高一物理必修三《勻變速直線運動的速度與時間的關系》教案

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【篇一】

    教學準備
    教學目標
    知識與技能
    1.知道勻變速直線運動的v—t圖象特點,理解圖象的物理意義.
    2.掌握勻變速直線運動的概念,知道勻變速直線運動v—t圖象的特點.
    3.理解勻變速直線運動v—t圖象的物理意義,會根據(jù)圖象分析解決問題,
    4.掌握勻變速直線運動的速度與時間關系的公式,能進行有關的計算.
    過程與方法
    1.培養(yǎng)學生識別、分析圖象和用物理語言表達相關過程的能力.
    2.引導學生研究圖象、尋找規(guī)律得出勻變速直線運動的概念.
    3.引導學生用數(shù)學公式表達物理規(guī)律并給出各符號的具體含義.
    情感態(tài)度與價值觀
    1.培養(yǎng)學生用物理語言表達物理規(guī)律的意識,激發(fā)探索與創(chuàng)新*.
    2.培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)、甩不同方法表達同一規(guī)律的科學意識.
    教學重難點
    教學重點
    1.理解勻變速直線運動v—t圖象的物理意義
    2.掌握勻變速直線運動中速度與時間的關系公式及應用.
    教學難點
    1.勻變速直線運動v—t圖象的理解及應用.
    2.勻變速直線運動的速度一時間公式的理解及計算.
    教學工具
    多媒體、板書
    教學過程
    一、勻變速直線運動
    1.基本知識
    (1)定義:沿著一條直線運動,且加速度不變的運動.
    (2)分類
    ①勻加速直線運動:速度隨時間均勻增加的直線運動.
    ②勻減速直線運動:速度隨時間均勻減小的直線運動.
    (3)圖象:勻變速直線運動的v-t圖象是一條傾斜的直線.
    2.思考判斷
    (1)勻變速直線運動是速度均勻變化的直線運動.(√)
    (2)物體的加速度為負值時,不可能是勻加速直線運動.(×)
    (3)加速度不變的運動一定是勻變速直線運動.(×)
    探究交流
    某物體的速度—時間圖象如圖所示,試說明物體做什么運動?
    【提示】由于物體的v-t圖象是一條傾斜直線,首先確定該物體做勻變速直線運動;又由于它的速度逐漸增大,所以說物體的運動性質(zhì)為勻加速直線運動.
    二、速度與時間的關系式
    1.基本知識
    (1)速度公式:v=v0+at.
    (2)對公式的理解:做勻變速直線運動的物體,在t時刻的速度v,就等于物體在開始時刻的速度v0,再加上在整個過程中速度的變化量at.
    2.思考判斷
    (1)公式v=v0+at僅適用于勻加速直線運動.(×)
    (2)速度隨時間不斷增加的運動叫做勻加速直線運動.(×)
    (3)速度隨時間均勻減小的直線運動,叫做勻減速直線運動.(√)
    探究交流
    試根據(jù)勻變速直線運動的特點,分別通過v-t圖象和加速度的定義式推導出速度v和時間t關系的數(shù)學表達式.
    【提示】
    (1)圖象推導:
    由圖可知末速度大小由初速度v0和t時間內(nèi)增加的部分at組成,故v=v0+at.
    (2)加速度定義式推導:
    由得:v=v0+at.
    三、對速度-時間圖象的理解
    【問題導思】
    1.上節(jié)課“探究小車的速度與時間的變化關系”中所畫出的v-t圖象是什么形狀?圖象的物理意義是什么?
    2.v-t圖線的傾斜程度具有什么含義?
    3.速度圖象中的縱截距和橫截距代表什么意義?
    1.勻速直線運動的v-t圖象
    一條平行于時間軸的直線.從圖象中可以直接讀出速度的大小和方向.
    2.勻變速直線運動的v-t圖象
    如圖所示,勻變速直線運動的v-t圖象是一條傾斜的直線.
    (1)直線a反映了速度隨著時間是均勻增加的,為勻加速直線運動的圖象.
    (2)直線b反映了速度隨著時間是均勻減小的,為勻減速直線運動的圖象.
    (3)直線c反映了速度隨著時間先均勻減小,后均勻增加,由于加速度不變,整個運動過程也是勻變速直線運動.
    3.v-t圖象應用
    誤區(qū)警示:v-t圖象的兩點說明
    1.只能描述直線運動,無法描述曲線運動.
    2.v-t圖象描述的是物體的速度隨時間的運動規(guī)律,并不表示物體的運動軌跡.
    例:如圖所示為某質(zhì)點的v-t圖象,則下列說法中正確的是()
    A.在0~6s內(nèi),質(zhì)點做勻變速直線運動
    B.在6s~10s內(nèi),質(zhì)點處于靜止狀態(tài)
    C.在4s末,質(zhì)點向相反方向運動
    D.在t=12s末,質(zhì)點的加速度為-1m/s2
    【審題指導】解答該題主要是觀察圖線,通過圖線的特點得出有關結(jié)論,觀察圖線時,需要注意:
    (1)速度的正、負問題.
    (2)速度的大小變化趨勢.
    (3)圖線斜率大小問題.
    (4)圖線斜率的正負問題.
    【答案】D
    規(guī)律總結(jié):v-t圖象的意義
    1.可求出物體在任一時刻的速度和物體達到某一速度所需要的時間.
    2.圖線的斜率等于物體的加速度.
    3.圖線在時間軸的上方表示物體向正方向運動,在時間軸的下方表示物體向負方向運動.
    4.可判斷物體的運動性質(zhì):在v-t圖象中,傾斜直線表示物體做勻變速直線運動;平行于時間軸的直線表示物體做勻速直線運動;和時間軸重合的直線表示物體靜止.
    四、速度時間關系式的應用
    【問題導思】
    1.汽車從靜止勻加速運動,經(jīng)時間t后的速度怎么求出?需要知道什么物理量?
    2.速度公式v=v0+at中各量的含義是什么?它們是矢量還是標量?
    3.速度公式的適用條件是什么?應用其解題時應注意什么問題?
    1.適用條件
    公式v=v0+at只適用于勻變速直線運動.
    2.公式中各量的含義
    (1)v0為開始時刻物體的瞬時速度,稱為初速度,v為經(jīng)時間t后物體的瞬時速度,稱為末速度.
    (2)a為物體的加速度,為恒量,表明速度均勻變化,即相等時間內(nèi)速度的變化量相等.
    3.矢量性
    (1)公式中的v0、v、a均為矢量,應用公式解題時,一般取v0的方向為正方向,a、v與v0的方向相同時取正值,與v0的方向相反時取負值.對計算結(jié)果中的正、負,應根據(jù)正方向的規(guī)定加以說明,如v>0,表明末速度與初速度v0同向;若a<0,表明加速度與v0反向.
    (2)a與v0同向時物體做勻加速直線運動,a與v0反向時物體做勻減速直線運動.
    誤區(qū)警示
    速度公式v=v0+at雖然是加速度定義式的變形,但兩式的適用條件是不同的:
    1.v=v0+at僅適用于勻變速直線運動.
    2.可適用于任意的運動,包括直線運動和曲線運動.
    例:在平直公路上,一輛汽車以108km/h的速度行駛,司機發(fā)現(xiàn)前方有危險立即剎車,剎車時加速度大小為6m/s2,求:
    (1)剎車后3s末汽車的速度大小;
    (2)剎車后6s末汽車的速度大小.
    【審題指導】解答該題應把握以下兩點:
    (1)剎車時為減速運動.
    (2)計算結(jié)果是否符合實際.
    【答案】(1)12m/s(2)0
    規(guī)律總結(jié):求解汽車剎車問題時應注意的問題
    汽車剎車、飛機著陸、火車進站等實際減速運動,由于它們在速度減小為零后不再返回,此后它們就一直停留在某位置不動,故計算它們的速度時切不可盲目將所給時間代入速度公式.若所給時間小于剎車用時,則可將所給時間代入速度公式求解,若所給時間大于或等于剎車用時,則它們在所給時間速度為零.
    五、加速度變化的v-t圖象
    例:試說明如圖所示的圖象中物體的運動情況.
    【答案】圖甲中,物體運動的加速度越來越大,速度越來越大,表示物體做加速度越來越大的變加速直線運動.
    圖乙中,物體運動的加速度越來越小,后為0,速度越來越大,后不變,表示物體做加速度越來越小的變加速直線運動,直到加速度為0,做勻速直線運動.
    圖丙中,物體運動的加速度越來越大,速度越來越小,后為0,表示物體做加速度越來越大的變減速直線運動,直到速度減為0.
    圖丁中,物體運動的加速度越來越小,速度越來越小,表示物體做加速度越來越小的變減速直線運動.
    規(guī)律總結(jié):根據(jù)v-t圖象判斷加速度的變化
    圖甲中,速度v隨時間t的延長而增大,在時間軸上取兩段相等的時間間隔Δt,對應的速度變化量Δv不同,而且Δv2>Δv1,所以物體做的不是勻加速直線運動.當Δt→0時,a=Δt/Δv表示Δt內(nèi)任一時刻的瞬時加速度,此時a應為該時刻曲線切線的斜率.即v-t圖象為曲線時,曲線上面某點的切線斜率等于該時刻物體的加速度.對甲圖,隨時間t的延長,切線斜率變大,即物體做加速度變大的加速運動.
    同理可得,圖乙中的物體做加速度逐漸減小的變加速直線運動.
    課后小結(jié)
    本節(jié)重點學習了對勻變速直線運動的理解和對公式v=vo+at的掌握.對于勻變速直線運動的理解強調(diào)以下幾點:
    1.任意相等的時間內(nèi)速度的增量相同,這里包括大小方向,而不是速度相等.
    2.從速度一時間圖象上來理解速度與時間的關系式:v=vo+at,t時刻的末速度v是在初速度v0的基礎上,加上速度變化量△v=at得到.
    3.對這個運動中,質(zhì)點的加速度大小方向不變,但不能說a與△v成正比、與△t成反比,a決定于△v和△t的比值.
    4.a=△v/△t而不是a=v/t,a=△v/△t=(vt-v0)/△t即v=vo+at,要明確各狀態(tài)的速度,不能混淆.
    5.公式中v、vo、a都是矢量,必須注意其方向.
    板書
    §2.2勻速直線運動的速度和時間的關系
    1.勻變速直線運動
    2.速度一時間圖象
    3.速度與時間的關系式v=v0+at
    4.初速度vo再加上速度的變化量at就得到t時刻物體的末速度
    
【篇二】

    教學準備
    教學目標
    知識與技能
    1、掌握勻變速直線運動的概念、運動規(guī)律及特點。
    2、掌握勻變速直線運動的速度與時間的關系式,會推導,能進行有關計算。
    3、知道v-t圖象的意義,會根據(jù)圖象分析解決問題。
    過程與方法
    引導學生通過研究v-t圖象,尋找規(guī)律,發(fā)現(xiàn)勻變速直線運動的速度與時間的關系。
    情感態(tài)度與價值觀
    1、學生通過自己做實驗并發(fā)現(xiàn)規(guī)律,激發(fā)學生探索規(guī)律的興趣。
    2、體驗同一物理規(guī)律的不同描述方法,培養(yǎng)科學價值觀。
    3、將所學知識與實際生活相聯(lián)系,增加學生學習的動力和*。
    教學重難點
    教學重點
    1、理解勻變速直線運動的v-t圖象的物理意義。
    2、勻變速直線運動的速度與時間的關系式及應用。
    教學難點
    1、學會用v-t圖象分析和解決實際問題。
    2、掌握勻變速直線運動的速度與時間的關系式并會運用。
    教學過程
    新課導入
    師:前面幾節(jié)課,我們學習了如何描繪運動物體的v-t圖象,本節(jié)課我們就從v-t圖象入手,探究勻變速直線運動的運動規(guī)律。
    新課教學
    一、勻變速直線運動
    師:請同學們觀察下面的v-t圖象(課件展示),它們分別表示物體在做什么運動?
    生1:①中物體的速度的大小和方向都不隨時間變化,說明物體在做勻速直線運動。
    生2:②中物體的速度隨時間不斷增大,說明物體在做假速直線運動。
    師:仔細觀察②中物體速度增加的有規(guī)律嗎?
    生:是均勻增加。如果取相等的時間間隔,速度的變化量是相同的。
    師:很好。請同學們自己畫圖操作,試一試。
    學生自己畫圖,動手操作
    教師用課件投影,進一步加以闡述。
    師:我們發(fā)現(xiàn)每過一個相等的時間間隔,速度的增加量是相等的。所以無論△t選在什么區(qū)間,對應的速度v的變化量△v與時間的變化量△t之比△v/△t都是一樣的,即物體的加速度保持不變。
    投影出示勻變速直線運動的定義
    沿著一條直線運動,且加速度保持不變的運動,叫做勻變速直線運動(uniformvariablerectilinearmotion)。
    勻變速直直線運動的速度時間圖象是一條傾斜的直線
    在勻變速直線運動中,如果物體的速度隨時間均勻增加,這個運動叫做勻加速直線運動;如果物體的速度隨時間均勻減小,這個運動就叫做勻減速直線運動。
    生:我知道了,在剛才圖1中③的速度隨時間均勻減小,表示的就是物體在做勻減速直線運動。
    師:你所的對!請同學們再思考一下,三條直線的交點表示什么?
    生1:是相遇!
    生2:不是相遇,交點的橫、縱坐標都相等,應該表示在同一時刻,三者的速度相等。
    師:是的,在v-t圖象中,交點僅表示他們的速度相等,并不表示相遇,同學們不要把v-t圖象與x-t圖象相混淆。
    教師接著引導學生思考教材第39頁“說一說”
    這條圖線表示物體的速度怎樣變化?在相等的時間間隔內(nèi),速度的變化量總是相等的嗎?物體在做勻加速直線運動嗎?
    生:速度增加,但在相等的時間間隔內(nèi),速度的變化量越來越大,說明△v/△t逐漸增大,即加速度增大,加速度不是恒量,那物體的運動就不是勻加速直線運動了。
    師:沒錯。在不同的瞬時,物體的加速度不同,那我們怎么找某一點的瞬時加速度呢?
    學生紛紛討論。
    生:是做切線嗎?
    師:非常好。我們可以做曲線上某點的切線,這一點的切線的斜率就表示物體在這一時刻的瞬時加速度。
    二、速度與時間的關系
    師:除了圖像外,我們還可以用公式表示物體運動的速度與時間的關系。
    從運動開始(這時t=0)到時刻t,時間的變化量△t=t-0,速度的變化量△v=v-v0,因為加速度a=△v/△t是一個恒量,所以a=△v/△t=v-v0/t-0
    解出速度v,得到v=v0+at
    這就是勻變速直線運動的速度與時間的關系式。
    師:想一想,at在數(shù)值上等于什么?
    生:a在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度的變化量,再乘以t就是0—t時間內(nèi)速度的變化量。
    生:at再加上vo就是t時刻的速度了。
    師:我們還可以從圖象上進一步加深對公式的理解。
    例題1
    (投影)汽車以40km/h的速度行駛,現(xiàn)以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能達到多少?
    教師引導學生明確已知量、待求量,確定研究對象和研究過程
    學生自主解題
    師:投影出示規(guī)范步驟
    解:初速度vo=40km/h=11m/s,加速度a=0.6m/s2,時間t=10s,10s后的速度為
    v=v0+at
    =11m/s+0.6m/s2×10s
    =17m/s
    =62km/h
    例題2
    (投影)汽車以36km/h的速度勻速行駛,若汽車以0.6m/s2的加速度剎車,則10s和20s后的速度減為多少?
    教師指導學生用速度公式建立方程解題,代入數(shù)據(jù),計算結(jié)果。
    教師巡視查看學生自己做的情況,投影出示典型的樣例并加以點評。
    有的同學把a=0.6m/s2代入公式v=vo+at,求出v10=16m/sv20=22m/s
    師:這種做對嗎?
    生:汽車在剎車,使減速運動,所以加速度應代負值,即a=﹣0.6m/s2。
    有的同學把a=﹣0.6m/s2代入公式v=vo+at,求出v10=4m/sv20=﹣2m/s
    師:這樣做對嗎?
    生:對,我也是這樣做的
    師:v20=—2m/s中負號表示什么?
    生:負號表示運動方向與正方向相反。
    師:請同學們聯(lián)系實際想一想,汽車剎車后會再朝反方向運動嗎?
    生:哦,汽車剎車后經(jīng)過一段時間就會停下來。
    師:那這道題到底該怎么做呢?
    生:先計算出汽車經(jīng)多長時間停下來。
    教師出示規(guī)范解題的樣例。
    解:設初速度v0=36km/h=10m/s,加速度a=﹣0.6m/s2,時間t=10s,由速度公式v=vo+at,可知剎車至停止所需時間t=v﹣v0/a=0﹣10/﹣0.6=16.7s。
    故剎車10s后的速度v10=v0+at=10m/s﹣0.6×10m/s=4m/s
    剎車20s時汽車早已停止運動,故v20=0
    師:通過這道題,我們大家知道了汽車遇到緊急情況時,雖然踩了剎車,但汽車不會馬上停下來,還會向前滑行一段距離。因此,汽車在運行時,要被限定大速度,超過這一速度,就可能發(fā)生交通事故。請同學們結(jié)合實際想一想:當發(fā)生交通事故時,*是如何判斷司機是否超速行駛的?
    生:汽車剎車時會留下痕跡,*可以通過測量痕跡的長度,計算出司機剎車時的速度。以此來判斷司機是否超速行駛。
    師:好極了。
    小結(jié)
    本節(jié)重點從圖象和公式兩個方面研究了勻變速直線運動,理解時注意以下幾點:
    1、在勻變速直線運動中,質(zhì)點的加速度大小和方向不變,但不能說a與△v成正比、與△t成反比,決定于△v和△t的比值。
    2、公式中v、v0、a都是矢量,必須注意其方向。