2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系— （新教材）人教版(2019)高中物理必修第一册教案.doc

1、2.22.2 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 教材分析教材分析 匀变速直线运动的速度与时间的关系是高中物理第一个关于运动学的公式， 它将会 是后面学习运动学的基础。它将会与我们的生活紧密相连。本节通过速度时间的图像为 基础过度到用公式来表达运动的过程，让学生体会探究物理规律的过程，体会学习带来 的快乐与痛苦。通过数形结合的方法研究物理，体会物理知识表达的多元性，同时联系 生活实际， 激发学生的探索和创新的兴趣。 初步学习解决运动学问题的基本方法和步骤。 教学目标教学目标与核心素养与核心素养 物理观念：掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动、v-t 图象的

2、特点.掌 握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式。 科学思维：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。 科学探究：引导学生研究图象、寻找规律得出匀变速直线运动的概念。 科学态度与责任：培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点；培养学生用物理 语言表达物理规律的意识，激发探索与创新欲望。 教学重点与难点教学重点与难点 重点：1、理解匀变速直线运动 v-t 图象的物理意义。 2、掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用。 难点：1、匀变速直线运动 v-t 图象的理解及应用。 2、匀变速直线运动的速度一时间公式的理解及计算。 教学方法教学方法 教师启发引导与

3、探究法相结合并辅以图示法、例证法等。 教教学准备学准备 多媒体课件。 教学过程教学过程 一、新课引入一、新课引入 通过多媒体课件动图展示：飞机做匀速运动,上节课的实验。 如果 C919 飞机沿直线做匀速运动，它的 v-t 图像是一条平行于时间轴的直线。在上 节课的实验中，小车在重物牵引下运动的 v-t 图像是一条倾斜的直线，它表示小车在做 什么样的运动？ 教学设计说明：分别由动图引入更加形象化，再加上运动图像带来直观的感受，有 利于创设问题情境，激发探究动机，引导学生发现问题。 二、新课教学二、新课教学 （一）（一）匀变速直线运动匀变速直线运动 看图问题：1、这个 v-t 图象有什么特点？ 答

4、：一条倾斜的直线 2、这个图象反映了小车的速度有什么特点？ 答：速度方向不变，大小在均匀的增加。 3、你能求出小车的加速度吗？加速度相同吗？ 在图线上去时间间隔t，那么它对应的速度变化为v，由加速度的定义式可得 t v a ，同理在其他地方任意取 t 和 v ，由加速度的定义式可得 t v a ，求证两个 加速度相等即可。构建三角形，根据三角形的知识得到a t v tan，因为两直线平行 同位角相等，所以有aa。所以加速度相同，即物体运动的加速度保持不变。 归纳总结：归纳总结： 匀变速直线运动定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动。 特点：加速度 a 恒定不变v-t 图像是一条倾斜的直线 匀变

5、速直线运动具体的可以为两大类，速度增加和速度减少。 匀加速直线运动： 物体的速度随时间均匀增加。 通过多媒体课件动图：汽车起步、飞机起飞、自由下落的石头。这些都是我们生活 中常见的例子。他们的速度都是在不断的增加，有的是从零开始有的不是。运动的图像 如图所示。 匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小。 通过多媒体课件动图：汽车刹车、飞机降落、石头被竖直上抛。这些都是我们生活 中常见的速度减少的例子。运动的图像如图所示。 课堂练习：例 1、一个物体沿着直线运动，其 v-t 图像如图所示。 （1）它在 1s 末、4s 末、7s 末三个时刻的速度，哪个最大？哪个最小？ （2）它在 1s 末、4s

6、末、7s 末三个时刻的速度方向是否相同? （3）它在 1s 末、4s 末、7s 末三个时刻的加速度，哪个最大？哪个最小？ （4）它在 1s 末和 7s 末的加速度方向是否相同? 解：先分析物体在图像的各段做什么运动，由前面的知 识可得，分别作匀加速、匀速、匀减速运动。v-t 图象中图象 上的每一点表示物体的速度， （1）所以在 1s 末、4s 末、7s 末三个时刻分别做虚线， 则可得三个时刻的速度分别为 1.5m/s、2m/s 和 1m/s；故 4s 末速度最大，7s 末的速度 最小。 （2）由于图像都在第一象限，速度都是正值，所以三个时刻的速度均沿正方向， 故方向相同； （3）图象的斜率表示

7、加速度，分别求出各段的加速度，找到图线与时间轴的夹角 做三角形，求得匀加速的那段 2 1 /5 . 0 02 /1/2 sm ss smsm t v a ，匀速的容易得 a2=0。 求得匀减速的 2 3 /1 68 /2/0 sm ss smsm t v a 。可知，7s 末的加速度最大，4s 末的加 速度最小； （4）加速度的正负不表示大小，只表示方向。故 1s 末的加速度沿正方向，7s 末的 加速度沿反方向；故二者方向不相同。 归纳总结：归纳总结：v v- -t t 图像的理解图像的理解 其上每一个点表示某一时刻的速度， 正负表示速度的方向 （即物体运动的方向） 。 直线的斜率表示加速度，

8、斜率的正负表示加速度的方向 注意：不能从斜率正负说明质点做加速运动或减速运动。 图象经过时间轴说明速度方向改变。 图象出现折点说明加速度改变。 教学设计说明：通过课后练习这个例子来剖析，这样学生可以把笔记记在课本，比 那些纯粹的例子好，例子中既有匀加速运动也有明显区别的匀加速运动以及匀速运动， 比较好分析，也能很好的与课本照应。通过这个例子将强学生对速度时间图像的理解， 也是随前面图像学习的一个小结。 （二二）速度与时间的关系速度与时间的关系 除 v-t 图像外，我们还可以用公式描述物体运动的速度与时间的关系。 如图，物体做匀加速直线运动加速度为 a=1m/s2；求 1s 末，物体的速度？加速

9、度的 意思表示物体的速度每一秒都增加 1m/s。 所以 1s 末的速度在 0 时刻的基础上加 1 即可， 而物体在 0 时刻的速度为 2m/s。所以就会有： 1s 末，物体的速度：v1=211=3m/s 2s 末，物体的速度：v2=2+12=4 m/s 3s 末，物体的速度：v3=2+13=5 m/s 观察可得式子的第一项都相同，即为初速度2m/s，第二 项 的多少个加速度，多少秒后就加多少个加速度，即为 at。 所以：ts 末，物体的速度：v=2+1t= v0+at。这个是我们由图像推导得到的关系式。 如果我们可以把运动开始时刻取作 0 时刻，则由 0 时刻到 t 时刻的时间间隔为，时 间的

10、变化量为：t=t - 0=t（末减初），初速度 v0：计时起点（t=0）的速度；末速度 v （也可用 vt表示）：时刻 t 的速度。速度的变化量为：v = v - v0（末减初），把上述 两式带入 t v a 得： t vv t vv t v a 00 0 由于 a 是一个定值得，v=v0+at。 公式 v=v0+at 的推论。 由于加速度 a 在数值上等于单位时间内速度的变化量，所以 at 就是 t 时间内速度的变化量，再加上运动开始时物体的速度， 就得到 t 时刻物体的速度。 所以公式也可以这样说：末速度=初速度+增加的速度。 由公式可以看出两个特殊的例子：由公式可以看出两个特殊的例子：

11、当 v0= 0 时，v = at，物体做初速度为零的匀加速直线运动。 当 a = 0 时，v= v0 ，物体做匀速直线运动。 公式 v=v0+at 的理解。 适用于匀变速直线运动。 v、v0、a 都是矢量，方向不一定相同, 在直线运动中，如果选定了该直线的一个 方向为正方向，则凡与规定正方向相同的矢量在公式中取正值，凡与规定正方向相反的 矢量在公式中取负值,因此,应先规定正方向。 （一般以 v0的方向为正方向，则对于匀加 速直线运动，加速度取正值；对于匀减速直线运动，加速度取负值。） 统一同一单位制。 教学设计说明：通过雄鹰这个例子来剖析，例子中既有整体的运动也有明显区别的 个体部分的运动，比

12、较好分析，也能很好的与课本照应。为学生提供具体生动的感性材 料，增强感性认识的同时，使得学生发生认知冲突，萌发探索、发现新知的欲望。 课堂练习：例 2、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 0.6 m/s2的加速度加速，10s 未因故突然紧急利车，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？ 解： 汽车先做初速度为 36km/h 的匀加速的直线运动， 持续加速 10s， 之后刹车减速运动， 最后停下来。 （1）初速度sm s m hkmv/10 6060 1

13、00036 /36 0 根据关系式 v= v0+ at 代入数据得 v= 10m/s+ 0.6 m/s210s=16m/s。 （2）汽车做减速运动，注意加速度的负值。且该问的初速度是上一问的末速度。 根据关系式 v= v0+ at 代入数据得 16m/s= 0+（6 m/s2）t 解得：t=2.67s 教学设计说明：学生第一次接触运动学的公式，讲解课本例题的目的在于传授一些 解决运动的问题的方法和步骤。联系生活实际，拓展学生视野，增加对生活的理性认识 和思考。 课本思考与讨论：如图是一个物体运动的 v-t 图象。它的速度怎样变化？在相等的 时间间隔内，即 t=t 时，速度的变化量v 和v 总是

14、相等吗？物体在做匀变速运动 吗？ 解：由图线看以看出物体的速度越来越大，所以做 加速度运动。 在不同的位置去相同的时间间隔做出三角形，比较 两个速度变化量，也就是直角边等长度，可以看出在相等 的时间里，速度的变化量 vv。 速度的变化量与时间的比值等于加速度，在两个相同的时间间隔里， t v t v ， 所以物体的加速度逐渐减小，做非匀变速直线运动。 板书设计板书设计 2 2. .2 2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 一、匀变速直线运动 匀变速直线运动：沿着一条直线，且加速度不变的运动。 特点：加速度 a 恒定不变，v-t 图像是一条倾斜的直线 两类匀变速直线

15、运动：匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加。 匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小。 二、速度与时间的关系 v= v0+ at（末速度=初速度+增加的速度） 特殊例子：当 v0= 0 时，v = at 物体做初速度为零的匀加速直线运动。 当 a = 0 时，v= v0 物体做匀速直线运动。 教学反思教学反思 1、本课程的教学设计多了一个速度时间图像的总结，速度时间图像在上一章中分 别出现过两回，上节课的内容也有所体现，只是没有得到系统化的学习。本节课先总结 这个内容既是对前门图像学习的总结，也是开启速度公式学习的前奏。 2、对于课堂练习的选择上，选了课后的一道习题，这样做既是总结又可以引出新 的知识，比较好。 3、学生理解速度公式的初速度、加速度、末速度、时间。这几个量当中的矢量时 存在困难。最难的在于加速度的方向，加速度方向时不理解的是速度图线越过时间轴后 的样子，这种情况那就不是刹车了，是自由上抛，所以在讲课本练习的时候拓展一下这 个内容。