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匀变速直线运动速度与时间的关系 教案.doc

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匀变速直线运动速度与时间的关系 教案.doc
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2-2.匀变速直线运动的速度与时间的关系一、教学目标知识与技能1、掌握匀变速直线运动的概念,知道其 v-t 图像的特点,会根据图像分析解决问题2、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式,会推导,能进行有关计算。过程与方法1、通过探究速度公式,经历由特殊到一般的推理过程,体会科学研究方法;2、通过寻找规律得出匀变速直线运动的概念,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、通过速度公式的推导过程培养用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新的欲望2、通过 v-t 图象的理解及应用,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。二、教学重难点重点:1、理解匀变速直线运动的意义。2、 匀变速直线运动的速度与时间的关系式的推导过程及应用。难点:灵活运用速度公式解决实际问题三、课时安排1 课时四、教学过程导入:上一节课实验的作业:描绘小车运动的速度—时间图像。对实验结果总结分析,思考小车的运动有什么特点?(提示:取相同时间 Δt 看 Δv 如何变化 .)新课教学: 一、匀变速直线运动由小车的速度—时间图像可以看出,小车的速度在变化,并且在任意相等的时间内,速度的变化量相同,所以无论△t 选在什么区间,对应的速度的变化量△v 与时间的变化量△t 之比△v /△t 都是一样的,即物体的加速度保持不变。像这样的运动,我们称之为匀变速直线运动。1、匀变速直线运动的定义:沿着一条直线运动 ,且加速度保持不变的 运动,叫做匀变速直线运动2、匀变速直线运动的特点:(!)在相等的时间内,速度变化量相同(2)加速度恒定(3)v-t 图像是一条倾斜的直线3、分类  .,:0越 来 越 小反 向与匀 减 速 直 线 运 动 越 来 越 大同 向与匀 加 速 直 线 运 动 va课堂训练如图 2-2-6 所示为四个物体在一条直线上运动的 v-t 图象,由图象可以看出,做匀加速直线运动的是( )oVt解析:v-t 图象的斜率就是物体的加速度,A 中图象平行于时间轴,斜率为零,加速度为零,所以做匀速直线运动.B 图象斜率不变,加速度不变,是匀变速直线运动,且由图象可看出,物体的速度随时间减小,所以是做匀减速直线运动.C 图象斜率不变,加速度不变,做匀加速直线运动.D 图象的切线斜率越来越大,表示物体做加速度越来越大的变加速运动.答案:C二、速度与时间的关系式解决物理问题的常用方法有两种,即图象法和数学分析法.我们可以通过对图象的分析判定物体是否做匀变速运动,做匀变速直线运动的定量描述是怎样的呢?利用例题用数学归纳法得出 v-t 关系.例:火车原以 10.0 m/s 的速度匀速行驶,后来开始做匀加速直线运动,加速度是 0.2 m/s2,从火车加速起第 1 s 末、第 2 s 末、第 3 s 末……第 t 秒末的速度分别是多少?解析:火车匀加速运动时,速度是均匀增大的.加速度是 0.2 m/s2,说明火车每 1 s 速度增大 0.2 m/s.v1=10.0 m/s+0.2 m/s=10.2 m/sv2=10.2 m/s+0.2 m/s=10.4 m/s=10.0 m/s+0.2 m/s+0.2 m/sv3=10.4 m/s+0.2 m/s=10.6 m/s=10.0 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s.由以上可类推:第 t 秒末的速度应等于初速度加上 t 秒内速度的增加,即为: vt=v0+at.思考:能否用其他方法推导出匀变速直线运动速度与时间的关系式?学生思考,提出方案利用加速度的定义式推导a= = =xv0tt0v-解出 v=v0+at这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式。(通过两个方案推导出速度时间关系,领悟多种途径可解决同一问题,培养学生的发散思维、创新思维,提高学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力.)注:(1)v 0 是开始计时时的初速度,v t 是经过时间 t 后的末速度.(2)速度公式中 v0、v t、a 都是矢量,在直线运动中,规定正方向后(常以 v0 的方向为正方向) ,都可用带正、负号的代数量表示,因此,对计算出的结果中的正、负,需根据正方向的规定加以说明。若经计算后 vt>0,说明末速度与初速度同向;若 vt<0,表末速度与初速度反向。加速运动,a 为正,减速运动时,a 为负。课堂训练:1、 汽车以 40 km/h 的速度匀速行驶,现以 0.6 m/s2 的加速度加速,10 s 后速度能达到多少?分析:此问题已知 v0、a、t ,求 vt,因此可利用速度关系来求解.解析:设初速度的方向为正方向,v 0=40 km/h= m/s=11 m/s6.34因为加速,故 a 与 v0 同向,a=0.6 m/s 2,时间 t=10 s10 s 后速度为:v=v 0+at=11 m/s+0.6 m/s2×10 s=17 m/s.答案:17 m/s(注意做题格式)2、小明驾驶汽车以 v=20 m/s 的速度匀速行驶,突然前面有紧急情况, (如图 2-2-7 所示)小明紧急刹车,加速度大小为 4 m/s2.求汽车 6 s 末的速度。学生先独立分析,然后再根据学生的做题结果加以说明。错解:在式子 v=v0+at 中有四个物理量,题目中出现了其中的三个,即 v0=20 m/s,a=-4 m/s2,t=6 s代入公式中,解得:v=v 0+at=20+(-4)×6 m/s=-4 m/s意思是车正以 4 m/s 的速度后退,这显然与实际现象违背。正解:设汽车速度减为 0 时所经历的时间为 t,已知 v0=20 m/s,v t=0, a= -4 m/s2,求 t由 v=v0+at,带入数据解得 t=5s即刹车 5s 后,汽车速度减为零,以后就会静止,不会后退,故 6s 末的速度为 0。(通过此题,让学生了解对于匀减速直线运动的物体,解题结果要符合物理实际,物理问题并不是简单的数学运算。 )交流讨论:在实际生活中,汽车刹车停止后,不会做反向加速运动,而是保持静止。对于此类问题,要看题目给出的时间比刹车时间长还是短?若比刹车时间长,汽车速度为零。若比刹车时间短,可利用公式 v=v0+at 直接计算,因此解题前先求出刹车时间 t0。课后思考:书上说一说,若速度时间图像不是直线,运动情况怎样?五、小结本节课主要内容包括:匀变速直线运动的概念:沿着一条直线,且加速度不变的运动;匀变速直线运动速度公式:v=v 0+at 及其应用。六、板书设计2-2 匀变速直线运动的速度与时间的关系一、匀变速直线运动1、定义:沿着一条直线运动 ,且加速度保持不变的运动,叫做匀变速直线运动2、特点:(!)在相等的时间内,速度变化量相同(2)加速度恒定(3)v-t 图像是一条倾斜的直线3、分类  .,:0越 来 越 小反 向与匀 减 速 直 线 运 动 越 来 越 大同 向与匀 加 速 直 线 运 动 va
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