概念,本章學習勻變速直線運動幾個物理量之間的定量關系,本節研究的是勻變速直線運動的位移與時間的關系。上一章為本節奠定了全面的基礎.本節是第一章概念和科學思維方法的具體應用。
作為最簡單的變速運動,本節勻變速直線運動位移規律的學習將為認識自由落體運動和其他更復雜的運動如平拋運動創造了條件。而且掌握了勻變速直線運動位移和時間的關系,再通過牛頓第二定律,就能進一步推導出動能定理的關系式。可見本節的知識在整個力學中具有基礎性的地位,起著承上啟下的作用。【教學目標】 1.知識與技能:
(1)知道勻速直線運動的位移與時間的關系(2)理解勻變速直線運動的位移及其應用
(3)理解勻變速直線運動的位移與時間的關系及其應用
(4)理解v-t圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內運動的位移 2.過程與方法:
(1)通過近似推導位移公式的過程,體驗微元法的特點和技巧,能把瞬時速度的求法與此比較。
(2)感悟一些數學方法的應用特點。3.情感態度與價值觀:
(1)經歷微元法推導位移公式和公式法推導速度位移關系,培養自己動手能力,增加物理情感。
(2)體驗成功的快樂和方法的意義。
【重點難點】
(1)理解勻變速直線運動的位移及其應用
(2)理解勻變速直線運動的位移與時間的關系及其應用
【設計思想】
本節課主要運用的是啟發探究式綜合教學方法。對教學的重難點即微分法的教學上采用了目標導學法,以思維訓練為主線,創設問題情境,通過小組討論和歸納,引導學生積極思考,探索和發現科學規律。既明確了探究的目標和方向,又最大限度地調動了學生積極參與教學活動,充分體現“教師主導,學生主體”的教學原則。在從勻速過渡到變速的教學上采用了比較法,啟發學生從已有認識獲得新知;并利用數學知識解決物理問題。另外還通過知識的鋪墊、方法的遷移、多媒體課件的演示等手段,分散教學難點,引導學生動口、動腦、“備課大師”全科【9門】:免注冊,不收費!http://www.tmdps.cn/ 物理備課大師 wl.eywedu.net【全免費】
和二次函數知識,你能畫出勻變速直線運動x?v0t?(v0,a是常數)
學生活動:學生在坐標紙上作x-t圖象。
12at的x-t圖象嗎?2總結:培養學生把數學課的知識在物理課中應用,體會物理與數學的密切關系,培養學生做關系式圖象的處理技巧。
教師活動:(投影)展示學生畫的草圖,讓學生分析作圖的過程。學生活動:學生分析講解。
總結:培養學生結合數學圖象和物理知識分析問題的能力和語言概括表述能力。教師活動:(投影)進一步提出問題:如果一位同學問:“我們研究的是直線運動,為什么畫出來的x-t圖象不是直線?”你應該怎樣向他解釋?
學生活動:學生思考討論,回答問題:
位移圖象描述的是位移隨時間的變化規律,而直線運動是實際運動。
總結:培養學生結合數學方法和物理規律辨析問題的能力。X k b 1.c o m
3、對勻變速直線運動的位移-時間公式的應用
(1)教師活動:(投影)例題(P39):引導學生閱讀題目,進行分析。學生活動:在老師的引導下,在練習本上寫出解答過程。教師活動:(投影)學生的解答,進行適當點評。
(2)如右圖所示為一列火車出站后做勻加速直線運動的v-t圖象.請用“圖象面積法”求出這列火車在8 s內的位移。
【解析】 v-t圖線與時間軸所圍面積 S=1/2(上底+下底)×高=1/2×(10+20)× 8=120,此面積對應于列車8 s內的位移,故該列車在8 s內的位移是120 m.【答案】 120 m
(四)課堂小結
本節重點學習了對勻變速直線運動的位移-時間公式x?v0t?12at的推導,并學習了運用2該公式解決實際問題。在利用公式求解時,一定要注意公式的矢量性問題。一般情況下,以初速度方向為正方向;當a與v0方向相同時,a為正值,公式即反映了勻加速直線運動的速度和位移隨時間的變化規律;當a與v0方向相反對,a為負值,公式反映了勻減速直線運動
“備課大師”全科【9門】:免注冊,不收費!http://www.tmdps.cn/ 物理備課大師 wl.eywedu.net【全免費】 的速度和位移隨時間的變化規律。代入公式求解時,與正方向相同的代人正值,與正方向相反的物理量應代入負值
五、作業
(1)完成P40的思考與討論(2)完成P40練習第2、3題 【板書設計】
2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系
1、勻速直線運動的位移: x=vt
2、勻變速直線運動的位移:
x?v0t?12at 2
【教學反思】
在這節課里,我把一個在物理學發展中極為深刻而有效的思維方法—微分法,以簡約化的方式呈現出來了。這樣處理的目的是為了防止教學中僅僅側重知識點 “套用”,而忽視了科學思維方法的培養。“一個變化過程在極短時間內可以認為是不變的”.這也是一種科學的思路。而且常常是對待復雜物理問題的一種科學方法。本節課讓學生在滲透中形成了科學的思路,掌握了基本的方法,達到了提高解決問題能力的目的。
我對本節教材進行適當的處理:利用教材中“思考與討論”欄目的內容,通過學生小組討論的形式,對“v-t圖象面積位移關系”進行充分探究,把“做一做”欄目的內容移到下一節課。這種做法既實現了運用數學方法和極限思想研究并解決物理問題,又使教學過程更流暢,重點更突出,提高學生的學習主動性和積極性,有利于培養學生發散思維的能力和科學探究的能力。不足之處是在教學過程中發現學生小組討論時,設計的問題還不夠開放,實際上學生可以自己找到正確方法,應該讓學生有更充分的討論空間.“備課大師”全科【9門】:免注冊,不收費!http://www.tmdps.cn/
第四篇:2018年高中物理必修一教案:2.3 勻變速直線運動的位移與時間的關系(本站推薦)
2.3 勻變速直線運動的位移與時間的關系
【教學目標】
一、知識與技能
1.知道勻速直線運動的位移與時間的關系。
2.理解勻變速直線運動的位移與時間的關系及其應用。
3.理解v-t圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內的位移。
二、過程與方法
1.通過近似推導位移公式的過程,體驗微元法的特點和技巧,能把瞬時速度的求法與此比較。
2.感悟一些數學方法的應用特點。
三、情感、態度與價值觀
1.經過微元法推導位移公式,培養自己動手能力,增加物理情感。2.體驗成功的快樂。【教學重點】
1.理解勻變速直線運動的位移及其應用。
2.理解勻變速直線運動的位移與時間的關系及其應用。【教學難點】
1.v-t圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內運動的位移。2.微元法推導位移公式。【課時安排】 2課時.【教學過程】
第一課時
一、導入新課
初中已學過勻速直線運動求位移的方法x=vt,在速度—時間圖像中可看出位移對應著一塊矩形面積。(此處讓學生思考回答)
對于勻變速直線運動是否也對應類似關系呢?
二、新授
分析教材 “思考與討論”,引入微積分思想,對教材P38圖2.3-2的分析理解(教師與學生互動)確認v-t圖像中的面積可表示物體的位移。
位移公式推導:
先讓學生寫出梯形面積表達式:
S=(OC+AB)OA/2 分請學生析OC,AB,OA各對應什么物理量?并將v = v0 + at 代入,得出:x = v0t + at2/2 注意式中x, v0 ,a要選取統一的正方向。應用:1.書上例題分析,按規范格式書寫。
2.補充例題:汽車以10s的速度行駛,剎車加速度為5m/s,求剎車后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*15*22/2 = 10m
x3 = 10*3v02 = 2ax(注意:該式為不獨立的導出式)
? 練習:由前面例題:v0 =10m/s, a =-5m/s2 求剎車經7.5m時的速度?
由公式:
v =-5m/s(舍去)
剎車經7.5米時的速度為5m/s,與初速度方向相同。
補充練習: 1.某航空母艦上飛機在跑道加速時,發動機最大加速度為5m/s2,所需起飛速度為50m/s,跑道長100m,通過計算判斷,飛機能否靠自身發動機從艦上起飛?為了使飛機在開始滑行時就有一定的初速度,航空母艦裝有彈射裝置,對于該型號的艦載飛機,彈射系統必須使它具有多大的初速度?(答:不能靠自身發動機起飛;39m/s。)
2.為了測定某轎車在平直路上運動時的加速度(轎車啟動時的運動可以近似看做勻加速運動),某人拍攝了一張在同一底片上多次曝光的照片(如圖),如果拍攝時每隔2s曝光一次,轎車車身總長為4.5m那么這輛轎車的加速度約為()
A 1m/s;
B 2m/s;
C 3m/s;
D 4m/s;
(答:B)
第二課時
一、引入新課
上節課我們學習了勻變速直線運動的位移,知道了勻變速直線運動的速度-時間圖象中,圖線與時間軸所圍面積等于運動的位移;并推導出了勻變速直線運動的位移-時間公式x?v0t?12at。這節課我們繼續探究勻變速直線運動的位移與速度的關系。
2二、新課
勻變速直線運動的位移與速度的關系
我們分別學習了勻變速直線運動的位移與時間的關系,速度與時間的關系,有時還要知道物體的位移與速度的關系,請同學們做下面的問題:
(投影)“射擊時,火藥在槍筒中燃燒,燃氣膨脹,推動彈頭加速運動。我們把子彈在槍筒中的運動看作勻加速直線運動,假設子彈的加速度是a=5*103m/s2,槍筒長x=0.64m,計算子彈射出槍口時的速度。并推出物體的位移與速度的關系式。
2學生做題并推導出物體的位移與速度的關系:v2?v0?2ax
培養學生在解答題目時簡化問題的能力和推導能力;在解答勻變速直線運動的問題時,2如果已知量和未知量都不涉及時間,應用公式 v2?v0?2ax求解,往往會使問題變得簡單,方便。
小結:v?v0?at ①x?v0t?122at ② v2?v0?2ax③是解答勻變速2直線運動規律的三個重要公式,同學們要理解公式的含義,靈活選擇應用。
三、課堂總結
通過兩節課的學習,掌握了勻變速直線運動的三個基本公式,v?v0?at ①x?v0t?122at ② v2?v0?2ax③,這是解答勻變速直線運動規律的三個重要公2式,同學們要理解公式的含義,靈活選擇應用。
在利用公式求解時,一定要注意公式的矢量性問題。一般情況下,以初速度方向為正方向;當a與v0方向相同時,a為正值,公式即反映了勻加速直線運動的速度和位移隨時間的變化規律;當a與v0方向相反對,a為負值,公式反映了勻減速直線運動的速度和位移隨時間的變化規律。代入公式求解時,與正方向相同的代人正值,與正方向相反的物理量應代入負值。
四、實例探究
公式的基本應用(x?v0t?12at)2[例1]一輛汽車以10m/s2的加速度做勻減速直線運動,經過6秒(汽車未停下)。汽車行駛了102m。汽車開始減速時的速度是多少?
分析:汽車一直作勻減速運動,其位移可由多種不同方法求解。
11x?at2102??(?1)?621222解法1:由x?v0t?at得v0???20 m/s 2t6所以,汽車開始減速時的速度是20m/s 解法2: 整個過程的平均速度v?又v?v0?vtat,而vt?v0?at,得v?v0?
22x102at?1?6??17 m/s,解得v0?v??17??20 m/s t622所以,汽車開始減速時的速度是20m/s
點撥:①運動學公式較多,故同一個題目往往有不同求解方法;②為確定解題結果是否正確,用不同方法求解是一有效措施。
關于剎車時的誤解問題
[例2] 在平直公路上,一汽車的速度為15m/s。,從某時刻開始剎車,在阻力作用
下,汽車以2m/s2的加速度運動,問剎車后10s末車離開始剎車點多遠?
讀題指導:車做減速運動,是否運動了10s,這是本題必須考慮的。
分析: 初速度 v0=15m/s,a =-2m/s2,分析知車運動 7.5s就會停下,在后 2.5s內,車停止不動。
解:設車實際運動時間為t,v t=0,a=-2m/s2
由v?v0?at知 運動時間t??v0?15??7.5s a?2說明剎車后7.5s汽車停止運動。
2由v2?v0?2ax得
2v2?v0?152所以車的位移x???56.25m
2a2?(?2)點評:計算題求解,一般應該先用字母代表物理量進行運算,得出用已知量表達未知量的關系式,然后再把數值代入式中,求出未知量的值。這樣做能夠清楚地看出未知量與已知量的關系,計算也比較簡便。
關于先加速后減速問題(圖像的巧妙應用)
[例3]從車站開出的汽車,做勻加速直線運動,走了12s時,發現還有乘客沒上來,于是立即做勻減速運動至停車。汽車從開出到停止總共歷時20s,行進了50 m。求汽車的最大速度。
分析:汽車先做初速度為零的勻加速直線運動,達到最高速度后,立即改做勻減速運動,可以應用解析法,也可應用圖像法。
解法1:設最高速度為vm,由題意,可得方程組
x?1212a1t1?vmt2?a2t2 t?t1?t2 22vm?a1t1 0?vm?a2t2
整理得vm?2x2?50??5m/s t20解法2:用平均速度公式求解。
勻加速階段和勻減速階段平均速度相等,都等于
vmv,故全過程的平均速度等于m,22由平均速度公式得vmx2x2?50??5m/s =,解得vm?tt202可見,用平均速度公式求解,非常簡便快捷,以后大家要注意這種解法。
解法3:應用圖象法,做出運動全過程的v-t圖象,如圖所示。v-t圖線與t軸圍成三角形的面積與位移等值,故
x?vmt2x2?50??5m/s,所以vm?t202
布置作業
書面完成P40“問題與練習”
1、2兩題。
第五篇:高一物理必修一教學設計2.3《勻變速直線運動的位移與時間的關系》
2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系
一、教材分析 高中物理引入極限思想的出發點就在于它是一種常用的科學思維方法,上一章教科書用極限思想介紹了瞬時速度和瞬時加速度。本節介紹v-t圖線下面四邊形的面積代表勻變速直線運動的位移時,又一次應用了極限思想。當然,我們只是讓學生初步認識這些極限思想,并不要求會計算極限。按教科書這樣的方式來接受極限思想,對高中學生來說是不會有太多困難的。學生學習極限時的困難不在于它的思想,而在于它的運算和嚴格的證明,而這些,在教科書中并不出現。教科書的宗旨僅僅是“滲透”這樣的思想。
二 教學目標
(1)知識與技能
1、知道勻速直線運動的位移與時間的關系
2、理解勻變速直線運動的位移及其應用
3、理解勻變速直線運動的位移與時間的關系及其應用
4、理解v-t圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內運動的位移(2)過程與方法
1、通過近似推導位移公式的過程,體驗微元法的特點和技巧,能把瞬時速度的求法與此比較。
2、感悟一些數學方法的應用特點。(3)情感、態度與價值觀
1、經歷微元法推導位移公式和公式法推導速度位移關系,培養自己動手能力,增加物理情感。
2、體驗成功的快樂和方法的意義。
三 教學重點
1、理解勻變速直線運動的位移及其應用
2、理解勻變速直線運動的位移與時間的關系及其應用 教學難點
1、v-t圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內運動的位移
2、微元法推導位移公式。四 學情分析
我們的學生實行A、B、C分班,學生已有的知識和實驗水平有差距。有些學生對于極限法
(三)、合作探究,精講點撥
1、勻變速直線運動的位移
教師活動:(1)培養學生聯想的能力和探究問題大膽猜想,假設的能力
(2)(投影)啟發引導,進一步提出問題,但不進行回答:對于勻變速直線運動的位移與它的v-t圖象是不是也有類似的關系?
學生活動:學生思考。
教師活動:我們先不討論是否有上述關系,我們先一起來討論課本上的“思考與討論”。學生活動:學生閱讀思考,分組討論并回答各自見解。最后得出結論:學生A的計算中,時間間隔越小計算出的誤差就越小,越接近真值。
總結:培養以微元法的思想分析問題的能力和敢于提出與別人不同見解發表自己看法的勇氣。培養學生勤鉆細研分析總結得出物理規律的品質。
這種分析方法是把過程先微分后再累加(積分)的定積分思想來解決問題的方法,在以后的學習中經常用到。比如:一條直線可看作由一個個的點子組成,一條曲線可看作由一條條的小線段組成。
教師活動:(投影)提出問題:我們掌握了這種定積分分析問題的思想,下面同學們在坐標紙上作初速度為v0的勻變速直線運動的v-t圖象,分析一下圖線與t軸所夾的面積是不是也表示勻變速直線運動在時間t內的位移呢?
學生活動:學生作v-t圖象,自我思考解答,分組討論。
總結:培養學生用定積分的思想分析v-t圖象中所夾面積表示物體運動位移的能力。教師活動:(投影)學生作的v-t圖解,讓學生分析講解。
(如果學生分析不出結論,讓學生參看課本圖23-2,然后進行討論分析。)
學生活動:根據圖解分析講解,得出結論:v-t圖象中,圖線與t軸所夾的面積,表示在t時間內物體做勻變速直線運動的位移。
總結:培養學生分析問題的邏輯思維,語言表達,概括歸納問題的能力。
2、推導勻變速直線運動的位移-時間公式
教師活動:(投影)進一步提出問題:根據同學們的結論利用課本圖2.3-2(丁圖)能否推導出勻變速直線運動的位移與時間的關系式?
學生活動:學生分析推導,寫出過程:
S面積?1(OC?AB)?OA 2-3
(四)反思總結,當堂檢測
反思總結
本節重點學習了對勻變速直線運動的位移-時間公式x?v0t?12at的推導,并學習了2運用該公式解決實際問題。在利用公式求解時,一定要注意公式的矢量性問題。一般情況下,以初速度方向為正方向;當a與v0方向相同時,a為正值,公式即反映了勻加速直線運動的速度和位移隨時間的變化規律;當a與v0方向相反對,a為負值,公式反映了勻減速直線運動的速度和位移隨時間的變化規律。代入公式求解時,與正方向相同的代人正值,與正方向相反的物理量應代入負值。
當堂檢測
[例1] 火車沿平直鐵軌勻加速前進,通過某一路標時的速度為10.8km/h,L。1min后變成 54km/h,再經一段時間,火車的速度達到 64.8km/h。求所述過程中,火車的位移是多少?
點撥①運動學公式較多,故同一個題目往往有不同求解方法;②為確定解題結果是否正確,用不同方法求解是一有效措施。
[例2] 在平直公路上,一汽車的速度為15m/s。,從某時刻開始剎車,在阻力作用下,汽車以2m/s2的加速度運動,問剎車后10s末車離開始剎車點多遠?
讀題指導:車做減速運動,是否運動了10s,這是本題必須考慮的。
分析: 初速度 v0=15m/s,a =-2m/s2,分析知車運動 7.5s就會停下,在后 2.5s內,車停止不動。
解:設車實際運動時間為t,v t=0,a=
運動時間t??v0?151??7.5s所以車的位移x?v0t?at2?56.25m
2a?2[例3]從車站開出的汽車,做勻加速直線運動,走了12s時,發現還有乘客沒上來,于是立即做勻減速運動至停車。汽車從開出到停止總共歷時20s,行進了50 m。求汽車的最大速度。
由平均速度公式得vmx2x2?50??5m/s =,解得vm?tt202可見,用平均速度公式求解,非常簡便快捷,以后大家要注意這種解法。
解法3:應用圖象法,做出運動全過程的v-t圖象,如圖所示。v-t圖線與t軸圍成三角形的面積與位移等值,故
x?vmt2x2?50??5m/s,所以vm?t202
(五)發導學案、布置預習。