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人教版高中物理必修1教学设计
课题
匀变速直线运动的位移与时间的关系
单元
2
学科
物理
年级
高一
学习
目标
1.知识与技能
⑴知道匀变速直线运动v-t图像的特点,理解图像的物理意义,并获取信息;
⑵掌握推到匀变速直线运动的速度与时间关系式,并能利用所学公式分析解决相关问题。
2.过程与方法
⑴培养学生分析图像的能力,并掌握对物理规律进行总结和归纳的思想与方法;
⑵通过对图像的探究,更加理解微分思想和数学方法对物理问题研究解决的重要性,理解探究匀变速直线运动的速度和时间关系式的过程。
3.情感、态度与价值观
⑴通过联系生活中一些现象,让学生学会观察生活,体会物理源于生活,物理联系社会。
⑵培养学生探究兴趣,激发成就感;养成学科学、爱科学、用科学的习惯;从探究中体验科学之美,体会合作的重要性。
(3)通过匀变速直线运动的位移与时间的关系的公式推导过程,理解并意会微分思想的重要性。
重点
理解匀变速直线运动v-t图像的物理意义。
理解掌握匀变速直线运动中速度和时间的关系式。
难点
学会通过v-t图像判断物体的运动情况以及从图像中获取信息。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
出示图片:100米赛跑
苏炳添,1989年8月29日出生于广东省中山市,广府人北京体育大学体能训练学院博士研究生。
男子60米、100米亚洲纪录保持者。
由苏炳添介绍,快速增加自己成绩,原因有很多,其中包括起步阶段的启动要快,甚至细致到整个比赛过程要跨多少步。
出示图片:百米赛跑
由苏炳添介绍,对于运动员在100米比赛中,想要提高成绩,有很多学问,比如他们不仅关注物体运动的速度随时间变化的规律,而且还希望知道物体运动的位移随时间变化的规律。
今天,我们就来重点探究匀变速直线运动的位移与时间有怎样的关系?
观察图片百米赛跑
引入引入本节课
题匀变速直线运动的位移与时间有怎样的关系?
讲授新课
一、匀速直线运动的位移
1、匀速直线运动的位移与时间的的关系:x=vt,它的v-t图象是平行于t轴的一条直线
如图v–t图线与t轴所夹的矩形“面积”就是匀速直线运动的位移。
思考讨论:位移是矢量既有大小又有方向,图像上如何表示匀速直线运动的位移的方向呢?
面积在时间轴上方,表示位移的方向为正方向;面积在时间轴下方,表示位移的方向为负方向。
二、匀变速速直线运动的位移
1、从v-t图象中探究匀变速直线运动的位移
如图v–t图线与t轴所夹的梯形“面积”是否匀变速直线运动的位移呢?
出示图片:粗略地表示位移,分4个小矩形,较精确地表示位移分8个小矩形
假如把时间轴无限分割,情况又会怎么样呢?
教师总结:如果把整个运动过程分割得非常非常细,很多很多小矩形的面积之和就能非常精确地代表物体的位移了。这是物理上常用的微元法。
结论:匀变速直线运动的位移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示.
下面请同学们依据这个结论和v-t图象,求得位移的计算式。
由图可知梯形的面积:S梯形=(V0+V)×t/2
即位移:
将v=v0+at代入上式,有
2.匀变速速直线运动的位移公式:
(1)t是指物体运动的实际时间(刹车问题)
(2)使用公式时应先规定正方向,一般以υ0的方向为正方向,若a与v0同向,则a取正值;若a与v0反向,则a取负值;
(3)如果初速度为0,
(4)解题时先用字母代表物理量,再代入数值进行计算,代入数据时,各物理量的单位要统一。
典型例题1.一辆汽车以大小为2m/s2的加速度做匀减速直线运动,经过2s(汽车未停下),汽车行驶了36m。汽车开始减速时的速度是()
A.9m/s B.18m/s
C.20m/s D.12m/s
【答案】C
【详解】
由x=v0t+at2,将x=36m,a=-2m/s2,t=2s代入解得
v0=20m/s
故选C。
典型例题2.一辆汽车刹车后运动的位移随时间变化的运动规律是x=10t-2t2,x与t的单位分别是m和s。下列说法中正确的是()
A.初速度v0=10m/s,加速度大小a=4m/s2
B.初速度v0=4m/s,加速度大小a=10m/s2
C.汽车刹车所用时间为5s
D.汽车刹车后4s内的位移是8m
【答案】A
【详解】
AB.根据:
,
得,
v0=10m/s,a=-4m/s2,
即加速度大小为4m/s2,方向与初速度方向相反,A正确B错误;
CD.汽车速度减为零的时间为:
,
则刹车后4s内的位移为:
,
CD错误。
故选A。
3.汽车以10m/s的速度在平直的公路上匀速前进,司机发现正前方x处有一辆自行车以4m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做a=﹣6m/s2的匀变速运动,若汽车恰好碰不上自行车,则x的大小为
A.3m B.
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