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【最新2023】人教版高中物理必修一【2.2勻變速直線運動的速度與時間的關系】教案

更新時間:2023-12-27 文章作者: 信息來源: 閱讀次數:
人教版高中物理必修1教學設計3n3物理好資源網(原物理ok網)
 
課題 勻變速直線運動的速度與時間的關系 單元 2 學科 物理 年級 高一
學習3n3物理好資源網(原物理ok網)
目標
1.知識與技能:3n3物理好資源網(原物理ok網)
(1)知道勻速直線運動圖象以及橫縱坐標交點表示的意義。3n3物理好資源網(原物理ok網)
 (2)知道勻變速直線運動的圖象,概念和圖像表達的信息特點。3n3物理好資源網(原物理ok網)
(3)掌握勻變速直線運動的速度與時間關系的公式v = v0 + at的推導過程以及掌握微分思想,并會應用它進行計算。3n3物理好資源網(原物理ok網)
2.過程與方法:3n3物理好資源網(原物理ok網)
(1)讓學生初步了解探究物理規律學習的方法.3n3物理好資源網(原物理ok網)
(2)啟發學生的邏輯推理能力,培養數形結合的能力,應用數學知識的解決物理問題的能力。3n3物理好資源網(原物理ok網)
3.情感態度與價值觀:3n3物理好資源網(原物理ok網)
(1)培養學生基本的科學素養和掌握解決問題的微分思想。3n3物理好資源網(原物理ok網)
(2)培養學生建立事物是相互聯系的唯物主義觀點。3n3物理好資源網(原物理ok網)
(3)培養學生應用數學物理知識解決實際問題的能力。
重點 (1) 勻變速直線運動的圖象,概念和圖像表達信息特點的掌握。3n3物理好資源網(原物理ok網)
(2) 勻變速直線運動的速度與時間關系的公式v = v0 + at,并會應用它進行實際計算
難點 應用圖象推導出勻變速直線運動的速度與時間關系的公式v = v0 + at。
 
 
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 生活中運動時很復雜的,根據運動軌跡簡單分為直線運動和曲線運動,根據速度變化特點分為靜止,勻速和變速。初中時同學們學過比較簡單的勻速直線運動。勻速直線運動通過字面意思可知,它有兩個特點,軌跡是直線和速度方向和大小不變。3n3物理好資源網(原物理ok網)
上節課同學們通過實驗研究了小車在重物牽引下運動,你覺得它的運動有什么樣的特點呢?3n3物理好資源網(原物理ok網)
它有兩個特點,3n3物理好資源網(原物理ok網)
一:軌跡是直線3n3物理好資源網(原物理ok網)
二:速度大小越來越大(加速運動)3n3物理好資源網(原物理ok網)
上節課同學們通過實驗研究了小車在重物牽引下運動的 v-t 圖像,你能畫出小車運動的v-t圖象嗎?3n3物理好資源網(原物理ok網)
教師出示圖像并引導學生分析3n3物理好資源網(原物理ok網)
教師總結:觀察圖像可以知小車在不同時刻它的速度不同,并且速度隨時間的增加而增加,那么,小車速度的增加有沒有規律可遵循呢?這節課我們就來探究一下。
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學生畫出上一節的v-t圖象3n3物理好資源網(原物理ok網)
通過對圖像的分析,找一找速度隨時間變化的特點
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引導同學自主學習,引出本節課題3n3物理好資源網(原物理ok網)
 
講授新課 一、勻變速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
觀察下圖你發現了什么?3n3物理好資源網(原物理ok網)
引導學生分析v-t圖像。3n3物理好資源網(原物理ok網)
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教師總結:3n3物理好資源網(原物理ok網)
無論Δt選在什么區間,對應的速度的變化量Δv 與時間的變化量Δt 之比都是一樣的,即物體運動的加速度保持不變。所以,實驗中小車的運動是加速度不變的運動。3n3物理好資源網(原物理ok網)
問:本題中加速度不變(速度均勻增加)的運動叫做什么運動呢?(運動軌跡和速度特點描述)3n3物理好資源網(原物理ok網)
通過思考總結:勻變速直線運動。3n3物理好資源網(原物理ok網)
1、定義:沿著一條直線,且加速度不變的運動,叫作勻變速直線運動,勻變速直線運動的v-t 圖像是一條傾斜的直線。3n3物理好資源網(原物理ok網)
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勻變速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
圖像1和2都屬于勻變速直線運動,但它們變化的趨勢不同,圖像1速度在均勻————圖像2速度在均勻——————3n3物理好資源網(原物理ok網)
答案:增加;減少。3n3物理好資源網(原物理ok網)
2、勻變速直線運動分類3n3物理好資源網(原物理ok網)
(1)勻加速直線運動:物體的速度隨時間均勻增加的直線運動。3n3物理好資源網(原物理ok網)
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勻加速, v0 >0,a >03n3物理好資源網(原物理ok網)
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勻加速, v0 <0,a <03n3物理好資源網(原物理ok網)
教師總結:勻加速(a、v 同向)3n3物理好資源網(原物理ok網)
特點:加速度的大小和方向都不變,且與速度方向相同。3n3物理好資源網(原物理ok網)
(2)勻減速直線運動:物體的速度隨時間均勻減小的直線運動。3n3物理好資源網(原物理ok網)
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勻減速, v0 >0,a <03n3物理好資源網(原物理ok網)
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勻減速,v0 <0,a >03n3物理好資源網(原物理ok網)
教師總結:勻減速,(a、v 反向)3n3物理好資源網(原物理ok網)
特點:加速度的大小和方向都不變,且與速度方向相反。3n3物理好資源網(原物理ok網)
針對練習:如圖所示的四個圖像中,描述物體做勻加速直線運動的是(    )3n3物理好資源網(原物理ok網)
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【答案】B3n3物理好資源網(原物理ok網)
二、速度與時間的關系3n3物理好資源網(原物理ok網)
 除v-t 圖像外,我們還可以用公式描述它們的關系。如圖為勻變速直線運動, 把運動開始時刻取作0時刻,初始速度為v0。咱們用加速度a來表示時間以后的速度呢?3n3物理好資源網(原物理ok網)
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則:Δt=t速度的變化量:Δv=v- v03n3物理好資源網(原物理ok網)
把上述兩式代入a=Δv/Δt中,化簡可得:3n3物理好資源網(原物理ok網)
v = v 0 + at3n3物理好資源網(原物理ok網)
1、勻變速直線運動的速度與時間的關系式:3n3物理好資源網(原物理ok網)
v = v 0 + at3n3物理好資源網(原物理ok網)
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(2)對公式理解:at 是 t 時間內速度的變化量,再加上物體在開始時刻的速度v0, 就是t時刻的速度v3n3物理好資源網(原物理ok網)
(3)此關系式為矢量式,注意方向(若取初速方向為正,則加速運動 a 為正,減速運動 a 為負)3n3物理好資源網(原物理ok網)
2、v = v 0 + at的特殊形式3n3物理好資源網(原物理ok網)
(1)當 v 0= 0 時,v = at物體做初速度為零的勻加速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
(2) 當 a = 0 時, v = v0   物體做勻速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
典型例題3n3物理好資源網(原物理ok網)
例題1:一輛汽車原來的速度是8m/s,在一段足夠長的下坡路上以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運動,則行駛了20s時的速度為________m/s。3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】183n3物理好資源網(原物理ok網)
【詳解】3n3物理好資源網(原物理ok網)
以初速度方向為正方向,v0=8m/s,a=0.5m/s2,t=20s,由速度時間公式 eqId3c5bfa3ac22b425d8a3a8cf60050e8463n3物理好資源網(原物理ok網)
eqId743128da275c47d28ef0252b4fcb90763n3物理好資源網(原物理ok網)
 解題步驟:3n3物理好資源網(原物理ok網)
1.認真審題,分析已知量和待求量;3n3物理好資源網(原物理ok網)
2.弄清題意畫示意圖,明確初速度v0、末速度v、加速度a和時間t及各量的正負號。3n3物理好資源網(原物理ok網)
3.將已知量帶入公式求未知量,若所求量是矢量,要說明方向。3n3物理好資源網(原物理ok網)
4.對計算結果和結論進行驗算。3n3物理好資源網(原物理ok網)
典型例題3n3物理好資源網(原物理ok網)
例題2【2017•棗陽市高一月考】汽車初速度v0=20m/s,剎車后做勻減速直線運動,加速度大小為a=5 m/s2, 求:開始剎車后6 s末汽車的速度。3n3物理好資源網(原物理ok網)
解法一:先判斷,再解3n3物理好資源網(原物理ok網)
解:以初速方向為正方向當車速減為零時v=v0+at=20-5t=03n3物理好資源網(原物理ok網)
解得t=4s3n3物理好資源網(原物理ok網)
即在4s時汽車停止運動,所以開始剎車后6s末汽車的速度為0。3n3物理好資源網(原物理ok網)
解法二:直接解,再檢驗3n3物理好資源網(原物理ok網)
解:以初速方向為正方向,則 a=-5 m/s2 3n3物理好資源網(原物理ok網)
vt =v0+at=20+(-5)×10m/s=-30m/s3n3物理好資源網(原物理ok網)
汽車剎車過程是一個實際的運動過程,一旦車的速度減到0,3n3物理好資源網(原物理ok網)
汽車將保持靜止狀態,不后退,由結果可知,車實際已經停下來了,3n3物理好資源網(原物理ok網)
所以6s末    vt =03n3物理好資源網(原物理ok網)
3.如圖所示為某新型電動汽車試車時的v­t圖像,則下列說法中正確的是(  )3n3物理好資源網(原物理ok網)
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A.在0~6 s內,新型電動汽車做勻變速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
B.在6~10 s內,新型電動汽車處于靜止狀態3n3物理好資源網(原物理ok網)
C.在4 s末,新型電動汽車向相反方向運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
D.在t=12 s末,新型電動汽車的加速度為-1 m/s23n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】D3n3物理好資源網(原物理ok網)
4.下列有關對勻變速直線運動的認識,其中觀點正確的是(    )3n3物理好資源網(原物理ok網)
A.物體在一條直線上運動,若在相等的時間內通過的位移相等,則物體的運動就是勻變速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
B.加速度大小不變的運動就是勻變速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
C.加速度不變的運動就是勻變速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
D.勻變速直線運動的加速度是一個恒量3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】D3n3物理好資源網(原物理ok網)
5.對于做勻變速直線運動的物體,下列說法中正確的是(  )3n3物理好資源網(原物理ok網)
A.若加速度方向和速度方向相同,即使加速度很小,物體的速度還是要增大的3n3物理好資源網(原物理ok網)
B.若加速度方向和速度方向相反,物體的速度可能一直增大3n3物理好資源網(原物理ok網)
C.不管加速度方向和速度方向的關系怎樣,物體的速度都是增大的3n3物理好資源網(原物理ok網)
D.因為物體做勻變速直線運動,所以它的加速度是均勻變化的3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】A3n3物理好資源網(原物理ok網)
6.做勻加速直線運動的物體的加速度為3 m/s2,對任意1 s來說,下列說法中不正確的是3n3物理好資源網(原物理ok網)
A.某1 s末的速度比該1 s初的速度總是大3 m/s3n3物理好資源網(原物理ok網)
B.某1 s末的速度比該1 s初的速度總是大3倍3n3物理好資源網(原物理ok網)
C.某1 s末的速度比前1 s末的速度大3 m/s3n3物理好資源網(原物理ok網)
D.某1 s末的速度比前1 s初的速度大6 m/s3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】B3n3物理好資源網(原物理ok網)
7.純電動汽車不排放污染空氣的有害氣體,具有較好的發展前景.某輛電動汽車在一次剎車測試中,初速度為18m/s,經過3s汽車停止運動.若將該過程視為勻減速直線運動,則這段時間內電動汽車加速度的大小為(     )3n3物理好資源網(原物理ok網)
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A.3m/s2       B.6m/s23n3物理好資源網(原物理ok網)
C.15m/s2     D.18m/s23n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】B3n3物理好資源網(原物理ok網)
8.物體做勻加速直線運動,到達A點時的速度為5m/s,經3s到達B點時的速度為14m/s,再經過4s到達C點,則它到達C點時的速度為(  )3n3物理好資源網(原物理ok網)
A.23m/s       B.5m/s  C.26m/s       D.10m/s3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】C3n3物理好資源網(原物理ok網)
思考與討論:圖中是一個物體運動的 v-t 圖像。它的速度怎樣變化?在相等的時間間隔內,即Δt ′ = Δt 時,速度的變化量Δv′和 Δv總是相等的嗎?物體在做勻變速運動嗎?3n3物理好資源網(原物理ok網)
3n3物理好資源網(原物理ok網)
它的速度隨著時間的增加逐漸增加;在相等的時間間隔內,即Δt ′ = Δt 時,速度的變化量Δv′小于Δv;物體在做加速度逐漸減小的加速運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
課堂練習3n3物理好資源網(原物理ok網)
1、某物體做直線運動的速度一時間圖像如圖所示。根據圖像回答:3n3物理好資源網(原物理ok網)
images/898b68bf-04fc-4ebb-a9db-cee620db2341.jpeg3n3物理好資源網(原物理ok網)
(1)物體在OA段做——————運動,加速度為——————,在AB段做    運動,加速度是—————— 3n3物理好資源網(原物理ok網)
 (2)物體在5 s時的速度為—————— m/s。3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】(1)勻加速直線 1 m/s2 勻減速直線-2 m/s2  (2)23n3物理好資源網(原物理ok網)
2、一物體靜止在光滑的固定水平桌面上,現對其施加一水平外力,使它沿水平桌面做直線運動,該物體的v-t圖像如圖所示,根據圖像,下列說法正確的是(  )3n3物理好資源網(原物理ok網)
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A.0~6s時間內物體運動的加速度始終沒有改變3n3物理好資源網(原物理ok網)
B.2~3s時間內物體做減速運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
C.第1s末物體的速度方向改變3n3物理好資源網(原物理ok網)
D.1.5s末和2.5s末兩個時刻物體的加速度相同3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】D3n3物理好資源網(原物理ok網)
3、爬竿運動員從竿上端由靜止開始先勻加速下滑時間2t,后再勻減速t時間恰好到達竿底且速度為0,這兩段勻變速運動過程中加速度大小之比為(   )3n3物理好資源網(原物理ok網)
A.2:1 B.1:23n3物理好資源網(原物理ok網)
C.4:1 D.1:43n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】B3n3物理好資源網(原物理ok網)
4. 關于勻變速直線運動,下列說法正確的是(  )3n3物理好資源網(原物理ok網)
A.勻變速直線運動的加速度恒定不變3n3物理好資源網(原物理ok網)
B.相鄰的相同時間間隔內的位移相等3n3物理好資源網(原物理ok網)
C.在任何相等的時間Δt內的速度變化量Δv都相等3n3物理好資源網(原物理ok網)
D.速度與運動時間成正比3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】AC3n3物理好資源網(原物理ok網)
拓展提高3n3物理好資源網(原物理ok網)
1、長安汽車緊急剎車,加速度的大小是8m/s2,如果必須在3s內停下來,那么汽車的行駛速度不能超過多少?3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】 v0=24m/s。3n3物理好資源網(原物理ok網)
2、一輛沿平直路面行駛的汽車,速度為36 km/h,突然前面有緊急情況,剎車時獲得的加速度大小是4 m/s2,求剎車后5 s末的速度。3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】剎車后經2.5 s停止,所以3 s末的速度為0。3n3物理好資源網(原物理ok網)
3,一個物體做勻變速直線運動,當t=0時,物體的速度大小為12m/s,方向向東;當t=2s時,物體的速度大小為8m/s,方向仍向東。當t為多少時,物體的速度大小變為2m/s?(  )3n3物理好資源網(原物理ok網)
A.3s     B.5s     C.7s     D.9s3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】BC3n3物理好資源網(原物理ok網)
4,物體做勻減速直線運動直到停止,已知第1s末的速度是10m/s,第3s末的速度是4m/s,則下列結論正確的是(  )3n3物理好資源網(原物理ok網)
A.物體的加速度大小是2m/s23n3物理好資源網(原物理ok網)
B.物體的加速度大小是3m/s23n3物理好資源網(原物理ok網)
C.物體零時刻的速度是13m/s3n3物理好資源網(原物理ok網)
D.物體第5s末的速度是2m/s3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】BC3n3物理好資源網(原物理ok網)
5,甲、乙兩物體從同一位置出發沿同一直線運動,兩物體運動的v-t圖像如圖所示,下列判斷正確的是(  )3n3物理好資源網(原物理ok網)
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A.甲做勻速直線運動,乙先做勻加速直線運動后做勻減速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
B.兩物體兩次速度相同的時刻分別為第1s末和第4s末3n3物理好資源網(原物理ok網)
C.乙在前2s內做勻加速直線運動,2s后做勻減速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
D.2s后,甲、乙兩物體的速度方向相反3n3物理好資源網(原物理ok網)
【答案】ABC
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通過對圖像的分析,找出勻變速直線運動的概念及特點3n3物理好資源網(原物理ok網)
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讓學生通過自身的觀察,發現勻加速直線運動與勻減速直線運動的不同之處,并完成填空3n3物理好資源網(原物理ok網)
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對圖像有明確的認識,會分析勻加速直線運動的不同形式3n3物理好資源網(原物理ok網)
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學生思考討論3n3物理好資源網(原物理ok網)
并推導勻變速直線運動的速度公式3n3物理好資源網(原物理ok網)
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觀察圖形理解公式的意義3n3物理好資源網(原物理ok網)
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分析,解題3n3物理好資源網(原物理ok網)
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課堂小結 1.勻變速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
沿著一條直線,且加速度不變的運動叫做勻變速直線運動,勻變速直線運動的v-t 圖像是一條傾斜的直線。3n3物理好資源網(原物理ok網)
2.勻變速直線運動的速度與時間的關系3n3物理好資源網(原物理ok網)
公式表述:v=v0+at3n3物理好資源網(原物理ok網)
3.在運用速度公式解題時要注意公式的矢量性
梳理自己本節所學知識進行交流 根據學生表述,查漏補缺,并有針對性地進行講解補充。
板書 一、勻變速直線運動3n3物理好資源網(原物理ok網)
1、定義:沿著一條直線,且加速度不變的運動,叫作勻變速直線運動,勻變速直線運動的v-t 圖像是一條傾斜的直線。3n3物理好資源網(原物理ok網)
2、勻變速直線運動分類3n3物理好資源網(原物理ok網)
勻加速直線運動和勻減速直線運動。3n3物理好資源網(原物理ok網)
二、速度與時間的關系3n3物理好資源網(原物理ok網)
1、v = v 0 + at3n3物理好資源網(原物理ok網)
2、一般規定初速度的方向為正方向,與初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取負值.若v0=0,一般以a的方向為正方向.
   
 
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