匀变速直线运动的速度与时间关系教案(共14篇)
1.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇一
教学准备
1.教学目标
教学目标
1、知道匀速直线运动图象。
2、知道匀变速直线运动的图象,概念和特点。
3、掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并会进行计算。
2.教学重点/难点
教学重点
1、匀变速直线运动的图象,概念和特点。
2、匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并进行计算。教学难点
会用图象推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at。
3.教学用具
多媒体
4.标签
教学过程 导入新课:
上节课,同学们通过实验研究了速度与时间的关系,小车运动的υ-t图象。设问:小车运动的υ-t图象是怎样的图线?(让学生画一下)学生坐标轴画反的要更正,并强调调,纵坐标取速度,横坐标取时间。υ-t图象是一条直线,速度和时间的这种关系称为线性关系。设问:在小车运动的υ-t图象上的一个点P(t1,v1)表示什么? 学生画出小车运动的υ-t图象,并能表达出小车运动的υ-t图象是一条倾斜的直线。
学生回答:t1时刻,小车的速度为v1。学生回答不准确,教师补充、修正。
预习检查 情境导入 精讲点拨:
1、匀速直线运动图像 向学生展示一个υ-t图象:
提问:这个υ-t图象有什么特点?它表示物体运动的速度有什么特点?物体运动的加速度又有什么特点?
在各小组陈述的基础上教师请一位同学总结。
2、匀变速直线运动图像
提问:在上节的实验中,小车在重物牵引下运动的v-t图象是一条倾斜的直线,物体的加速度有什么特点?直线的倾斜程度与加速度有什么关系?它表示小车在做什么样的运动?
从图可以看出,由于v-t图象是一条倾斜的直线,速度随着时间逐渐变大,在时间轴上取取两点t1,t2,则t1,t2间的距离表示时间间隔∆t= t2—t1,t1时刻的速度为v1, t2 时刻的速度为v2,则v2—v1= ∆v,∆v即为间间隔∆t内的速度的变化量。
提问:∆v与∆t是什么关系?
知识总结:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线。
提问:匀变速直线运动的v-t图线的斜率表示什么?匀变速直线运动的v-t图线与纵坐标的交点表示什么?
展示以下两个v-t图象,请同学们观察,并比较这两个v-t图象。
知识总结:在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。分小组讨论
每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。
学生回答:是一条平行于时间轴的直线。表示物体的速度不随时间变化,即物体作匀速直线运动。作匀速直线运动的物体,∆v = 0,度为零。
= 0,所以加速分小组讨论
每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。
由于v-t图象是一条直线,无论∆t选在什么区间,对应的速度v的变化量∆v与时间t的变化量∆t之比
都是一样的,表示速度的变化量与所用时间的比值,即加速度。所以v-t图象是一条倾斜的直线的运动,是加速度不变的运动。
学生回答:v-t图线的斜率在数值上等于速度v的变化量∆v与时间t的变化量∆t之比,表示速度的变化量与所用时间的比值,即加速度。
v-t图线与纵坐标的交点表示t = 0 时刻的速度,即初速度v0。学生回答:甲乙两个v-t图象表示的运动都是匀变速直线运动,但甲图的速度随时间均匀增加,乙图的速度随着时间均匀减小。
让学生通过自身的观察,发现匀加速直线运动与匀减速直线运动的不同之处,能帮助学生正确理解匀变速直线运动。
3、匀变速直线速度与时间的关系式
提问:除用图象表示物体运动的速度与时间的关系外,是否还可以用公式表达物体运动的速度与时间的关系?
教师引导,取t=0时为初状态,速度为初速度V0,取t时刻为末状态,速度为末速度V,从初态到末态,时间的变化量为∆t,则∆t = t—0,速度的变化量为∆V,则∆V = V—V0
提问:能否直接从图线结合数学知识得到速度与时间的关系式? 知识总结:匀变速直线运动中,速度与时间的关系式是V= V0 + a t 匀变速直线运动的速度与时间关系的公式:V= V0 + a t可以这样理解:由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量,所以at就是整个运动过程中速度的变化量;再加上运动开始时物体的速度V0,就得到t时刻物体的速度V。
4、例题
例题
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,10s后速度能达到多少?加速后经过多长汽车的速度达到80 km/h? 例题
2、某汽车在某路面紧急刹车时,加速度的大小是6 m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车的行驶速度最高不能超过多少?如果汽车以最高允许速度行驶,必须在1.5s内停下来, 汽车刹车匀减速运动加速度至少多大? 分析:我们研究的是汽车从开始刹车到停止运动这个过程。在这个过程中,汽车做匀减速运动,加速度的大小是6 m/s2。由于是减速运动,加速度的方向与速度方向相反,如果设汽车运动的方向为正,则汽车的加速度方向为负,我们把它记为a = 一6 m/s2。这个过程的t时刻末速度V是0,初速度就是我们所求的最高允许速度,记为V0,它是这题所求的“最高速度”。过程的持续时间为t=2s 学生回答:因为加速度
a = ,所以∆V =a ∆t V—V0= a ∆t V—V0= a t V= V0 + a t
学生回答:因为匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,所以v与t是线性关系,或者说v是t的一次函数,应符合y = k x + b 的形式。其中是图线的斜率,在数值上等于匀变速直线运动的加速度a,b是纵轴上的截距,在数值上等于匀变速直线运动的初速度V0,所以V= V0 + a t 同学们思考3-5分钟,让一位同学说说自己的思路。其他同学纠正,补充。让同学计算。
展示某同学的解题,让其他同学点评。解:初速度V0= 40 km/h = 11 m/s,加速度a = 0.6 m/s2,时间t=10 s。
10s后的速度为V= V0 + a t = 11 m/s + 0.6 m/s2×10s = 17 m/s = 62 km/h 由V= V0 + a t得
同学们思考3-5分钟,让一位同学说说自己的思路。其他同学纠正,补充。让同学计算。
展示某同学的解题,让其他同学点评。
解:根据V= V0 + a t,有 V0 = V — a t = 0 —(—6m/s2)×2s = 43 km/h 汽车的速度不能超过43 km/h 根据V= V0 + a t,有
汽车刹车匀减速运动加速度至少9m/s2 注意同一方向上的矢量运算,要先规定正方向,然后确定各物理量的正负(凡与规定正方向的方向相同为正,凡与规定正方向的方向相反为负。)然后代入V-t的关系式运算。
课堂小结
一、利用V-t图象得出匀速直线运动和匀变速直线运动的特点。
二、并进一步利用V-t图推导出匀变速直线运动的速度和时间的关系式。
2.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇二
一、引导学生加深对物理公式推导过程的认识
每一个公式都是在一定的知识基础上,通过分析、推理而归纳出来的。让学生了解公式的推导过程,有助于学生对公式的理解,避免死记硬背,也可以加深理解知识之间的联系。
教师:请同学们在v-t图像上画一个初速度为v0,加速度为a的匀加速直线运动。。(请同学到黑板作图,如图11所示)
教师:在v-t图像上,我们可以找到匀加速直线运动的几个物理量?
学生:v,a,x,t
教师:很好,上节课我们
刚刚学习过了匀变速直线运动的两个基本公式,是哪两个?
教师:很好,这两个基本公式能否从v-t图像上找到?
学生:可以,这两个公式本来就是从图像上推导过来的。
这样展示公式的推导过程,既加深了学生对公式的认识,又理清了新旧知识间的内在联系。
二、引导学生加深对物理公式的正确理解
明确公式中每个字母代表的物理量及其适用单位,是物理教学中的一个重要方面,也是教会学生理解和正确运用公式的前提。当然,教师应该让学生明确公式应用的条件及适用范围。公式是反映物理现象的规律,每一个公式反映一定的物理性质,具有一定的条件,适用于一定的范围,否则会造成公式的滥用。
以匀变速直线运动的速度与位移的关系为例:
教师:在学生推导和理解上面的公式的过程中,学生解决vt,v0,a,t,或者v0,x,a,t四者关系时,既可以选择基本公式,又可以从v-t图像上来解决。接下来给学生播放一段汽车车祸视频,让学生把物理公式和物理知识联系到实际生活中。通过视频可以使学生深刻体会到车速与刹车距离的关系,从而为消t公式的引出做铺垫。
“十次事故九次快”,这是人们在无数次的交通事故中总结出来的安全警语。在公路上经常可以看到一些限速牌,规定了汽车通过该路段的最高时速,并要求驾驶员必须保持一定的行车距离。一旦发生交通事故,我们会看到交警在测量有关距离。其中非常重要的是测量刹车距离。你知道测量刹车距离的目的吗?
学生:看车子是否超速。
教师:刹车过程涉及运动学几个物理量,能从v-t图像上找到它们关系吗?大家讨论一下。
学生:有vt,v0,a,x,在图像上不能找出它们四者关系,因为图像上一定涉及到t这个物理量。
教师:很好。我们要通过vt、v0、a、x来算v看是否超速,v-t图像上又找不到它们四者关系,所以我们必须要来找寻它们四者关系式。
教师:前面我们学的两个基本式里每个都含有我们所需的三个量,多了一个t,你是否能通过这两个式子推导一下来得出我们所需的vt,v0,a,x四者关系呢?请学生板演
通过上述的教学设计可以看出,让学生自行推导理解公式,然后与实际生活相联系,这样让学生进一步强化对公式的理解。
三、指导学生灵活应用物理公式,提高应变能力
学会利用公式去理解、掌握物理概念。很多公式是物理概念的反映。善于利用公式,有助于对物理概念的理解和记忆。
还是以匀变速直线运动的速度与位移的关系为例:
教师:从上面的讲述中我们可以看出,通过两式把t消掉得到了v2-v02=2ax这四者关系,我们把这个式子称为消t公式。下面请同学们来帮交警同志算算这辆汽车是否超速?
例1,在某城市的一条道路上,规定车辆行驶速度不得超过30km/h。在一次交通事故中,肇事车是一辆客车,量得这辆车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为7.6m,已知该客车刹车时的加速度大小为7m/s2。
例2,某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,发动机产生的最大加速度为5m/s2,所需的起飞速度为50 m/s,跑道长100m。通过计算判断,飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置。对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有多大的初速度?
例3,长100m的列车通过长1 000m的隧道,列车刚进隧道时的速度是10 m/s,完全出隧道时的速度是12m/s,求:(1)列车过隧道时的加速度是多大?(2)通过隧道所用的时间是多少?
这三道例题的设计成递进关系。第一道例题是为了解决视频引出的实际问题,使学生认识到消t公式在实际生活中的应用。第二道例题是为了让学生熟练消t公式的应用和应用条件,同时在该题中还渗透了假设的思想方法。第三道例题是为了锻炼学生根据题目条件合理选取公式。
这种利用公式记住概念,是学习物理知识较好的方法,既可以加深学生对物理概念的理解,又能提高学生理解记忆的能力。
物理的公式教学并不是把公式教给学生,让学生死记硬背下来然后做题。要让学生理解记住物理公式,重在加深学生对物理公式的推导过程,从而更好地理解物理公式。同时,学以致用,要让学生把物理公式应用到具体的物理事件和情境中去,做到举一反三,这样学生又可以反过来利用物理公式记住物理概念,从而提高课堂教学的有效和优效。当然,要值得反思的是课堂上还是要花时间给学生思考、练习,不能急于求成。
摘要:物理公式是物理知识的浓缩,是物理概念的简写。物理公式是物理规律的具体体现形式,是对物理规律的一种量化描述,反映了不同物理量之间的本质联系,正确理解和掌握公式是学习物理规律的关键。根据教学实际,以匀变速直线运动的速度与位移的关系为例,对高中物理公式教学有效性进行探讨。
关键词:高中物理,公式教学,有效,策略
参考文献
[1]陈诗璇.浅议高中物理公式的类比教学法[J].中华少年,2016,(18).
[2]谭洪元,赵洪山.高中物理公式的思维辨析[J].数理化学习:高中版,2011,(1).
[3]徐德军.高中物理公式的分析与甄别[J].理科考试研究,2012,(15).
3.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇三
1.知识与技能
(1)理解匀变速直线运动的位移与速度的关系。
(2)掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间的关系,会用公式解决匀变速直线运动的实际问题。
(3)培养学生将已学过的数学规律运用到物理当中,将公式、图像及物理意义联系起来加以运用,培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
2. 过程与方法
提高对匀变速直线运动的分析能力,着重物理情景的过程,从而得到一般的学习方法和思维,探究匀变速直线运动规律应用的方法和思维。
3. 情感态度与价值观
既要联系的观点看问题,还要具体问题具体分析。
二、教学重、难点
重点:位移与速度关系的公式的推导与应用。
难点:位移与速度的关系具体运用到实际问题当中对物理意义、情景的分析。
三、学情分析
学生属于异地客体班,学生已有的知识水平有差距,且老师与学生间属于初次合作,会有陌生感。有些学生仅仅对公式的表面理解会做套公式的题,对物理公式的内涵理解不是很透彻,所以课堂教学备课中降低难度,讲解时需要详细,注重方法教育。
四、教学方法
讲授法、讨论法、问题法、小组PK对抗、利用多媒体课件与传统教学方法相结合。
五、课前准备
1. 学生的学习准备
预习已学过的两个公式(1)速度时间公式 (2)位移与时间公式;学生按性别分成男生(喜羊羊代表队)女生(美羊羊代表队)两个小组。
2. 教师的教学准备
多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
六、课时安排
1课时。
七、教学过程
(一)情景引入,展示目标
(教师播放视频,卡车刹车失灵导致交通事故,连撞多辆车。)
【情景1】通过下面一道题目,回顾匀变速直线运动中速度与时间的关系与位移与时间的关系。利用下面这个题回忆:①对匀减速直线运动,若取v0方向为正方向时,则v0>0,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让学生感受到逆向思维法的好处。
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5 m/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(1)经过多少秒停下来?(2)刹车过程所通过的位移是多少?
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2】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?
问题1:能否根据题意,用前面的运动规律解决?
(二)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的直接关系呢?
[教师活动]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v2-v02=2ax求解,往往会使问题变得简单、方便。
[学生活动]用公式v2-v02=2ax求解上面的问题,并与前面的方法进行比较。
(三)典例分析、反思总结
教师组织学生反思总结本节课的主要内容:
1. v2-v02=2ax中速度、位移、加速度对应的参考系;
2. 矢量方向的处理;
3. 速度是否可以为零;
4. 单位要统一为国际单位制;
5. 速度、位移、加速度需对应于同一参考系。
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:若我国“辽宁”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“歼-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“歼-15”型战斗机能在它上面正常起飞,则该跑道至少多长?
[教师活动]分析问题,用公式v2-v02=2ax求解问题,并注意匀减速直线运动中加速度取负值。
[学生活动]用公式v2-v02=2ax求解问题,同时注意具体问题具体分析。通过板书提醒学生解题规范化。
(四)当堂检测,及时补救
分层次进行,ABC三组由学生自由选择,达成教学目标。
1.一个小球从A点由静止开始做匀变速直线运动,若到达B点时速度V,到达C点时的速度为2V,则AB∶BC等于?
2. 在一次交通事故中,交通警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是30m,该车最大的刹车加速度是15m/s2,该路段的限速60km/h则该车是否超速?
3.飞机在跑道上滑行,离地起飞的速度是60m/S,若飞机的滑行最大加速度是4 m/s2,则飞机开始滑行至起飞,跑道需要多长?
4. 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km/h?
4.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇四
活动与探究
课题:用一把直尺可以测定你的反应时间.
方法:请另一个人用两个手指捏住直尺的顶端,你用一只手在直尺的下端作捏住直尺的准备,但手不能碰到直尺,记下这时手指在直尺上的位置;当你看到另一个人放开直尺时,你立即去捏直尺,记下你捏住直尺的位置,就可以求出你的反应时间.(用该尺测反应时间时,让手指先对准零刻度处)试说明其原理.
提示:直尺做v0=0、a=g的匀加速直线运动,故x= .
习题详解
1.解答:初速度v0=36 km/h=10 m/s,加速度a=0.2 m/s2,时间t=30 s,根据s=v0t+ at2得s=390 m.
根据v=v0+at得v=16 m/s.
2.解答:初速度v0=18 m/s,时间t=3 s,位移s=36 m.根据s=v0t+ at2得a= =-4 m/s2.
3.解答:x= at2x∝a
即位移之比等于加速度之比.
设计点评
5.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇五
§2.4匀变速直线运动位移与速度的关系
编写人:刘俊保2010、7、2
学习目标:
1、掌握匀变速直线运动的速度——位移公式
2、会推导公式v2-v20=2ax3、会灵活运用合适的公式解决实际的的问题
4、通过解决实际问题,培养学生灵活运用物理规律,解决问题和实际分析结果的能力
重点:推导公式v2-v20=2ax会灵活运用合适的公式解决实际的的问题 教学过程:
探究:匀变速直线运动位移与速度的关系
试根据匀变速直线运动的速度时间关系和位移时间关系解决下列问题。射击时,子弹在枪膛中的运动可以看作匀加速直线运动,子弹的加速度是
a5105m/s,枪筒长x0.64m,试计算子弹刚射出枪膛时的速度?
思考:解题过程中时间t起到什么作用,能否直接推导出位移x和速度v的关系?
小结:匀变速直线运动位移速度的关系式是:
例题:某飞机着陆时的速度是216km/h,随后匀减速滑行,加速度的大小是
2m/s2。机场的跑道至少要多长才能使飞机安全的停下来? 解:
小结:应用匀变速直线运动规律解题的一般步骤。
巩固练习
1、一辆卡车急刹车时的加速度大小是5m/s2,若要求在急刹车后22.5m内停下,则它行驶的速度不能超过多少km/h。
2、一架满载乘客的客机由于某种原因紧急着陆,着陆前的速度大小是60m/s,要求飞机在跑道上至多滑行300m,则飞机的加速度至少多大才能安全着陆。
3、一辆小车正以8m/s的速度沿直线行驶,突然以2m/s2做匀加速运动,则汽车行驶9m的速度是多大?此过程经历的时间是多长?
4、自行车以5米/秒的速度行驶,到路口3~4米远处时,见到红灯,骑车人 立即刹车,经2秒后停下,若自行车的运动看作匀减速直线运动,则他是否会超过停车线?
6.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇六
一、教材分析 高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法,上一章教科书用极限思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度。本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时,又一次应用了极限思想。当然,我们只是让学生初步认识这些极限思想,并不要求会计算极限。按教科书这样的方式来接受极限思想,对高中学生来说是不会有太多困难的。学生学习极限时的困难不在于它的思想,而在于它的运算和严格的证明,而这些,在教科书中并不出现。教科书的宗旨仅仅是“渗透”这样的思想。
二 教学目标
(1)知识与技能
1、知道匀速直线运动的位移与时间的关系
2、理解匀变速直线运动的位移及其应用
3、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用
4、理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移(2)过程与方法
1、通过近似推导位移公式的过程,体验微元法的特点和技巧,能把瞬时速度的求法与此比较。
2、感悟一些数学方法的应用特点。(3)情感、态度与价值观
1、经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系,培养自己动手能力,增加物理情感。
2、体验成功的快乐和方法的意义。
三 教学重点
1、理解匀变速直线运动的位移及其应用
2、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用 教学难点
1、v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移
2、微元法推导位移公式。四 学情分析
我们的学生实行A、B、C分班,学生已有的知识和实验水平有差距。有些学生对于极限法
(三)、合作探究,精讲点拨
1、匀变速直线运动的位移
教师活动:(1)培养学生联想的能力和探究问题大胆猜想,假设的能力
(2)(投影)启发引导,进一步提出问题,但不进行回答:对于匀变速直线运动的位移与它的v-t图象是不是也有类似的关系?
学生活动:学生思考。
教师活动:我们先不讨论是否有上述关系,我们先一起来讨论课本上的“思考与讨论”。学生活动:学生阅读思考,分组讨论并回答各自见解。最后得出结论:学生A的计算中,时间间隔越小计算出的误差就越小,越接近真值。
总结:培养以微元法的思想分析问题的能力和敢于提出与别人不同见解发表自己看法的勇气。培养学生勤钻细研分析总结得出物理规律的品质。
这种分析方法是把过程先微分后再累加(积分)的定积分思想来解决问题的方法,在以后的学习中经常用到。比如:一条直线可看作由一个个的点子组成,一条曲线可看作由一条条的小线段组成。
教师活动:(投影)提出问题:我们掌握了这种定积分分析问题的思想,下面同学们在坐标纸上作初速度为v0的匀变速直线运动的v-t图象,分析一下图线与t轴所夹的面积是不是也表示匀变速直线运动在时间t内的位移呢?
学生活动:学生作v-t图象,自我思考解答,分组讨论。
总结:培养学生用定积分的思想分析v-t图象中所夹面积表示物体运动位移的能力。教师活动:(投影)学生作的v-t图解,让学生分析讲解。
(如果学生分析不出结论,让学生参看课本图23-2,然后进行讨论分析。)
学生活动:根据图解分析讲解,得出结论:v-t图象中,图线与t轴所夹的面积,表示在t时间内物体做匀变速直线运动的位移。
总结:培养学生分析问题的逻辑思维,语言表达,概括归纳问题的能力。
2、推导匀变速直线运动的位移-时间公式
教师活动:(投影)进一步提出问题:根据同学们的结论利用课本图2.3-2(丁图)能否推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式?
学生活动:学生分析推导,写出过程:
S面积1(OCAB)OA 2-3
(四)反思总结,当堂检测
反思总结
本节重点学习了对匀变速直线运动的位移-时间公式xv0t12at的推导,并学习了2运用该公式解决实际问题。在利用公式求解时,一定要注意公式的矢量性问题。一般情况下,以初速度方向为正方向;当a与v0方向相同时,a为正值,公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律;当a与v0方向相反对,a为负值,公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求解时,与正方向相同的代人正值,与正方向相反的物理量应代入负值。
当堂检测
[例1] 火车沿平直铁轨匀加速前进,通过某一路标时的速度为10.8km/h,L。1min后变成 54km/h,再经一段时间,火车的速度达到 64.8km/h。求所述过程中,火车的位移是多少?
点拨①运动学公式较多,故同一个题目往往有不同求解方法;②为确定解题结果是否正确,用不同方法求解是一有效措施。
[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10s末车离开始刹车点多远?
读题指导:车做减速运动,是否运动了10s,这是本题必须考虑的。
分析: 初速度 v0=15m/s,a =-2m/s2,分析知车运动 7.5s就会停下,在后 2.5s内,车停止不动。
解:设车实际运动时间为t,v t=0,a=
运动时间tv01517.5s所以车的位移xv0tat256.25m
2a2[例3]从车站开出的汽车,做匀加速直线运动,走了12s时,发现还有乘客没上来,于是立即做匀减速运动至停车。汽车从开出到停止总共历时20s,行进了50 m。求汽车的最大速度。
由平均速度公式得vmx2x2505m/s =,解得vmtt202可见,用平均速度公式求解,非常简便快捷,以后大家要注意这种解法。
解法3:应用图象法,做出运动全过程的v-t图象,如图所示。v-t图线与t轴围成三角形的面积与位移等值,故
xvmt2x2505m/s,所以vmt202
7.匀变速直线运动演示器 篇七
目前学校实验室多用交流电源(或学生电源)打点计时器、铁锤、纸带等器材来验证匀变速直线运动的规律,但打点计时器打下来的一系列点模糊不清,难以测量,不便于计算,给学生实验带来较大困难,易造成较大的系统误差。此外,实验中产生的噪声大,纸带在实验室到处飞扬,污染环境,铁锤下落时又很容易损坏地板。
为提供一种节能减排的机械能守恒定律演示器,并能科学、定量地验证匀变速直线运动规律,让学生既有浓厚的兴趣又易接受,我发明了匀变速直线运动演示器。
二、制作过程及操作方式
匀变速直线运动演示器由底座、组合支架、粗、细圆筒、上方方铝盒、中间方铝盒、圆筒等部分组成(如图1)。
1.将细圆筒套入粗圆筒,然后插入中间方铝盒中,并将中间方铝盒上、下的塑料旋转套筒连接、旋转、加固,再将粗圆筒底端旋转入底座上的中心螺丝孔并旋紧,接着把圆筒与细线相连后放入套环里,电动机轴杆与细软笔连接并加固,最后安装上方方铝盒。
2.在中间的方铝盒内安装电池盒,将线路板、调速器、电阻、开关与电动机连接。使用时先在细软笔上涂上红墨水,然后用细线将圆筒提起,再闭合电源开关K1和K2,使电动机达到匀速转动(细软笔也随之匀速转动)时再松开细线,使圆筒自由下落,细软笔就会在圆筒表面画出若干条螺旋记号,并设AB间的距离为S1,BC间的距离为S2,CD间的距离为S3……若要改变转速n的大小,可直接闭合K3,调节调速器即可。电路如图2。
3.用刻度尺测出各连续相同时间t内的位移分别为S1、S2、S3……;根据电动机的转速n求出细软笔的转动周期T(不同的电动机转速不同,转动周期T不同)。
4.求出圆筒表面上任意两个记号之间的动能变化量ΔEk。
5.求出圆筒表面上相应位移上重力势能变化量ΔEp。
8.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇八
高中物理教学中的难点之一:匀变速直线运动的位移公式,教师在教学设计中分析了以往两种处理方法(既“先分割,再极限求和”以及“根据平均速度求位移”)的不足,根据学生实际提出了自己的教学思路。其突出的特点有以下几方面:
1.新课程倡导探究,并将科学探究与科学知识并列为课程的学习内容。猜想与假设是科学探究的要素之一,但不是没有依据的胡猜乱想。本节课从复习旧知识引出新问题之后,由匀速直线运动速度图象中“面积”的物理意义,迁移到在匀变速直线运动速度图象中的“面积”是否也具有同样的物理意义,提出猜想有根有据、合情合理,符合高一新学生的认知水平。
2.教学过程中,教师要求学生设计实验去验证“猜想”,这个实验设计对于高一学生有一定的难度,但是不同的学生有不同的思维“堵塞”点,教师要求各小组提出各自的困难与障碍,由其他同学帮助该组解决问题,最后达成共识。实现了对症下药,对于困难,鼓励学生敢于挑战,落实了“情感”目标,也体现了面向全体学生的课程理念。之后,教师要求学生设计记录实验数据的表格,这既是实验前的准备工作,也促进了学生对实验的设计进行整理,使学生在思维上再经历了一次过程,培养了学生设计实验的能力。当学生根据实验数据验证了猜想,推导出位移公式,水到渠成,知识目标、过程目标和情感目标教学目标也得到实现。
9.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇九
【考点自清】
关于规律的学习主要注意以下两个方面:规律是如何得出的;规律的适用范围(或条件)是什么。
学习物理规律除了掌握结论,还要知道结论是如何得出的。如同学们都知道匀变速直线运动的位移公式,却有很多人不清楚是怎样得出的;知道自由下落的电梯内的物体和卫星上的物体都处于完全失重状态,但不知道为什么这两种不同的运动都会完全失重;知道静电屏蔽时内部的场强为零却不知道怎样证明这些都是重结论、轻过程的结果。这些同学在上课时尽管做了很多笔记,但对规律的得出过程并不清楚,造成不会做题。
学习物理规律时还要注意规律的适用范围,如动量定理必须在惯性系中才能使用,用动能定理解题时要选大地为参考系来计算动能和功。
一、匀变速直线运动
定义:在相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫做匀变速直线运动。
特点:加速度大小、方向都不变。
二、匀变速直线运动的规律
说明:
(1)以上公式只适用于匀变速直线运动。
(2)四个公式中只有两个是独立的,即由任意两式可推出另外两式。四个公式中有五个物理量,而两个独立方程只能解出两个未知量,所以解题时需要三个已知条件,才能有解。
(3)式中v0、vt、a、x均为矢量,方程式为矢量方程,应用时要规定正方向,凡与正方向相同者取正值,相反者取负值;所求矢量为正值者,表示与正方向相同,为负值者表示与正方向相反。通常将v0的方向规定为正方向,以v0的位置做初始位置。
(4)以上各式给出了匀变速直线运动的普遍规律。一切匀变速直线运动的差异就在于它们各自的v0、a不完全相同,例如a=0时,匀速直线运动;以v0的方向为正方向; a0时,匀加速直线运动;a0时,匀减速直线运动;a=g、v0=0时,自由落体应动;a=g、v00时,竖直抛体运动。
(5)对匀减速直线运动,有最长的运动时间t=v0/a,对应有最大位移x=v02/2a,若tv0/a,一般不能直接代入公式求位移。
三、匀变速直线运动的重要推论
(1)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差是一个恒量,
(2)在一段时间t内,中间时刻的瞬时速度v等于这段时间的平均速度,
(3)中间位移处的速度:
四、初速度为零的匀加速直线运动(设T为等分时间间隔):
⑴、1T末、2T末、3T末瞬时速度的比为
⑵、1T内、2T内、3T内位移的比为
⑶、第一个T内,第二个T内,第三个T内位移的比为
⑷、从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比
【重点精析】
一、匀变速直线运动规律的基本应用
1、基本公式中的v0、vt、a、x都是矢量,在直线运动中,若规定正方向,它们都可用带正、负号的代数值表示,把矢量运算转化为代数运算。通常情况下取初速度方向为正方向,凡是与初速度同向的物理量取正值,凡是与初速度v0反向的物理量取负值。
2、对物体做末速度为零的匀减速直线运动,常逆向思维将其视为初速度为零、加速度大小相同的匀加速直线运动,解题时方便实用。
3、注意联系实际,切忌硬套公式,例如刹车问题应首先判断车是否已经停下来。
二、求解匀变速直线运动的一般思路
审题画出过程草图判断运动性质选取正方向(或选取坐标轴)选用公式列出方程求解方程,必要时对结果进行讨论。
1、弄清题意,建立一幅物体运动的图景。为了直观形象,应尽可能地画出草图,并在图中标明一些位置和物理量。
2、弄清研究对象,明确哪些量已知,哪些量未知,根据公式特点恰当地选用公式。
3、利用匀速变直线运动的两个推论和初速度为零的匀加速直线运动的特点,往往能够使解题过程简化。
4、如果题目涉及不同的运动过程,则应重点寻找各段运动的速度、位移、时间等方面的关系。
三、匀变速直线运动问题的求解方法
在众多的匀变速直线运动的`公式和推论中,共涉及五个物理量v0、vt、a、x、t,合理地运用和选择方法是求解运动学问题的关键。
1、基本公式法:是指速度公式和位移公式,它们均是矢量式,使用时应注意方向性。一般以v0的方向为正方向,其余与正方向相同者取正,反之取负。
2、平均速度法:定义式v=x/t,对任何性质的运动都适用,而只适用于匀变速直线运动。
3、中间时刻速度法
利用任一时间t内中间时刻的瞬时速度等于这段时间t内的平均速度,适用于任何一个匀变速直线运动,有些题目应用它可以避免常规解法中用位移公式列出的含有t2的复杂式子,从而简化解题过程,提高解题速度。
4、比例法
对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速运动,可利用初速度为零的匀加速直线运动的五大重要特征的比例关系,用比例法求解。
5、逆向思维法
把运动过程的末态作为初态的反向研究问题的方法。一般用于末态已知的情况。
6、图象法
应用v―t图象,可把复杂的问题转变为较为简单的物理问题解决,尤其是用图象定性分析,可避开繁杂的计算,快速找出答案。
7、巧用推论x=xn+1―xn=aT2解题
10.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇十
但我经过多年的教学和实践发现,这样的顺序和分类形式,学生十分难以理解,导致很多同学出现了拿到问题不知道运用什么规律进行求解的困惑,还有就是教师引以为傲的简便算法到学生那里简直是一无是处,首先是不知道如何应用,哪一种题型能用.即使我们苦口婆心的进行细致的分析和研究,收效仍然很有限,基于此,我对这部分进行了深入研究,并小有收获,现与各位同仁进行探讨.
首先我把各种题型进行重新分类如下:
例32009年3月29日,中国女子冰壶队首次夺得世界冠军,如图2所示,一冰壶以速度v垂直进入三个矩形区域做匀减速运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是
分析这是位移相等的末速度为零的问题,可以利用逆向思维方法进行研究.
解析因为冰壶做匀减速运动,且末速度为零,故可以看做反向匀加速直线运动来研究.初速度为零的匀加速直线运动中连续三段相等位移的时间之比为 1∶(2-1)∶(3-2),故所求时间之比为(3-2)∶(2-1)∶1,所以选项C错,D正确;由v=at可得初速度为零的匀加速直线运动中的速度之比为1∶2∶3,则所求的速度之比为3∶2∶1,故选项A错,B正确,所以正确选项为B、D.
答案:B、D.
3汽车刹车类问题
做匀减速运动到速度为零时,即停止运动,其加速度a也突然消失.求解此类问题时应先确定物体实际运动的时间.注意题目中所给的时间与实际运动时间的关系.对末速度为零的匀减速运动也可以按其逆过程即初速度为零的匀加速运动处理,切忌乱套公式.
例4质点做匀减速直线运动,在第1 s内位移为6 m,停止运动前的最后1 s内位移为2 m,求:(1)在整个减速运动过程中质点的位移大小;(2)整个减速过程共用多少时间.
分析末速度为零,则可以运用逆向思维方式进行解决.
负号表示此时物体的速度方向与初速度方向相反.
答案:(1)8 s,(2)大小为10 m/s,方向与初速度方向相反.
例6一个小球沿光滑斜面以一定初速度v0向上运动,到达最高点后就会以原加速度匀加速下滑,整个过程加速度的大小、方向不变,所以该运动也是匀变速直线运动,因此求解时可对全过程列方程,但必须注意在不同阶段v、x、a等矢量的正负号.
例7某人站在高楼的平台边缘处,以v0=20 m/s的初速度竖直向上抛出一石块.求抛出后,石块经过距抛出点15 m处所需的时间.(不计空气阻力,g取10 m/s2)
分析这是竖直上抛问题中比较典型的类型题,注意对称性的应用.
解析若把石块的整个运动过程当做一个匀变速直线运动(即把上升到最高点后的自由下落阶段也包含在其中),取向上为正方向,则石块在抛出点上方的A点时,xA=+15 m,在抛出点下方的B点时,xB=-15 m(注意:此时的位移为负值),a=-g=-10 m/s2,分别代入公式x=v0 t+12at2可得两个方程:
这样进行分类学生容易找到题目的特点,进而运用相应的规律进行求解,对于没有明显特征的题目,让学生构造特征,其余的就踏踏实实的利用基本公式进行分析解决.
其次分小组进行研究:
我把各班学生分为三大组,分别整理不同的题型,在章节末各组进行交流探讨,在第一次月考中同学们取得了非常可喜的成绩.
11.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇十一
从容说课
力学实验中有多个实验都要用到打点计时器(如研究匀变速运动的规律、验证牛顿
和位移关系的装置.4.提出问题:通过使用打点计时器怎么判断一个物体的运动是不是匀变速直线运动呢?学生讨论.[学生活动]学生讨论:通过使用打点计时器怎么判断一个物体的运动是不是匀变速直线运动呢?
5.介绍利用打点计时器测量小车沿斜面下滑的时间和位移的实验装置.6.介绍对纸带记录信息的多种处理方法(选取、分析、计算),理解位移、速度和加速度的关系.7.提出问题:怎样减小实验误差?实验过程的注意事项.[学生活动]学生讨论:怎样减小实验误差,实验过程的注意事项.学生分组实验.8.让学生分组实验.9.播放规范操作的实验录像,教师再现场演示并指出学生操作过程中需注意的事项.10.让学生在具体掌握打点计时器的使用后再一次分组实验,探究匀变速直线运动的规律.[学生活动]学生再一次分组实验.11.学生对纸带计算、讨论与交流,掌握匀变速直线运动的规律.[学生活动]学生对纸带计算、讨论与交流.二、频闪照相法及其应用
1.提出问题:除了打点计时器以外还可以用什么方法来记录物体运动的时间和位移.[学生活动]学生讨论:除了打点计时器以外还可以用什么方法来记录物体运动的时间和位移.2.提出问题:投影课本图3-24不同类型的活动,让学生讨论交流,初步判断它们属于什么运动.[学生活动]学生讨论:判断课本图3-24,它们属于什么运动.3.通过课本图3-
22、课本图3-23介绍频闪照相法的工作原理.4.提出问题:怎样通过频闪照片记录的信息判断一个物体的运动是不是匀变速直线运动呢? [学生活动]学生讨论并回答:怎样通过频闪照片记录的信息判断一个物体的运动是不是匀变速直线运动呢?
5.分组讨论处理方案,让每小组派一位代表陈述其观点.通过课本图3-23具体说明.[学生活动]每小组派一位代表陈述其观点.6.频闪照相法的应用.三、科学探究
物体仅在重力作用下是否做匀变速直线运动.我们已经学习了测量匀变速直线运动加速度的方法,下面请同学们仿照前面的学习方法,自己设计一个实验,收集数据,并通过分析、处理实验数据得出实验结果.课堂小结 [教师活动]
1.打点计时器的原理和使用方法.2.频闪照相的原理和使用方法.[学生活动]
1.让学生归纳本节课学到的判断一个物体是否做匀变速直线运动的方法.2.提升:测量匀变速直线运动的加速度的方法.3.探究:物体仅在重力作用下是否做匀变速直线运动.[学生活动]归纳本节课学到的判断一个物体是否做匀变速直线运动的方法.布置作业
12.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇十二
(一)全章知识脉络,知识体系
主要关系式:
速度-时间图象
自由落体运动 匀变速直线运动
图象 速度和时间的关系:
vv0at
匀变速直线运动的平均速度公式: v12位移和时间的关系: xv0tat
222位移和速度的关系: vv02ax
vv0 2意义:表示位移随时间的变化规律
位移-时间图象
应用:①判断运动性质(匀速、变速、静止)
②判断运动方向(正方向、负方向)③比较运动快慢④确定位移或时间等 意义:表示速度随时间的变化规律
应用:①确定某时刻的速度②求位移(面积)
③判断运动性质④判断运动方向(正方向、负方向)⑤比较加速度大小等
定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 特点:初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动 自由落体加速度(g)(重力加速度)定义:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速
度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度 数值:在地球不同的地方g不相同,在通常的计算中,g取9.8m/s2,粗略计算g取10m/s2
注意:匀变速直线运动的基本公式及推论都适用于自由落体运动,只要把v0取作零,用g来代替加速度a就行了
(二)知识要点追踪 Ⅰ 匀变速直线运动规律应用
1、匀变速直线运动的规律
实质上是研究做匀变速直线运动物体的初速度v0、末速度v、加速度a、位移x和时间t这五个量的关系。具体应用时,可以由两个基本公式演绎推理得出几种特殊运动的公式以及各 种有用的推论,一般分为如下情况:
(1)从两个基本公式出发,可以解决各种类型的匀变速直线运动的问题。(2)在分析不知道时间或不需知道时间的问题时,一般用速度位移关系的推论。(3)处理初速为零的匀加速直线运动和末速为零的匀减速直线运动时,通常用比例关系的方法来解比较方便。
2、匀变速直线运动问题的解题思想(1)选定研究对象,分析各阶段运动性质;(2)根据题意画运动草图
(3)根据已知条件及待求量,选定有关规律列出方程,注意抓住加速度a这一关键量;(4)统一单位制,求解方程。
3、解题方法:
(1)列方程法(2)列不等式法(3)推理分析法(4)图象法 Ⅱ 巧用运动图象解题
运动图象(v-t图象、x-t图象)能直观描述运动规律与特征,我们可以用来定性比较、分析或定量计算、讨论一些物理量。
解题时,要特别重视图象的物理意义,如图象中的截距、斜率、面积、峰值等所代表的物理内涵,这样才能找到解题的突破口。
(三)本章专题剖析
[例1]一物体以初速度v1做匀变速直线运动,经时间t速度变为v2求:(1)物体在时间t内的位移.(2)物体在中间时刻和中间位置的速度.(3)比较vt/2和vx/2的大小.[例2]特快列车甲以速率v1行驶,司机突然发现在正前方距甲车s处有列车乙正以速率v2(v2<v1)向同一方向运动.为使甲、乙两车不相撞,司机立即使甲车以加速度a做匀减速运 动,而乙车仍做原来的匀速运动.求a的大小应满足的条件.[例3]一船夫驾船沿河道逆水航行,起航时不慎将心爱的酒葫芦落于水中,被水冲走,发现时已航行半小时.船夫马上调转船头去追,问船夫追上酒葫芦尚需多少时间?
[例4]跳伞运动员做低空跳伞表演,他在离地面224 m高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动.一段时间后,立即打开降落伞,以12.5 m/s2的平均加速度匀减速下降,为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5 m/s(g取10 m/s2).(1)求运动员展开伞时,离地面高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?(2)求运动员在空中的最短时间是多少?
(三)课堂练习
1.几个做匀变速直线运动的物体,在t s内位移最大的是 A.加速度最大的物体
C.末速度最大的物体
B.初速度最大的物体 D.平均速度最大的物体
2.若某物体做初速度为零的匀加速直线运动,则 A.第4 s内的平均速度大于4 s内的平均速度 B.4 s内的平均速度等于2 s末的瞬时速度 C.第4 s内的速度变化量大于第3 s内的速度变化量 D.第4 s内与前4 s内的位移之比是7∶16 3.一物体由静止沿光滑斜面匀加速下滑距离为l时,速度为v,当它的速度是v/2时,它沿斜面下滑的距离是
A.l/2
B.21l
C.l
4D.3l 44.A、B、C三点在同一直线上,某物体自A点从静止开始做匀加速直线运动,经过B点的速度为v.到C点的速度为2v,则AB与BC两段距离大小之比是
A.1∶4
C.1∶2
13.匀变速直线运动的速度与时间关系教案 篇十三
逆向思维也叫求异思维。这种思维方式在物理学中有广泛的应用。如:把匀加速直线运动逆过来看,就是匀减速直线运动;把匀减速直线运动逆过来看,就是匀加速直线运动。如果物体做匀减速直线运动且末速度为零,则应用逆向思维就可以看作是初速度为零的匀加速直线运动,那么,所有对于初速度为零的匀加速直线运动的推论就可以应用了。使用要注意:要使逆过来后的运动与逆过来前的运动位移、速度、时间严格对应,它们具有对称性的规律。必须保证逆过来前后物体的加速度大小、方向均要相同。
例1.飞机着陆后以6m/s2的加速度做匀减速直线运动,若其着陆速度为60m/s,求:(1)它着陆后12s内滑行的距离。(2)静止前4s内飞机滑行的距离。
分析:处理汽车刹车,飞机降落在跑道上滑行等末速度为零的匀减速直线运动时,必须先判定运动物体所经历的实际滑行时间。滑行时间为:t0=(数值)。判断物体是否停下来,再求其他量。
解:由题意可知:a=-6m/s2 v0=60m/s求:s和s′
(1)飞机着陆后到停止所用时间t为:t===10s,由此可知:飞机在12s内不是始终做匀减速直线运动,它在后2s内是静止的。故它着陆后12s内滑行的距离为:s=v0t+at2=60×10m-×6×102m=600m-300m=300m或s==m=300m。
本题中飞机后来的速度为0,停下来。像这种情况可以把飞机的减速过程看成是初速度为0的匀加速直线运动的逆过程。飞机经10s停下来所滑行的距离等于把飞机看成是初速度为0的匀加速直线运动经10s滑行的距离:s=at2=×6×102m=300m。
(2)静止前4s内飞机滑行的距离
仍然把飞机的减速过程看成是初速度为0的匀加速直线运动的逆过程,则静止前4s内飞机滑行的距离为:s′=at′2=×6×42m=48m。
可见用这种逆向思维方法解题,可以简化解题过程,提高解题速度。
例2.一汽车以2m/s2的加速度刹车做匀减速直线运动,求它在停止运动前的最后1s通过的位移是多少?
解:本题若按匀减速直线运动的思路去解,未知物理量较多,很难求解,不好下手。但用逆向思维方法分析:把把汽车的运动当作是初速度为v0=0,加速度a=2m/s2的匀加速直线运动求开始运动1s通过的位移是多少?就很简单了:s=at2=×2×12m=1m。
例3.子弹恰能穿过三块同样厚的木板,设子弹在木板里运动的加速度是恒定的,则(1)子弹依次穿过三块木板所用的时间之比为:
,(2)子弹依次射入每块木块时的速度之比为:。
解:用逆向思维方法分析,逆着看,把子弹的运动看作是反方向的初速度为0的匀加速直线运动。通过连续相同位移所用的时间比为:1:-1:-:…:-;。通过连续相同位移的速度比为:1:::…:。则本题答案为:子弹依次穿过三块木板所用的时间之比为:-:-1:1;子弹依次射入每块木块时的速度之比为:::。注意:顺序的严格对应对称规律,千万别写反了。
例4.列车进站前关闭汽阀。匀减速地滑行300m时,其速度减为关闭汽阀时的一半。以后又运动20s恰好停于站台旁。求:(1)列车关闭汽阀后滑行的总距离是多少米?(2)列车运动中最后10s的位移是多少米?
解:(1)列车减速运动的过程可视为沿其反方向的初速度为0的匀加速直线运动。根据匀变速直线运动的规律:中间时刻的速度等于始末速度的平均值。所以知道列车关闭汽阀后运动的总时间为:2×20s=40s。且后20s运动的位移与前20s运动的位移之比为:1∶3。故列车关闭汽阀后滑行的总距离是300m+100m=400m。
(2)由上一问知火车最后20s滑行的位移为100m。把此20s等分,由初速度为0的匀加速直线运动的规律知在这两段时间内火车通过的位移之比为:1∶3。故最后10s火车通过的位移为:×100m=25m。
例5.一物体以某一初速度在粗糙平面上做匀减速直线运动,最后停下来。若此物体在最初5s和最后5s经过的路程之比为11∶5。则此物体一共运动了多少时间?
解:此题若按常规思维方式求解,应根据匀变速直线运动规律列方程,这样必须要考虑总时间t比前后两个5s之和10s是大还是小的问题:计算起来很复杂。如果采用逆向思维的方法将物体的运动情况倒过来看,即物体的运动看作是逆向的初速度为零的匀加速直线运动处理,将会简便得多。设:加速度为a;最后5s时间为t1,最后5s时间内的位移为s1;最初5s时间为t2,最初5s时间内的位移为s2此物体一共运动的时间为t。则有:s1=at12(1) s2=at2-a(t-t2)2 (2) (1)、(2)联立可解得t=8s。
例6.一列火车做匀加速直线运动。已知车头出站台时的速度为1m/s,车尾出站台时的速度为7m/s。则车身的中部经过站台时的速度为多少?
解:本题应该根据逆向思维方法通过转换研究对象来求解。由站台不动,火车做匀加速直线运动转换为火车静止不动,站台从车头向车尾做匀加速直线运动,加速度等于火车加速度。设火车的加速度为a,火车的长度为L,火车头出站台时的速度为v1=1m/s,车尾出站台时的速度为v2=7m/s,车身的中部经过站台时的速度为vL/2。则有:vL2-v12=2aL/2=aL(1) v22-v2L/2=2aL/2=aL(2) (1)、(2)联立可解得vL/2=5m/s。
例7.一物体由斜面底端滑到顶端恰好靜止,历时2s,那么它从斜面中点恰好到顶端所用时间为多少?
解:本题若按物体沿斜面向上作匀减速直线运动来处理,求解难度较大。但若用逆向思维法来思考就显得非常方便;这是因为可以把它看作是由斜面顶端向下的一个初速为零的匀加速直线运动。由:初速度为0的匀变速直线运动通过连续相同时位移所用的时间比为:1∶-1∶-∶…∶-。设CB段用时间为t,则BA段用时间为(-1)t则有:t+(-1)t=2s解得:t=s。
练习:
1.行驶的汽车刹车后做匀减速直线运动。经4s停止。则它在停车前1s内、2s内、3s内通过的位移之比为: 。
解:逆着看,把汽车的运动看成是初速度为0的匀加速直线运动则答案为:1∶4∶9
2.做匀减速直线运动的物体经4s停止。若在第1s内的位移是14m,则最后1s内的位移与4s内的位移各是多少?
解:本题逆向处理非常方便。把物体的运动看成是初速度为0的匀加速直线运动。由运动的特点可知:在连续相等的时间内物体发生的位移之比为:1∶3∶5∶7∶…故物体在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内的位移之比为:14∶10∶6∶2。最后1s内的位移是2m,4s内的位移为32m。
3.一观察者站在列车第一节车厢的前端。列车从静止开始做匀加速直线运动,第2节车厢驶过他身边所用的时间为t0。设每节车厢长度相等,不计车厢之间的距离,求第16节车厢驶过他身边所用的时间。
14.匀变速直线运动教学设计 篇十四
课程名称 匀变速直线运动 教学对象 高考学生 授课单位 设计人员 太 师 批 准 人
乐乐中学
二○一三年十月 日
《匀变速直线运动》教学设计
一、教材分析:
1、内容简析:
本节主要内容是匀变速直线运动的概念及公式,是高考的一个重点和必考内容。它是继位移、速度后又一个重要的矢量,是匀变速直线运动与实际生活有密切的联系,启动、制动问题等都要用匀变速直线运动的知识来解决,在研究过程中体现了抽象化简化思想和图像、物理公式法,在高考中占有重要地位。
2、教学目标确定:
从知识结构来看,本节核心内容是匀变速直线运动的概念及公式,可从匀变速直线运动的“恒定加速度”的特点入手,结合具体的例子来学习匀变速直线运动的概念,同时,还要注意“加速度”的矢量特性。在学习匀变速直线运动的定义的基础上,推导出匀变速直线运动的公式以及一些常用的性质。从而可以确定如下教学目标: 第一课时:
(1)通过师生互动演示复习位移、速度、加速度等前面知识的基础上理解匀变速直线运动的概念,掌握匀变速直线运动的公式及公式的推导
(2)在教学过程中渗透图想法和公式法、比值法一般等方法,提高学生观察、归纳、猜想、证明等逻辑思维能力
(3)通过对匀变速直线运动公式的推导,培养学生发现意识、创新意识 第二课时:
(1)加深对匀变速直线运动概念理解,灵活运用匀变速直线运动的定义及公式、图像解决问题,掌握匀变速直线运动的性质
(2)运用匀变速直线运动的定义及公式解决问题,增强学生的应用
3、教学重点与难点:
第一课时:
重点:匀变速直线运动的定义及公式
难点:应用匀变速直线运动的定义及公式,解决相关简单问题
第二课时:
重点:匀变速直线运动的理解与运用,及匀变速直线运动定义及公式的应用
难点:灵活应用匀变速直线运动的定义及公式、性质解决相关问题
二、学情分析:
从整个中学物理教材体系安排分析,前面已安排了矢量知识的复习,在国际F方程赛车中启动、匀速、制动的问题,学生还是不能解决,存在疑问。本课正是由此入手来引发学生的认知冲突,产生求知的欲望。而矛
—2—
盾解决的关键依然依赖于学生原有的认知结构──在研究匀变速直线运动用到的思想方法,于是从几个特殊的对应观察、分析、归纳、概括得出匀变速直线运动的定义及公式。
高二学生仍对物理思想和方法的认识还不够,思维能力比较欠缺,他们重视具体问题的运算而轻视对问题的抽象分析。同时,高一阶段又是学生形成良好的思维能力的关键时期。因此,本节教学设计一方面遵循从特殊到一般的认知规律,另一方面也加强观察、分析、归纳、概括能力培养。
多物理生愿意积极参与,积极思考,表现自我。所以教师可以把尽可能多的时间、空间让给学生,让学生在参与的过程中,学习的自信心和学习热情等个性心理品质得到很好的培养。这也体现了教学工作中学生的主体作用。
三、教法选择与学法指导:
由于匀变速直线运动与匀速直线运动仅一字之差,在知识内容上是更进一步的,匀速直线运动可以理解是匀变速直线运动中的特例,a=0,可用比较法来学习匀变速直线运动的相关知识。在深刻理解等差数列与匀变速直线运动的区别与联系的基础上,牢固掌握位移、速度、加速度的相关知识。因此,在教法和学法上可做如下考虑:
1、教法:采用问题启发与比较探究式相结合的教学方法
教法构思如下:
选择用具——提出问题——观察分析——展示归纳——绘制图象——定义、规律——总结提高。
在教师的精心组织下,对学生各种能力进行培养,并以促进学生发展,又以学生的发展带动其学习。同时,它也能促进学生学会如何学习,因而特别有利于培养学生的探索能力。
2、学法指导:
学生学习的目的在于学会学习、思考,达到创新的目的,掌握科学有效的学习方法,可增强学生的学习信心,培养其学习兴趣,提高学习效率,从而激发强烈的学习积极性。我考虑从以下几方面来进行学法指导:
(1)把隐含在教材中的思想方法显化。如匀变速直线运动公式的推导体,思想方法的显化对提高学生物理修养有帮助。
(2)注重从科学方法论的高度指导学生的学习。通过提问、分析、解答、总结,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。训练逻辑思维的严密性和深刻性的目的。
—3—
教学过程设计:
1、创设情境,提出问题(阅读本章课件)
提出问题、分组选择教具,观察、归纳、猜想得出结论:
2、自主探究,找出规律:
分组观察车、飞机的启动制动,学生对赛车问题的特点规律。于是得到匀变速直线运动的定义:
3、观察判断,分析总结:
观察以下汽车运动特点,判断它是否为匀变速直线运动,若是,找出加速度大小,若不是,说出理由,然后回答下面问题:
匀变速直线运动的定义也恰好给出了匀变速直线运动的公式推导:
4、问题探究:公式的应用
5、课堂演练:
6、归纳总结:
(1)匀变速直线运动的定义
(2)匀变速直线运动的公式及推导过程。
(3)匀变速直线运动有关性质
7、练习、作业
【匀变速直线运动的速度与时间关系教案】推荐阅读:
《匀变速直线运动的规律》说课稿10-05
匀变速直线运动分类题06-18
《直线与圆的位置关系》数学试卷07-17
初中物理直线运动教案08-11
直线的极坐标方程教案10-22
直线与平面垂直的判定参赛的说课稿07-18
直线、射线、线段教案06-25
直线射线线段教案09-07