高中物理第二章匀变速直线运动的研究第2节匀变速直线运动的速度与时间的...

电子胶带匀速直线运动速度和时间的关系
教材分析
从上节探究小车运动的速度随时间的变化得到的vt图象入手,分析vt图象,当图象是直线时,其意义表明加速度不变,由此定义了匀变速直线运动,进一步导出速度公式vv0at,最后通过两个例题加深理解。
为了扩展学生的认识,在“说一说”栏目中列举了一个加速度变化的直线运动的例子。学生通过思考进一步加深对物体做变速运动的认识。
学情分析
通过上节课的学习,学生掌握了研究小车运动的方法,通过分析、计算,作出了小车运动的vt图象。学生也掌握了分析一次函数图象的数学知识。本节课将数理知识结合起来,探究小车速度随时间的变化关系。
设计思路零时刻
在上节通过实验,真实记录小车在重物牵引下运动时,根据时间与对应的速度的数据作出了速度与时间关系的图象,发现存在着这样一种运动:它的vt图象是一条倾斜的直线。提出以下具有启发性的问题:
vt图象中的一点表示什么含义?(某一时刻的速度)
小车的vt图象是一条倾斜的直线,表明小车的速度随时间是怎样变化的?有什么特点?(小车速度不断增大。速度变化是均匀的,即加速度是不变的。)
这条倾斜直线所表示的速度随时间变化的关系怎样用公式来描述?
引导学生进行下述推理:,现在a是定值(不变),Δtt-0,Δvvv0,代入上式,得vv0at
要注意逻辑推理的过程,要让学生体验科学推理的方法。这段教学的处理,目的是强化从实验得出规律的一般性过程,练习用图象分析问题的一般方法,逻辑线索清晰。它在价值观及科学过程、科学方法上的教育价值比较高。应该避免直接从加速度的定义出发,经过代数式的变形,马上就得到vv0at的做法。
对导出的速度公式,要让学生理解不仅适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动。
三维目标
知识与技能
1.知道匀变速直线运动的vt图象特点,理解图象的物理意义;
2.掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动vt图象的特点;
3.理解匀变速直线运动v翻转机构t图象的物理意义,会根据图象分析解决问题;
4.掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式,能进行有关的计算。
过程与方法
1.培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力;
2.引导学生研究图象、寻规律得出匀变速直线运动的概念;
3.引导学生用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义。
情感态度与价值观
1.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;
2.培养学生透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识。
教学重点
拉链鞋
1.理解匀变速直线运动vt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。
教学难点   
1.匀变速直线运动vt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
探究、讲授、讨论、练习。
教具准备
多媒体课件。
课时安排
2课时。
教学过程
[新课导入]
匀变速直线运动是一种理想化的运动模型,生活中的许多运动由于受到多种因素的影响,运动规律往往比较复杂,但我们忽略某些次要因素后,有时也可以把它们看成是匀变速直线运动。例如:在平直的高速公路上行驶的汽车,在超车的一段时间内,可以认为它做匀加速直线运动,刹车时则做匀减速直线运动,直到停止。深受同学们喜爱的滑板车运动中,运动员站在板上从坡顶笔直滑下时做匀加速直线运动,笔直滑上斜坡时做匀减速直线
运动。
我们通过实验探究的方式描绘出了小车的vt图象,它表示小车做什么样的运动呢?小车的速度随时间怎样变化?我们能否用数学方法得出速度随时间变化的关系式呢?
[新课教学]
一、匀变速直线运动
1、匀速直线运动
(1)匀速直线运动
物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里位移相等,这种运动就叫做匀速直线运动。
(2)匀速直线运动的特点
在任意相等的时间里位移都相等;速度矢量恒定。
(3)匀速直线运动的速度一时间图象及特点
[讨论与交流]
1.请同学们思考速度一时间图象的物理意义。
速度一时间图象是以坐标的形式将各个不同时刻的速度用点在坐标系中表现出来,它以图象的形式描述了质点在各个不同时刻的速度,反映速度随时间的变化规律。
2.请同学们思考讨论匀速直线运动的两个速度一时间图象,在vt图象中能看出哪些信息呢?思考讨论图象的特点,尝试描述这种直线运动。
能从速度一时间图象中得出质点在各个不同时刻的速度,包括大小和方向;
从左图中能看出这个直线运动的速度不随时间变化,在不同的时刻,速度值都等于零时刻的速度值。不随时间变化的速度是恒定的,说明质点在做匀速直线运动.速度大小为10m/s,方向与规定的正方向相同;
在右图中的速度值大小也是10m/s,但它却是负值,速度方向与规定的正方向相反,因为速度值也保持不变,所以它也是匀速直线运动;
匀速直线运动的速度一时间图象是一条平行于时间轴的直线;
匀速直线运动是速度保持不变的直线运动,它的加速度a=0。
3.你能断定这两个图象中所表示的运动方向相反吗?
因为这两个图象不是在同一个坐标系中,两个坐标系中规定的正方向不一定是相同的,所以不能断定它们的方向一定相反。
2、匀变速直线运动
顶喷在上节的实验中,小车在重物牵引下运动的vt图象是一条倾斜的直线,它表示小车在做什么样的运动?
[讨论与交流]
上节课我们自己实测得到的小车运动的速度一时间图象,如图所示。请同学们尝试取相等的时间间隔,看它们的速度变化量的特点。
从图中可以看出,由于vt图象是直线,无论Δt选在什么区间,对应的速度v的变化量Δv与时间t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,上节实验中小车的运动是加速度不变的运动,小车在相等的时间间隔内速度的增加量相同。
请同学们尝试描述小车的运动情况。
图象是一条过原点的倾斜直线,是初速度为零的加速直线运动。   
(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。
(2)特点
相等的时间内速度改变量相等;
速度的改变Δv是矢量,速度的改变相等,应指速度变化的数值及方向都相同。在直线运动中,速度的变化可分为速度的增加和速度的减少两种情形。
加速度矢量恒定;
vt图象是一条倾斜的直线。
(3)两种类型
匀加速直线运动
在匀变速直线运动中,物体的速度随时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动。
速度v与速度的变化量Δv(加速度a)的方向一致。
匀减速直线运动
在匀变速直线运动中,物体的速度随时间均匀减小,这个运动就是匀减速直线运动。
速度v与速度的变化量Δv(加速度a)的方向相反。
(4)匀变速直线运动的vt图象
匀变速直线运动的vt图象
匀加速运动             匀减速运动
vt图象的应用
a.读出某时刻的瞬时速度;
b.求出某段时间内的速度的变化量Δv
c.判断是加速运动还是减速运动:速度的变化量水喷嘴Δv是正值,说明Δvv方向相同,物体作加速运动;是负值的话,说明Δvv方向相反,物体作减速运动;
d.求出某段时间内的位移:vt图线与坐标轴之间包围的“面积”值表示该段时间内的位移。
在变速直线运动中,速度不一定是均匀变化的,这种运动是非匀变速直线运动。在日常生活中,很多物体的运动接近匀变速,通常作为匀变速来处理。比如:发射炮弹在炮筒里的运动,石块从高处自由下落等等。 
[讨论与探究]
1.如图所示的速度一时间图象中各图线①②③表示的运动情况怎样?图象中图线的交点有什么意义?
答案:表示物体做初速为零的匀加速直线运动;表示物体做匀速直线运动;表示物体做匀减速直线运动;交点的纵坐标表示在t2时刻物体具有相等的速度,但不相遇;
2.如图所示,是质点运动的速度图象,试叙述它的运动情况。
答案:表示质点做能返回的匀变速直线运动,第1s内质点做初速度为零的匀加速直线运动,沿正方向运动,速度均匀增大到4m/s。第1s末到第2s末,质点以4m/s的初速度做匀减速直线运动,仍沿正方向运动,直至速度减小为零;从第2s末,质点沿反方向做匀加速直线运动,速度均匀增大直至速度达到4 m/s;从第3s末起,质点仍沿反方向运动,以4m/s为初速度做匀减速直线运动,至第4s末速度减为零,在2 s末,质点离出发点4 m;在第2 s末到第4s末这段时间内,质点沿反方向做直线运动,直到第4s末回到出发点。

本文发布于:2024-09-23 20:20:33,感谢您对本站的认可!

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