高中物理匀变速直线运动的规律 3鲁教版必修一.doc
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高一物理一鲁科版3.1匀变速直线运动的规律教案第1节匀变速直线运动的规律三维目标知识与技能:1、掌握匀变速直线运动的速度公式,明白它是如何推导出来的,明白它的图象的物理意义,会应用这一公式分析和计算。
2、掌握匀变速直线运动的位移公式,会应用这一公式分析和计算。
过程与方法:培养学生将已学过的数学规律运用到物理当中,将公式、图象及物理意义联系起来加以运用。
情感态度与价值观:从具体情景中抽象出本质特点,既要用联系的观点看问题,还要具体问题具体分析。
教学重点:应用数学工具推导匀变速直线运动的速度公式和位移公式。
教学难点:1、将公式、图象及其物理意义联系起来。
2、获得匀变速运动的规律,特别是用图象描述运动。
图象的应用和公式的选择是两个难点。
课时安排:2课时教学过程:〔一〕、导入新课物理学中将物体速度发生变化的运动称为变速运动。
一般来说,做变速运动的物体,速度变化情况特别复杂。
本节,我们仅讨论一种特别的变速运动——匀变速直线运动。
〔二〕、新课教学 【一】匀变速直线运动的特点合作探究请同学们阅读P 31的实例并合作讨论表3-1的数据。
从数据中可知:小车速度不断增大,然而加速度保持不变。
得出结论:物理学中,称物体加速度保持不变的直线运动为匀变速直线运动。
匀变速直线运动是一种最简单而且特别的变速直线运动,它的重要特点是:物体在直线运动过程中,加速度为一恒量,不随时间发生改变,速度随时间均匀增加或减少。
当加速度与速度同向时,物体做匀加速直线运动;当加速度与速度反向时,物体做匀减速直线运动。
匀变速直线运动是一种理想化的运动,自然界中并不存在,然而为了讨论的方便,人们通常将某些物体的运动或其中一段运动近似认为是匀变速直线运动。
提问:一个做直线运动物体的加速度为负值,那么物体一定做匀减速直线运动吗?【二】匀变速直线运动的速度—时间关系v t =v 0+attv v t 01、由加速度的定义式:a=得到:v t=v0+at其中v t为末速度〔时间t秒末的瞬时速度〕v0为初速度〔时间t秒初的瞬时速度〕a为加速度〔时间t秒内的加速度,恒定〕讨论:一般取v0方向为正,当a与v0同向时,a>0;当a与v0反向时,a<0。
《匀变速直线运动的规律》教学设计一、教材分析教学设计内容选自鲁科版高中物理必修1第三章《匀变速直线运动的研究》的第1节。
匀变速直线运动是最简单最基本的变速运动,是研究变速运动的基础,在本章占有重要地位,也是以后整个高中阶段物理学习的基础性内容,有广泛的、重要的应用。
二、学情分析本节面对学生为高一学生,此前学生已经学习了位移、速度、加速度等物理概念,有一定的知识储。
本节内容所涉及到的数学公式及推理较多,对学生的数学推导能力及图象分析能力较高。
三、教学目标物理观念:1.知道什么是匀变速直线运动及匀变速直线运动的特点;2.知道匀变速直线运动的规律。
科学思维、科学探究:1.会推导匀变速直线运动中速度与时间、位移与时间、位移与速度的关系式;2. 会利用匀变速直线运动中的相关公式解决物理问题;3.体会数学方法及图象在物理中的优越性。
科学态度与责任:认识匀变速直线运动是自然界中最简单的变速运动。
四、教学重难点重点:匀变速直线运动的概念;匀变速直线运动的相关公式。
难点:匀变速直线运动公式的推导,用匀变速直线运动公式解决物理问题。
五、教学过程教师活动问:通过第一章的学习,我们初步了解了物体运动的v-t图象,用v-t图象来了解物体的运动情况,直观明了。
那么大家先来回忆一下,速度—时间图象的物理意义是什么?观察下列两个物体的速度—时间图象,讨论一下物体的运动情况?提问:(1)两个物体分别在做的位移相同。
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。
六、板书设计§3.1匀变速直线运动的规律(一)、匀变速直线运动1.定义:加速度恒定不变的直线运动2.特点:加速度恒定不变,v-t图象为一条倾斜的直线(二)、匀变速直线运动中速度和时间的关系1.公式:v=v0+at2.v-t图象的几点说明(三)、匀变速直线运动中位移和时间的关系1.公式:x=v0t+at22.说明:(四)、匀变速直线运动中位移和速度的关系1.公式:v2-v02=2ax(五)、匀变速直线运动中平均速度、中间时刻瞬时速度和中间位置瞬时速度的表达式1.平均速度:V=(v0+v t) /22.中间时刻瞬时速度:v=(v0+v t) /23.中间位置瞬时速度:v=七、作业设计1.课堂上穿插的练习题2.完成书上的课后习题.。
匀变速直线运动的规律1.速度与位移关系式的推导⎭⎪⎬⎪⎫v t =v 0+at ⇒t =v t -v 0as =v 0t +12at 2⇒s =v 0(v t -v 0)a +a 2·(v t -v 0)2a 2⇒s =v 2t -v 202a⇒v 2t -v 20=2as2.速度与位移关系式v 2t -v 20=2as 的理解及应用(1)公式的适用条件:公式表述的是匀变速直线运动的速度与位移的关系,适用于匀变速直线运动。
(2)公式的意义:公式v 2t -v 20=2as 反映了初速度v 0、末速度v t 、加速度a 、位移s 之间的关系,当其中三个物理量已知时,可求第四个未知的量。
(3)公式的矢量性:公式中v 0、v t 、a 、s 都是矢量,解题时先要规定正方向。
如规定v 0的方向为正方向,则:①物体做加速运动时,a 取正值,做减速运动时,a 取负值。
②s >0,说明物体通过的位移方向与初速度方向相同;s <0,说明位移的方向与初速度的方向相反。
或者已知位移时,位移的方向与正方向相同,取正值;位移的方向与正方向相反,取负值。
(4)两种特殊形式①当v 0=0时,v 2t =2as 。
(初速度为零的匀加速直线运动) ②当v t =0时,-v 20=2as 。
(末速度为零的匀减速直线运动)例6 在某城市的一条道路上,规定车辆行驶速度不得超过30 km/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7.6 m(如图),已知该客车刹车时的加速度大小为7 m/s2。
请判断该车是否超速?(1)汽车的末速度是多少?此类运动有什么简便处理方法吗?提示:汽车的末速度为零;末速度为零的运动可以逆向分析,使解题更简单。
(2)题中的已知量是什么?如何求解初速度?提示:题中已知三个量v t、a、s,求初速度v0,缺时间t,用公式v2t-v20=2as求解比较简单。
课后,陈峰副教授、钟春光教研员等进行了评课:
1.充分肯定刘老师教学基本功。
2.在充分理解课标要求的基础上设计教学方案。
3.概念的教学应注意物理学科应有的教育功能,在观察、归纳中提升学生的科学素养。
从语文角度认识匀变速直线运动的概念只能是辅助。
4.要充分利用课本的教学资源,设计好教学情景,促进学生去思考,为学生更好的学服务,开发学生会提出问题,会用方法解决问题的能力。
5.反思自己的教学行为,把比较有效的接授式学习转化成有效的互动式学习。
几个观点:
1.教材处理上,要重视探究性学习,不是全探究,一些重要概念的形成、教学难点以及比较适宜探究的部分应实行探究性学习。
2.教材、教辅有落差,用标准衡量,标准怎么要求,题目怎么选择。
3.标准是面对全体学生的最基本要求,各校应根据本校实际把握标准的宽度与深度。
4.改革的目的是培养创新能力,提升科学素养。
教学方式的转变会带来长效应,不要认为探究花时间,要从学生发展的角度认识到教学方式转变的必要性。
5.高初中衔接的研究要具体,怎么衔接?衔接什么?为下届进行经验辅导提供证据。
刘老师在参加完评课后,按评课意见去上了其它班的课。
刘老师的话:星期2下午的课,我是参照各位老师的建议上的,感觉效果不错,学生们很积极参与,自己也感觉更轻松,我感觉整堂课很有收获。
刘老师后来的课案如下:
第一节变速直线运动的规律
一.教学目标
1.知识与技能
(1)掌握匀变速直线运动的概念。
(2)知道匀变速直线运动的v-t图象的特点,理解图象的物理意义,会根据图象分析解决有关的问题。
(3)掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式,能进行有关的计算。
2.过程与方法
(1)培养学生识别分析图象和利用物理语言表达相关过程的能力。
(2)培养学生从图象中找出规律进而得出匀变速直线运动的概念的能力。
(3)引导学生用数学公式表达物理规律的能力。
3.情感态度和价值观.
(1)培养学生用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新欲望。
(2)培养学生透过现象看本质,用不同方法(语言、图象、公式等)表达同意规律的科学意识。
二、过程与方法.
1.由复习上一章的内容引出匀变速直线运动,再以课本上小车匀加速行驶为例,由学生观察表3-1的数据,讨论得出匀变速直线运动的特点。
2.引导学生分别从公式和v-t图象中得出速度公式,总结速度公式在应用中主要应该注意什么。
3.组织学生讨论v-t图象.理解其意义以及根据图象解决有关问题。
4.巩固练习。
三、教与学互动设计. [复习引入]:
前面一章内容我们讲述了机械运动,以及与其有关的一些概念,如位移、速度、速度的变化、加速度,了解到许多物体的运动速度都会发生变化。
比如……(有学生举例)。
有些物体的运动速度变化没有规律,而有些是具有规律可以探究的。
当一个做直线运动的物体速度均匀变化,即做匀变速直线运动时,这个物体的运动有那些特点和运动规律呢? [自主、合作、探究]
1. 探究匀变速直线运动的特点. 教师创设问题情境:
请同学们看到课本上的实例,观察表3-1,能发现什么样的规律,得出怎样的结论呢?
学生讨论得出结论.
教师引导学生总结:
①小车的速度均匀增加,即每隔相同的时间内速度的变化值相等,从而得出加速度a 为一恒定的值。
物理学中,称物理加速度保持不变的直线运动为匀变速直线运动。
②速度均匀增加的直线运动叫匀加速直线运动,a 为正,与v 的方向一致。
速度均匀减小的直线运动叫匀减速直线运动,a 为负,与v 的方向相反。
2. 匀变速直线运动速度变化规律. 教师创设问题情境:
前面讲述了匀变速直线运动,我们知道,做匀变速直线运动的物体的运动速度是不断变化的,而且是均匀变化,速度变化的快慢可以用加速度来表示。
而我们要描述物体的运动情况,就要知道物体在每一瞬时的运动速度。
对于初速度为v 。
,加速度为a 的匀变速直线运动,它的瞬时速度是如何随时间变化的呢?具有什么规律呢?
学生很快能从加速度的定义式得出速度公式。
教师总结:有加速度的定义式t
v v a t 0
+=
,可得匀变速直线运动的速度公式:at v v t +=0,t v 为即时速度,0v 为初速度,a 为加速度。
教师再问:前面一章我们学习了s-t 图象,能反映位移随时间的变化关系,同样能建
立一个v-t 图象,反映速度随时间的变化关系。
请同学们根据表3-1的数据建立v-t 图象,结合数学知识,是否能得出速度随时间的变化关系式,怎样得出?
学生交流讨论,教师点拨,得出结论。
教师总结:可利用v-t 图象加以研究,匀变速直线运动的v-t 图象是一条斜线,结合数学知识中的二维中的直线方程y=ax+b 讨论得出速度公式:at v v t +=0,其中a 为斜线的斜率。
因此,我们可以从公式和图象两个方面得出速度公式。
此公式对匀加速直线运动和匀减速直线运动都适应,一搬取初速度0v 的方向为正方向,加速度 a 可正可负,
当a 与0v 同向时,a 〉0,表明物体的速度随时间均匀增加。
当a 与0v 反向时,a 〈 0,表明物体的速度随时间均匀减小。
当0v =0时,公式为t v =at, 当a=0时,公式为t v =0v ,
当a 〈0时,公式为at v v t +=0,(此时a 是负值),
可见,at v v t +=0是匀变速直线运动速度公式的一般形式,只要知道初速度和加速度,就可以计算出各个时刻的瞬时速度。
课堂练习:一辆汽车以21m/s 的处速度做匀减速刹车运动,若刹车过程中的加速度大小为3m/s²,求8 s 后此汽车的运动速度?
学生通过公式计算,可能得出不同的答案,有学生自由讨论得出正确的答案。
教师点拨:本题错误的解法是:由at v v t +=0=21+(-3)×8=-3m/s ,即8s 后汽车的速度是-3m/s ,但是汽车在刹车的过程中速度逐渐减小为零就停止了,而不会返回去。
这是与物理事实相矛盾的,也是不合逻辑的。
其实按照加速度意义,汽车刹车7s 速度就减为零,车就停止了,所以对此类不可往复的匀减速直线运动,应先求出其速度减为零的时间,然后确定符合客观事实的实际情况。
3.v-t 图象的意义
创设情境:
s-t 图象:以t 为横坐标,以s 为纵坐标,反映s 随t 的变化。
v-t 图象:以t 为横坐标,以v 为纵坐标,反映v 随t 的变化。
例:下图是在同一个图中画出甲、乙两物体的v-t 图象,由v-t 图象可以知道些什么呢?.
学生自主探究,得出结论。
教师补充和总结:
①可以直接读出运动物体的初速度。
甲:甲0v =1m/s ,乙:乙0v =6m/s 。
②可以直接读出运动物体在各个时刻的瞬时速度。
2s 时的瞬时速度均为3m/s 。
③由图可以得出运动物体的加速度(a 为图象的斜率)。
甲:a=1m/s², 乙:a=-1.5m/s². ④可以判定运动物体的性质。
甲做初速度为1m/s ,加速度为a=1m/s²的匀加速直线运动。
乙做初速度为6m/s ,加速度为a=-1.5m/s²的匀减速直线运动。
⑤可以由面积求位移,利用梯形的面积公式可得位移2
)(0t
v v s t += 第三秒内甲的位移为3.5m ,乙的位移为2.25m.
[总结]
1.匀变速直线运动的特点。
2.分别由公式和图象得出匀变速直线运动的速度公式。
3.分析v-t 图象的具体意义。
[作业]
课后作业:第37页:T1、T4、T5。