高中物理第二章匀变速直线运动的研究23匀变速直线运动的位移与时间的关系41!
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第二章匀变速直线运动的研究匀变速直线运动位移与时间的关系情境导入舰载机在航空母舰的甲板上起飞是,在弹射系统的作用下获得一定的速度,然后在甲板上继续加速一段距离便可达到起飞的速度。
知识点一:匀速直线运动的位移1.做匀速直线运动的物体在时间t内的位移:x=vt 。
2.做匀速直线运动的物体,其v-t图象是一条平行于时间轴的直线,其位移在数值上等于v-t图线与对应的时间轴所包围的矩形的面积,如图所示:(1)当“面积”在t轴上方时,位移取正值,这表示物体的位移与规定的正方向相同;(2)当“面积”在t轴下方时,位移取负值,这表示物体的位移与规定的正方向相反。
知识点二:匀变速直线运动的位移1.微元法与极限思想的应用在匀变速直线运动中,由加速度的定义易得速度的变化量Δv=a·Δt,只要时间足够短,速度的变化量就非常小,在非常短的时间内,我们就可以用熟悉的匀速直线运动的位移公式近似计算匀变速直线运动的位移。
如图所示,甲图中与Δt对应的每个小矩形的面积就可以看做Δt时间内的位移。
如果把每一小段Δt内的运动看做匀速直线运动,则各小矩形面积之和等于各段Δt时间内做匀速直线运动的位移之和。
时间Δt越短,速度变化量Δv 就越小,我们这样计算的误差也就越小。
当Δt →0时,各矩形面积之和趋近于v -t 图象与时间轴所围成的面积。
由梯形面积公式得x =(v 0+v )·t2在任何运动中都有x =·t因此=v 0+v 2(适用匀变速直线运动)把v =v 0+at 代入x =(v 0+v )·t2得x =v 0t +12at 22.x =v 0t +12at 2的理解公式的意义 反应了位移随时间的变化规律,不是路程随时间的变化规律 适用条件 仅适用于匀变速直线运动矢量性公式中x 、v 0、a 都是矢量,应用时必须选取统一的正方向,一般选v 0方向为正方向 特殊形式(1)当a =0时,x =v 0t (匀速直线运动)。
第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系1.在v t 图像中图线与t 轴所围的面积表示物体的位移。
2.匀变速直线运动的位移公式x =v 0t +12at 2。
3.匀速直线运动的x t 图线是一条倾斜的直线,匀变速直线运动的x t 图线是抛物线的一部分。
一、匀速直线运动的位移1.做匀速直线运动的物体在时间t 内的位移x =vt 。
2.在速度图像中,位移在数值上等于v t 图像与对应的时间轴所围的面积。
二、匀变速直线运动的位移1.在v t 图像中的表示:做匀变速直线运动的物体的位移对应着v t 图像中的图线和时间轴包围的面积。
如图所示,在0~t 时间内的位移大小等于梯形的面积。
2.位移公式x =v 0t +12at 2。
式中v 0表示初速度,x 表示物体在时间t 内运动的位移。
三、用图像表示位移1.定义:以时间t 为横坐标,以位移x 为纵坐标,描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像。
2.匀速直线运动的x t 图像:是一条倾斜直线。
3.匀变速直线运动的x t 图像:是一条过原点的抛物线。
1.自主思考——判一判(1)匀速直线运动表示任意相等的时间内,质点的位移都是相等的。
(√) (2)匀变速直线运动的位移与时间成正比。
(×) (3)由x t 图像能得出对应时刻物体所在的位置。
(√) (4)x t 图像中的图线就是物体的实际运动轨迹。
(×) (5)由x t 图像能得到某时间内物体的位移。
(√) 2.合作探究——议一议(1)如何利用速度图像求解物体运动的位移?提示:速度图像中,图线与坐标轴所围图形的面积表示位移的大小,若面积处于时间轴上方,则说明位移为正;若面积处于时间轴下方,则位移为负。
(2)什么是微分思想与微元法?提示:利用微分思想的分析方法称为微元法。
2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系
教材分析:
匀变速直线运动的位移与时间的关系是人教版普通高中物理必修一第二章第三节的内容。
本节主要介绍了匀变速直线运动的位移与时间的关系以及在推导出公式的过程,渗透了微元法这一重要的物理方法。
本节课是上一节匀变速直线运动速度与时间关系的延伸,也为后续章节自由落体运动规律的研究奠定基础,因此无论是从知识本身,还是从知识的外延性看,本节课在整个章节中起着承上启下的作用。
本节课的主体内容是引导学生用极限思想得出v -t 图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移,导出位移公式x =v 0t +
2
1at 2。
教材从最简单的匀速直线运动的位移与时间的关系入手,得出位移公式x =vt 。
然后从匀速直线运动的速度—时间图像说明v -t 图线下面矩形的面积代表匀速直线运动的位移。
接着利用实验探究中所得到的一条纸带上时间与速度的记录,引导学生进行分析,当Δt 越小,估算结果越接近,最后得出结论:当Δt 无穷小时,v -t 图线下四边形的面积等于匀变速直线运动的位移,从而导出位移公式
x =v 0t +
2
1at 2。
学习起点分析:
通过上一节“匀变速直线运动速度与时间关系”的学习,学生可从最简单的匀速直线运动的位移与时间的关系入手,得出位移公式x =vt 。
然后从匀速直线运动的速度—时间图像说明v -t 图线下面矩形的面积代表匀速直线运动的位移。
教学目标: (一)知识与技能
1. 知道匀速直线运动的位移与v-t 图线围成的矩形面积的对应关系;
2. 掌握匀变速直线运动的位移公式,理解公式的形成过程、意义以及正负号的含义;
3. 能用x =v 0t +
2
1at 2
解决一些简单的问题。
(二)过程与方法
让学生通过对v-t 图象的观察、分析、思考,接受一种新的研究物理问题的科学方法-微分法
(三)情感态度与价值观
1. 通过速度图线与横轴所围的面积求位移,实现学生由感性认识到理性认识的过渡;
2. 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。
教学重点:
1.理解匀变速直线运动的位移对应着t -υ图像的梯形面积。
2.匀变速直线运动的位移与速度关系的公式2
02
1at t x +=υ及其应用.
教学难点:
1. 用微分思想分析归纳,从速度图象推导匀变速直线运动的位移公式
2. 应用t -υ图象推导出匀变速直线运动的位移公式202
1at t x +=υ 教学资源:
坐标纸、铅笔、刻度尺、多媒体课件。
教法与学法:
1.启发引导,猜想假设,探究讨论,微分归纳得出匀变速直线运动的位移。
2.实例分析,强化对公式的理解和应用。
教学建议:
引导同学用极限思想循序渐进得出v-t 图线下面梯形的面积代表匀变速直线运动的位移.
教学环节设计:
教学过程:
2。