高一物理匀变速直线运动综合教案(包括s-t和s-v图像))

第1节 匀变速直线运动的规律[学习目标] 1．[物理观念]认识什么是匀变速直线运动,并知道匀变速直线运动的分类． 2．[科学思维]能理解匀变速直线运动的v ­t 图象特点． 3．[科学思维]理解匀变速直线运动的速度与时间的关系式,并用速度公式解决简单的匀变速直线运动问题． 4．[科学方法]理解位移公式的意义和推导过程,并能利用公式s ＝v 0t ＋12at 2进行分析和计算有关问题． 5．[科学态度与责任]体会物理知识与生活的联系．一、匀变速直线运动的特点及速度变化规律 1．匀变速直线运动(1)定义：物体的加速度保持不变的直线运动．(2)特点：物体在直线运动过程中,加速度的大小和方向都不变,即a 为一恒量． (3)分类①匀加速直线运动：加速度方向与速度方向同向,速度增加． ②匀减速直线运动：加速度方向与速度方向反向,速度减小． 2．匀变速直线运动的速度变化规律(1)速度公式：v t ＝v 0＋at ,若v 0＝0,则v t ＝at ． (2)速度—时间图象①v ­t 图线是一条倾斜的直线．②图象提供的信息：一是直观反映物体运动速度随时间变化的规律,二是可以求出某时刻物体运动速度的大小或物体达到某速度所需要的时间,三是可以利用图线的斜率求出物体的加速度．二、匀变速直线运动的位移变化规律 1．匀变速直线运动的平均速度在匀变速直线运动中,速度是均匀变化的,所以在时间t 内的平均速度等于初、末速度的平均值,即 v ＝v 0＋v t2．2．匀变速直线运动位移变化规律(1)位移公式：s ＝v 0t ＋12at 2．(2)位移—时间图象(s ­t 图象)以横轴表示时间,纵轴表示位移,根据实际数据选单位、定标度、描点,用平滑曲线连接各点便得到s ­t 图象．对于匀变速直线运动来说,位移是时间的二次函数,其图象是一个二次函数的部分曲线,如图所示．3．匀变速直线运动的速度与位移的关系式⎭⎪⎬⎪⎫v t ＝v 0＋at s ＝v 0t ＋12at 2→v 2t－v 2＝2as1．思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)加速度保持不变的运动就是匀变速直线运动． (×) (2)匀速直线运动的v ­t 图象是一条倾斜直线．(×)(3)公式s ＝v 0t ＋12at 2既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动． (√)(4)由公式v 2t －v 20＝2as 可知在一定时间t 内,运动物体的末速度越大,位移就越大．(×) (5)匀变速直线运动的加速度越大,相同时间内位移越大． (×) (6)匀变速直线运动的平均速度越大,相同时间内位移越大． (√)2．关于直线运动,下述说法中错误的是( ) A ．匀变速直线运动的加速度是恒定的,不随时间而改变 B ．匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变 C ．速度随时间不断增加的运动,叫匀加速直线运动D ．速度随着时间均匀减小的直线运动,通常称为匀减速直线运动C [根据匀变速直线运动的特点可知,选项A 正确；根据匀变速直线运动的定义和特点可知,选项B 、D 正确；速度随时间不断增加,不一定是均匀增加,所以不一定是匀加速直线运动,选项C 错误．]3．(多选)匀变速直线运动中,下列加速度a 、初速度v 0、末速度v t 、时间t 、位移s 之间的关系式正确的是( )A ．s ＝v 0t ＋12at 2B ．s ＝v 0tC ．s ＝12at 2D ．s ＝v 0＋v t2tAD [根据匀变速直线运动的位移公式可知A 正确．B 为加速度为0时的位移公式,即匀速直线运动的位移公式,C 为初速度为0时的位移公式,故B 、C 均错误．D 为用平均速度表示的位移公式,故D 正确．]4．(多选)下列选项图为四个物体在同一条直线上运动的图象,那么由图象可以看出,做匀变速直线运动的是( )A B C DBC [v ­t 图象的斜率表示物体的加速度,选项A 中图线平行于时间轴,斜率为零,加速度为零,所以做匀速直线运动,则A 错误；选项B 中图线斜率不为零且不变,加速度不变,是匀变速直线运动,且由图象可以看出,物体的速度随时间均匀减小,所以是匀减速直线运动,则B 正确；选项C 中图线斜率不为零且不变,加速度不变,做匀加速直线运动,则C 正确；选项D 中图线的切线斜率越来越大,表示物体做加速度越来越大的变加速直线运动,则D 错误．]匀变速直线运动的速度变化规律t 0(1)公式反映了匀变速直线运动中速度随时间变化的规律,该公式仅适用于匀变速直线运动．(2)公式中的v 0、v t 、a 都是矢量,在直线运动中,规定正方向后(通常以v 0的方向为正方向),都可以用带正、负号的代数量表示．(3)速度公式的两种特殊形式．①当a ＝0时,v t ＝v 0,说明物体做匀速直线运动．②当v 0＝0时,v t ＝at ,说明物体做由静止开始的匀加速直线运动． 2．匀变速直线运动的平均速度公式 v －＝v 0＋v t 2仅适用于匀变速直线运动,对于加速度变化的直线运动的平均速度只能用平均速度的定义式v －＝st计算．【例1】 汽车以54 km/h 的速度在水平公路上匀速行驶． (1)若汽车以0.5 m/s 2的加速度加速,则10 s 时速度能达到多少？ (2)若汽车以3 m/s 2的加速度减速刹车,则3 s 时速度为多少？ 思路点拨：先选取正方向,明确汽车做加速运动,还是做减速运动． 解析：v 0＝54 km/h ＝15 m/s,取初速度方向为正方向． (1)由v ＝v 0＋at 得,v 1＝(15＋0.5×10)m/s＝20 m/s ． (2)设历时t 0汽车停下,t 0＝Δv a ＝0－15－3s ＝5 s 由v ＝v 0＋at 得3 s 时速度v 2＝[15＋(－3)×3]m/s＝6 m/s ．答案：(1)20 m/s (2)6 m/s解匀变速直线运动速度与时间关系题目的步骤(1)规定正方向(设初速度方向为正方向)．加速运动,a 为正值；减速运动,a 为负值． (2)明确初速度v 0、末速度v t 、加速度a 和时间t 及各量的正负． (3)将已知量代入公式求未知量,若所求量是矢量,要说明方向．[跟进训练]1．在上题(2)中若汽车以3 m/s 2的加速度减速刹车,则6 s 时速度为多少？ 解析：设经过t 0时间汽车停下来,解t 0＝Δv a ＝0－15－3 s ＝5 s ．6 s ＞5 s,说明车已停了下来,所以速度为0． 答案：0匀变速直线运动的位移变化规律1．位移公式的推导：．2．与位移有关的两个公式 (1)s ＝v 0t ＋12at 2；(2)v 2t －v 20＝2as ． 3．公式的选用原则公式s ＝v 0t ＋12at 2和v 2t －v 20＝2as 共包含v 0、a 、t 、v t 、s 五个物理量,已知其中的任意三个,可求另外两个,公式的选用原则：(1)若问题不涉及末速度,一般选公式s ＝v 0t ＋12at 2．(2)若问题不涉及时间,一般选公式v 2t －v 20＝2as ．【例2】 一辆汽车刹车前速度为90 km/h,刹车时获得的加速度大小为10 m/s 2,求： (1)汽车开始刹车后10 s 内滑行的距离s 0； (2)从开始刹车到汽车位移为30 m 所经历的时间t ； (3)汽车静止前1 s 内滑行的距离s ′．思路点拨：刹车问题的位移计算应首先由t ＝－v 0a确定“刹车时间”,再去比较研究的时间与“刹车时间”的关系进行计算．解析：(1)先算出汽车刹车经历的总时间．由题意可知,初速度v 0＝90 km/h ＝25 m/s,末速度v t ＝0 根据v t ＝v 0＋at 0及a ＝－10 m/s 2得t 0＝v t －v 0a ＝0－25－10s ＝2.5 s ＜10 s 汽车刹车后经过2.5 s 停下来,因此汽车刹车后10 s 内的位移等于刹车后2.5 s 内的位移,可用以下两种解法求解．方法一：根据位移公式得s 0＝v 0t 0＋12at 20＝⎝⎛⎭⎪⎫25×2.5－12×10×2.52m ＝31.25 m ．方法二：根据v 2t －v 20＝2as 0得s 0＝v 2t －v 202a ＝0－2522×－10m ＝31.25 m ．(2)根据s ＝v 0t ＋12at 2得t ＝－v 0±v 20＋2as a＝－25±252＋2×－10×30－10 s解得t 1＝2 s,t 2＝3 st 2表示汽车经t 1后继续前进到达最远点后,再反向加速运动重新到达位移为30 m 处时所经历的时间,由于汽车刹车是单向运动,很显然,t 2不合题意,应舍去．(3)把汽车减速到速度为零的过程可反过来看作初速度为零的匀加速运动,求出汽车以10 m/s 2的加速度从静止开始运动经过1 s 的位移,即s ′＝12at ′2＝12×10×12 m ＝5 m ．答案：(1)31.25 m (2)2 s(3)5 m应用位移公式的解题步骤(1)确定正方向,一般规定初速度的方向为正方向． (2)根据规定的正方向,确定各已知物理量的正负． (3)将各已知量连同符号一起代入公式进行代数运算． (4)根据计算结果说明所求矢量的大小和方向．[跟进训练]2．飞机着陆后以6 m/s 2的加速度做匀减速直线运动,其着陆速度为60 m/s,求： (1)它着陆后12 s 内滑行的位移s 的大小； (2)整个减速过程的平均速度的大小； (3)静止前4 s 内飞机滑行的位移s ′的大小． 解析：(1)以初速度方向为正方向,则有a ＝－6 m/s 2飞机在地面滑行的最长时间t max ＝Δv a ＝0－60－6s ＝10 s 所以飞机12 s 内滑行的位移等于10 s 内滑行的位移． 由v 2t －v 20＝2as 可得s ＝－v 202a ＝－6022×－6m ＝300 m ．(2)v －＝Δs Δt ＝s t max ＝30010m/s ＝30 m/s ．(3)静止前4 s 内飞机做匀减速直线运动,可看成反向的匀加速直线运动s ′＝12a ′t 2＝12×6×42 m ＝48 m ．答案：(1)300 m (2)30 m/s (3)48 mv ­t 图象(1)v ­t 图象只能描述直线运动,无法描述曲线运动．(2)v ­t 图象描述的是物体的速度随时间的运动规律,并不表示物体的运动轨迹． 2．v ­t 图象的应用通过v ­t 图象,可以明确以下信息： 图线上某点的纵坐标正负号 表示瞬时速度的方向 绝对值表示瞬时速度的大小图线的斜率正负号表示加速度的方向绝对值表示加速度的大小图线与坐标轴的交点纵截距表示初速度横截距表示开始运动或速度为零的时刻图线的拐点表示运动性质、加速度改变的时刻两图线的交点表示速度相等的时刻图线与坐标轴所围图形的面积表示位移,面积在横轴上方位移为正值,在横轴下方位移为负值段时间后又匀加速(同方向)出站．在如图所示的四个v­t图象中,正确描述了“和谐号”运动情况的是( )A B C D思路点拨：速度的正、负表示运动方向,v­t图象的斜率表示加速度,斜率的正、负表示加速度方向,加速度与速度同向时物体做加速运动,反向时物体做减速运动．B[进站速度均匀减小,出站速度均匀增大,故A、D错误；进站、出站的运动方向相同,故B正确,C错误．]由v­t图象巧得四个运动量(1)运动速度：从速度轴上直接读出．(2)运动时间：从时间轴上读出时刻,取其差．(3)运动加速度：图线斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负反映了加速度的方向．4运动的位移：图线与时间轴围成的面积表示位移的大小,第一象限的面积表示与规定的正方向相同,第四象限的面积表示与规定的正方向相反.[跟进训练]3．(多选)如图所示为某质点运动的速度—时间图像,下列有关物体运动情况判断正确的是( )A．0～t1时间内,加速度为正,质点做加速直线运动B．t1～t2时间内,加速度为正,质点做减速直线运动C．t2～t3时间内,加速度为负,质点做加速直线运动D．t3～t4时间内,加速度为负,质点做减速直线运动AC[0～t1时间内,加速度为正,速度为正,两者方向相同,质点做加速直线运动,A正确；t1～t2时间内,速度为正,加速度为负,两者方向相反,质点做减速直线运动,B错误；t2～t3时间内,速度、加速度均为负,方向相同,质点做加速直线运动,C正确；t3～t4时间内,加速度为正,速度为负,方向相反,质点做减速直线运动,D错误．]1．[物理观念]匀变速直线运动．2．[科学思维]匀变速直线运动的速度、位移变化规律．3．[科学方法]用v­t图象分析匀变速直线运动．1．关于匀变速直线运动,下列说法正确的是( )A．匀加速直线运动的速度一定与时间成正比B．匀减速直线运动就是加速度为负值的运动C．匀变速直线运动的速度随时间均匀变化D．速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动C[匀加速直线运动的速度是时间的一次函数,但不一定成正比,只有在初速度为零时成正比,所以A项错；加速度的正、负表示加速度的方向与设定的正方向相同还是相反,是否是减速运动还要看速度的方向,速度与加速度反向即为减速运动,所以B项错；匀变速直线运动的速度变化量与所需时间成正比,即速度随时间均匀变化,也可用速度图象说明,所以C项对；匀变速只说明加速度是恒定的,如后面将学习到的竖直上抛,速度就是先减小再增大的,但运动过程中加速度恒定,所以D项错．要说明的是,不存在速度先增大再减小的匀变速直线运动．] 2．由于发射卫星耗资巨大,还要耗费大量燃料推动沉重的金属物体在地球大气中飞行．科学家正在研发一种解决方案,利用一架喷气式飞机发射一个高效的小型推进系统,把卫星送入近地轨道．已知卫星必须达到8 000 m/s才能达到预定轨道,发射时喷气式飞机运行了16.7 min．则喷气式飞机的加速度约为( )A．6 m/s2B．8 m/s2C ．10 m/s 2D ．12 m/s 2B [根据公式v ＝at 可得,加速度为a ＝v t ＝8 00016.7×60m/s 2≈8 m/s 2,选项B 正确．]3 ．如图所示是一物体做匀变速直线运动的v ­t 图象,由图可知物体( )A ．初速度为0 m/sB ．2 s 末的速度大小为3 m/sC ．5 s 内的位移为0 mD ．加速度大小为1.5 m/sB [由题图象可知,物体的初速度v 0＝5 m/s,末速度v ＝0,由公式a ＝v －v 0t可得a ＝0－5 m/s 5 s ＝－1 m/s 2,A 、D 错误．由v ＝5－t 知,2 s 末物体的速度大小为3 m/s,B 正确．由于5 s 内v ­t 图象面积不为零,所以C 错误．]4．航空母舰上的飞机弹射系统可以减短战机起飞的距离．如图所示,假设某战机初速度为零,在弹射系统作用下,1 s 后达到一定的速度,然后战机脱离弹射系统继续在甲板的跑道上做匀加速直线运动,加速度为2 m/s 2,经过10 s 达到起飞速度50 m/s 的要求．求：(1)战机脱离弹射系统瞬时速度的大小？ (2)战机在弹射系统作用下的加速度大小？ 解析：(1)根据速度—时间公式有v ＝v 0＋a 2t 2, 战机脱离弹射系统的瞬时速度v 0＝v －a 2t 2, 解得v 0＝30 m/s ．(2)根据速度公式有v 0＝a 1t 1,代入数据解得a 1＝30 m/s 2． 答案：(1)30 m/s (2)30 m/s 2。

高一物理必修一《匀变速直线运动》教案教案是教师为顺利而有效地开展教学活动，根据教学大纲和教科书要求及学生的实际情况，以课时或课题为单位，对教学内容、教学步骤、教学方法等进行的具体设计和安排的一种实用性教学文书。

下面是店铺为大家整理的高一物理必修一《匀变速直线运动》教案，希望对大家有所帮助!高一物理必修一《匀变速直线运动》教案理解领悟本节课从上节探究小车运动速度随时间变化得到的速度图象入手，分析图象是直线的意义表明加速度不变，由此定义了匀变速直线运动，进而导出了匀变速直线运动的速度公式。

要会应用速度公式分析和计算，探究用数学手段描述物理问题的方法，体验数学在研究物理问题中的重要性。

基础级1. 小球速度图象的进一步探究在上节课“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验中，我们画出了小车运动的速度图象，该图象是一条倾斜的直线。

请继续思考下列问题：速度图象中的一点表示什么含义?小车的速度图象是一条倾斜的直线，表明小车的速度随时间是怎样变化的?小车做的是什么性质的运动?不难看出，速度图象中的一点表示某一时刻的速度;小车的速度图象是一条倾斜的直线，表明小车的速度不断增大，而且速度变化是均匀的;小车做的是加速度不变的直线运动。

2. 对匀变速直线运动的理解我们把沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。

对此，要注意以下几点：(1)加速度是矢量，既有大小又有方向。

加速度不变，指的是加速度的大小和方向都不变。

若物体虽然沿直线运动，且加速度的大小不变，但加速度的方向发生了变化，从总体上讲，物体做的并不是匀变速直线运动。

(2)沿一条直线运动这一条件不可少，因为物体尽管加速度不变，但还可能沿曲线运动。

例如我们在模块“物理2”中将要讨论的平抛运动，就是一种匀变速曲线运动。

(3)加速度不变，即速度是均匀变化的，运动物体在任意相等的时间内速度的变化都相等。

因此，匀变速直线运动的定义还可以表述为：物体在一条直线上运动，如果在任意相等的时间内速度的变化都相等，这种运动就叫做匀变速直线运动。

第一节匀变速直线运动的规律教案加速度时间图彖介绍a -1图：引导学生对书本方法点拔讨论分析。

问题7：匀变速直线运动的位移有怎样的变化规律？匀变速直线运动的平均速度：VO +V t S位移公式：S=VOt八aa :IIO1--------- i=>1认识理解且- t图。

理解匀变速直线运动的平均速度公式，推导位移公式。

使学生进一步理解数学公式或图彖描述物理规律时应考虑其适用范围。

使学生学会推导位移公式。

理解平均速度和位移公式的应用方法。

当Vo 二0 时，S at o拓展一步：位移公或的V -1图推导。

思考理解微积分思想在物理学研究屮的应用O学习微积分的思想,拓展视野。

作位移S等于V-1图象与时间坐标所围成的面积。

问题&如何用图彖描述匀变速直线运动的位移变化规律？分析讨论回顾匀速直复习匀速直线运动的位移时间图象S・・・t图：介绍匀变速直线运动的位移时间图彖s -t 图：线运动的S-t图，认识匀变速直线运动的理解位移时间图彖的物理含义，进一步学习用图象研究引导学生推导匀变速直线运动的常用推论：VO Vt SV V t2 t 22 2V t -V O二2a,s物理物理的方法。

S——t图。

O培养学生数学推导推导匀变速直线运动能力，进一步理解速的常用推论。

度公式、位移公式的应用，和平均速度公式的适用范围。

1.标量和矢量的区别:标量:只有大小没有方向的量,如长度质量时间路程温度能量等,运算遵从算数法则矢量:有大小,也有方向,如速度,加速度,位移运算遵循平行四边形法则2.时间和位移时间在时间轴上的表示(区别时间和时刻)3.路程和位移路程:质点的实际运动路径的长度,路程只有大小,没有方向位移:从初位置到末位置的有向线段.位移有大小又有方向例1.关于时间和时刻,下列说法正确的是(ACD)A.物体在5S时指的是物体在5S末时，指的是时刻B.物体在5S内指的是物体在4S末到5S末这1S的时间C.物体在第5S内指的是物体在第4S末到5s末这1S的时间D.第4S末就是第5S初。

指的是时刻例2 有一小球从空中10米落下，遇到地板反弹在丽地板2米高的地方被接住，那么小球的位移和路程是（）A 10m，8mB 8m,12mC 10m,10m D8m,8m例3 一质点沿半径为R的圆周运动一周，回到出发点，在此过程中，路程和位移的大小为（）A 2πR，2πRB 0，2πRC 2R,2RD 2πR ,2R 例4 一辆汽车从A点出发，向东行驶40KM，又向南行驶20KM，在此过程中，路程是多少？位移的大小和方向又如何？第3节运动快慢的描述——速度1．定义：速度V等于物体运动的位移和发生这段位移所用时间的比值。

2．物理意义；速度是表示物理运动快慢和方向的物理量。

（速度是矢量，既有大小又有方向）3．平均速度和平均速率的区别平均速度=X/t平均速率=s/t例1、小红骑车上学，当她以4m/s的速度骑完前一半路程时发现时间紧张，为了不迟到，她改用6m/s的速度通过后一半路程，则她通过全程的平均速度是（）A、5m/sB、4.8m/sC、5.2m/sD、条件不足，无法判断例2、甲、乙两处相距1500m，小李从甲地出发，前一半时间内步行，速度为1.2m/s，后一半时间内跑步，速度为2.4m/s，求全程的平均速度。

例3一物体沿正东方向以4m/s匀速运动时间为4s,又以3m/s的速度向北匀速运动4s,求这8s内的平均速度和平均速率是多少？例 4 某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速度为V1，下山的平均速度为V2，则往返的平均速度和平均速率是多少？第5节速度变化快慢的描述——加速度定义；加速度表示速度改变快慢的物理量，它等于速度的变化量与发生这一变化所用时间比值单位:m/s2矢量性：加速度有大小，又有方向公式=Δv/Δt=（Vt-V0）/t例1下列说法正确的是[]A.运动物体在某一时刻的速度可能很大而加速度可能为零B.运动物体在某一时刻的速度可能为零而加速度可能不为零C.在初速度为正、加速度为负的匀变速直线运动中，速度不可能增大D.在初速度为正、加速度为正的匀变速直线运动中，当加速度减小时，它的速度也减小例2沿一条直线运动的物体，当物体的加速度逐渐减小时，下列说法正确的是[]A.物体运动的速度一定增大B.物体运动的速度一定减小C.物体运动速度的变化量一定减小D.物体运动的路程一定增大S-t图像专项训练题1．小车从A地开往D地，其s-t图象如图所示，其中BC段平行于时间轴，则下列说法正确的是：（）A．小车在AB段做匀加速直线运动B．小车在BC段处于静止状态C．小车在CD段做匀速直线运动D．小车在到达D地的前一时刻的速度为零2．如图是一辆汽车做直线运动的s-t图象,对线段OA、AB、BC、CD 所表示的运动,下列说法正确的是（）A．OA段运动最快B．AB段静止C．CD段表示的运动方向与初始运动方向相反D．运动4h后汽车的位移大小为30km3．如图所示，为一物体运动的位移-时间（x-t）图像。