匀变速直线运动的位移与时间获奖教案 高中物理必修一人教版教案.docx
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匀变速直线运动的位移与时间获奖教案高中物理必修一人教版教案
集体备课教案
项目
内容
课题
§2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系
修改与创新
教学
目标
三维目标
1、知识与技能
1.理解v-t图象中图线与时间轴所围的面积表示物体在这段时间内运动的位移
2.了解位移公式的推导方法,理解匀变速直线运动的位移和时间的关系。
2、过程与方法
1、经历匀变速直线运动位移规律的探究过程,感悟科学探究的方法;
2、渗透物理思想方法,尝试用数学方法解决物理问题;
3、通过v-t图象推出位移公式,培养发散思维能力。
3、情感态度与价值观
激发学生对科学探究的热情,感悟物理思想方法,培养科学精神。
教学重、
难点
教学重点:
速度,平均速度,瞬时速度的概念及区别.
教学难点:
1.怎样由速度引出平均速度及怎样由平均速度引出瞬时速度.
2.瞬时速度与平均速度之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的.
教学
准备
课型
课时
安排
1课时
教学
过程
[新课导入]
同学们已经学习了匀变速直线运动速度和时间的关系,可以求出物体在某一时刻的瞬时速度。
物体在某一时刻处于某一位置,物体的位移和时间之间又有怎样的关系呢?
[新课教学]
一、匀速直线运动的位移
最简单的运动是匀速直线运动,v-t图象是一条平行于时间轴的直线。
取初始时刻质点所在的位置为坐标原点.则有t时刻质点的位置坐标x与质点在o~t这段时间间隔内的位移相同.
由位移公式x=vt,引导学生观察图象可得:
对于匀速直线运动,物体的位移x在数值上等于v-t图象中图线与坐标轴所围的矩形面积。
对比图线,得出什么结论?
-----速度值为正值时,x=vt>0,图线与时间轴所围成的矩形在时间轴的上方,位移方向与规定的正方向相同;速度值为负值时,x=vt<0,图线与时间轴所围成的矩形在时间轴的下方,位移方向与规定的正方向相反。
匀变速直线运动的位移与它的v—t图象是否也有类似的关系呢?
二、匀变速直线运动的位移
[思考与讨论]学生阅读教材第37页思考与讨论:
在“探究小车的运动规律”的测量记录中,某同学得到了小车在0,1,2,3,4,5几个位置的瞬时速度.如下表:
(原始纸带未保存)
位置编号
0
1
2
3
4
5
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
速度v/(m·s—1)
0.38
0.63
0.88
1.11
1.38
1.62
问题1:
材料中如何估算小车从位置0到位置5的位移?
X=X1+X2+X3+X4+X5
=0.38×0.1m+0.63×0.1m+0.88×0.1m+1.11×0.1m+1.38×0.1m
------相等的时间间隔(0.1S)内(微分),将变速运动近似为匀速直线运动(化繁为简),利用x=vt计算每段位移,再将各段位移相加(求和)
误差分析:
估算值小于真实值。
如果减小时间间隔呢?
估算值仍偏小,但比刚才更接近于真实值。
问题2:
如何提高估算的精确度?
[来源:
学§科§网]
----所取时间间隔越短,误差越小(无限分割,逐渐逼近------极限思想)
举例:
曲线分割,刘徽的“割圆术”(圆内接正多边形边数越多,其周长和面积就越接近圆的周长和面积.)……
将这种思想方法用于研究匀加速直线运动的速度一时间图象.
1)先把物体的运动分成5个小段,每段时间间隔相同。
在v—t图象中,每小段起始时刻物体的瞬时速度由相应的纵坐标表示.
2)将每小段内物体的运动视为匀速直线运动,以每小段起始时刻的速度乘以时间t/5近似地当作各小段中物体的位移,各段位移可以用矩形的面积代表.5个小矩形的面积之和近似地代表物体在整个过程中的位移.
3)时间间隔取得越短,分割的小矩形数目越多,小矩形的面积总和越接近物体在整个过程中的位移。
4)Δt取得非常非常小(Δt
,所有小矩形的面积之和就能准确地代表物体这段时间内的位移。
此时矩形面积之和等于v—t图象中图线与横轴所围梯形的面积。
结论:
对于匀变速直线运动,物体的位移x在数值上等于图线与坐标轴所围的图形的面积。
思考:
横轴上方的面积与横轴下方的面积有什么分别?
----横轴上方代表位移方向与规定的正方向相同;
横轴下方代表位移方向与规定的正方向相反。
学生活动:
分析求解梯形面积,得出匀变速运动位移和时间的关系。
v=v0+at(若v0=0,则x=)
位移公式虽然是在匀加速直线运动的情景下导出的,但也同样适用于匀减速直线运动。
公式中的x、v0、a均为矢量,应用时应先规定正方向。
(一般以v0方向为正方向。
若物体做匀加速直线运动,a取正值;若物体做匀减速直线运动,则a取负值.)
交流与讨论:
描述位移随时间变化关系的图象,叫做位移一时间图象,即x-t图象。
匀变速直线运动的x-t图象是什么形状?
为什么研究的是直线运动,画出的图线却不是直线?
-------位移图象反映的是位移随时间变化的规律,可以根据物体在不同时刻的位移在x—t坐标系中描点作出.直线运动是根据运动轨迹来命名的.而x—t图象中的图线不是运动轨迹,因此x—t图象中图线是不是直线与直线运动的轨迹没有任何直接关系.
例1:
一辆汽车以1m/s2的加速度行驶了12s,驶过了180m。
汽车开始加速时的速度是多少?
规范要求:
先用字母代表物理量进行运算,得出用已知量表示未知量的关系式,然后再把数值和单位代入式中,求出未知量的值。
这样做能够清楚地看出未知量与已知量的关系,计算也简便。
例2:
在平直公路上,一汽车的速度为15m/s。
从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2m/s2的加速度运动,问刹车后5s末车离开始刹车点多远?
刹车后10s末车离开始刹车点多远?
刹车问题先求刹车至速度为零所需时间。
本节小结:
一、匀变速直线运动的位移公式:
二、在v-t图象中,物体的位移x在数值上等于图线与坐标轴所围的面积。
三、匀变速直线运动的x-t图象是一条抛物线.
板书
设计
§2.3匀变速直线运动的位移与时间
(一). 利用V—t图象推导面积与位移的关系
在V—t图象中图线与时间轴所围的面积表示物体的位移
(二). 匀变速运动位移时间关系式
x=v0t+at2
教学
反思
对于无限分割的这种思想在高中物理中的应用是一种非常新颖的知识,个别学生还存有问题。
集体备课教案
项目
内容
课题
§2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系
修改与创新
教学
目标
三维目标
(一)知识与技能
1.知道位移速度公式,会用公式解决实际问题。
2.知道匀变速直线运动的其它一些扩展公式。
3.牢牢把握匀变速直线运动的规律,灵活运用各种公式解决实际问题。
(二)过程与方法
1.在匀变速直线运动规律学习中,让学生通过自己的分析得到结论。
(三)情感态度与价值观
1.让学生学会学习,在学习中体验获得成功的兴奋。
教学重、
难点
教学重点
1.位移速度公式及平均速度、中间时刻速度和中间位移速度。
2.初速度为零的匀变速直线运动的规律及推论。
教学难点
1.中间时刻速度和中间位移速度的大小比较及其运用。
2.初速度为0的匀变速直线运动,相等位移的时间之比。
教学
准备
课型
课时
安排
1课时
教学
过程
教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景引入,展示目标
1.通过下面一道题目,让学生从不同角度,感受一题多解,拓展学生的物理思维。
一辆汽车以20m/s的速度行驶,驾驶员发现前方道路施工,紧急刹车并最终停止。
已知汽车刹车过程的加速度大小是5m/s2,假设汽车刹车过程是匀减速直线运动,则汽车从开始刹车经过5s所通过的位移是多少?
(利用该题让学生知道:
①对匀减速直线运动,若取v0方向为正方向时,则v0>o,a<0。
②对汽车刹车过程,在给定的时间内的汽车是否一直在做匀减速直线运动,还需要进行判断。
③让学生感受到一题多解——公式法、图象法和逆向思维法。
)
2.通过物理情景1的分析,让学生寻找匀变速直线运动中位移与速度的关系。
【情景1】射击时,火药在枪筒中燃烧。
燃气膨胀,推动弹头做加速运动。
若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动,假设枪筒长0.64m,子弹的加速度5×105m/s2,我们根据已知条件能否求出子弹射出枪口时的速度?
新课标第一网
问题1:
能否根据题意,用前面的运动规律解决?
用公式
得出子弹离开枪口时的速度。
(三)合作探究,精讲点拨
问题2:
在这个问题中,已知条件和所求的结果都不涉及时间t,它只是一个中间量。
能否根据前面学习的运动规律,得到位移x与速度v的关系呢?
用公式
进行推导。
(请一位学生板演)
通过以上分析可以看到,如果说问题的已知量和未知量都不涉及时间,利用
求解,往往会使问题变得简单、方便。
用公式
求解上面的问题,并与前面的方法进行比较。
(四反思总结,当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:
引导学生理解本节公式.并对所学内容进行简单的反馈纠正。
[例1]通过测试得知某型号的卡车在某种路面上急刹车时加速度大小是5m/s2。
如果要求它在这种路面上行驶时在22.5m内必须停下,它的行驶速度不能超过多少千米每小时?
分析问题,用公式
求解问题,并注意匀减速直线运动中加速度取负值。
通过板书提醒学生解题规范化。
[例2]美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。
已知“F-A-15”型战斗机在跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0m/s2,起飞速度为50m/s。
若要该飞机滑行100m后起飞,则:
(1)弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?
(可保留根号)
(2)假设某航空母舰不装弹射系统,但要求“F-A-15”型战斗机能在它上面正常起飞,则该跑道至少多长?
www.xkb1.com
分析题意,已知条件,求什么物理量,正确选取运动规律。
用公式
求解问题,同时注意具体问题具体分析。
[例3]驾驶手册规定具有良好刹车性能的汽车在以80km/h的速率行驶时,可以在56m的距离内刹住;在以48km/h的速率行驶时,可以在24m的距离内刹住。
假设对这两种速率,驾驶员的反应时间(在反应时间内驾驶员来不及使用刹车,车速不变)与刹车产生的加速度都相同,则驾驶员的反应时间是多少?
引导学生分析汽车在整个过程中运动规律,如何解决问题。
根据题意的分析,正确选用运动规律求解。
(五)发导学案、布置预习
我们已经学习了运动学的一些公式,了解了运动学的过程,那么若初速度等于零的过程又会怎样呢?
在下一节课我们一起来学习一种特殊的匀变速运动__自由落体运动。
这节课后大家可以先预习这一部分,着重分析自由落体运动为什么是匀变速运动.并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
九、板书设计
2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系
匀变速直线运动的位移与速度的关系:
一、课堂小结
本节课按教学设计基本完成了制定的课程目标,取得较好的效果。
第一,教学重点突出,对速度公式、位移公式及位移和速度的关系式注重推导的过程。
有效的突破教学难点,具体进行情景的分析。
第二,能以教师为主导,学生为主体用代数方法推导出匀变速直线运动的规律。
首先让学生进行讨论、推导,然后师生一起总结,体现了新课标对课堂教学的要求。
第三,得到匀变速直线运动
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