【精品】高一物理 第二章 直线运动 四、速度和时间的关系(备课资料) 人教大纲版第一册
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四、速度和时间的关系从容说课本节课在学习了用图象描述质点位移随时问变化关系的基础上,来学习如何用图象描述质点的速度随时间的变化关系.本节课的内容包括速度一时间图象及匀变速直线运动.本节课的教学目标定位如下:1.知道什么是速度一时间图象,以及如何用图象来表示速度和时间的关系.2.知道匀速直线运动和匀变速直线运动的υ—t图象的物理意义.3.知道什么是匀变速直线运动和非匀变速直线运动.4.在具体问题中,会识别位移图象和速度图象.对速度图象物理意义的理解和应用是本节的教学重点.切实把速度图象和位移图象区别开来,避免两者混同,是本节教学的难点.为了完成教学目标,本节采用类比方法进行教学,通过自学讨论的教学模式,引导学生理解图象并能够从中获取信息.本节课的教学程序设计如下:实例分析,类比位移一时间图象导人新课→实例分析,画出匀速直线运动的速度—时间图象并讨论图象的特点及从图象中可获取的信息→学生思考、阅读、讨论得到什么是匀速直线运动,结合CAI课件模拟实例描点画出汽车的速度→时间图象并进行拓展讨论,最后通过课堂讨论的形式强化对本节知识的理解.教学目标一、知识目标1.知道什么是速度—时间图象,以及如何用图象来表示速度和时间的关系.2.知道匀速直线运动和匀变速直线运动的v—t图象的物理意义.3.知道什么是匀变速运动和非匀变速运动.二、能力目标1.类比位移—时间图象,学生自己分析、讨论,培养自己的自学能力.2.运用图象这种数学工具的能力.三、德育目标教学中重视严谨的科学推理过程,培养学生脚踏实地的作风,形成良好的学习习惯.教学重点匀速直线运动和匀变速直线运动的v—t图象.教学难点如何理解匀变速直线运动.位移图象和速度图象的区别.教学方法类比法、讨论法、自学指导法.教学用具实物投影仪、投影片.课时安排1课时教学过程[投影本节课学习目标]1.知道匀速直线运动的速度—时间图象,以及它是怎样画出的.2.知道匀变速直线运动的概念及速度—时间图象,能根据实验测量出不同时刻的速度值,画出物体运动的速度—时间图象.3.能区分匀速直线运动和匀变速直线运动的v —t 图象.4.初步理解根据匀速直线运动的v —t 图象求位移的方法和原理. [学习目标完成过程]一、导入新课 [出示投影片]某物体运动的位移—时间图象如图所示.问:OA 、AB 段表示物体做什么运动,直线的斜率表示什么?[学生活动]思考、讨论并回答:OA 段位移s 随时间t 不断增大,是过原点的一条倾斜直线,故物体在OA 段做匀速直线运动,速度v A0=112m/s=12 m/s.直线的斜率数值表示速度的大小,斜率为正值表示物体沿正方向运动.AB 段位移s 先随时间不断减小,到原点后又沿反方向不断增加,也是一条倾斜直线,故物体在AB 段也做匀速直线运动,且v AB =41212-- m/s=-6 m/s,说明物体的运动方向与选定的正方向相反,斜率为负表示物体沿负方向运动.[教师归纳总结]1.s —t 图象可以直观地得出位移的大小、正负的变化.2.s —t 图象可以判断物体的运动情况.3.s —t 图象的斜率,数值表示速度的大小,正负表示物体的运动方向. [过渡引言]既然可以用图象来描述位移随时间的变化关系,那么也可以用图象来描述速度和时间的关系.二、新课教学(一)速度—时间图象(v -t 图象) [出示思考题]类比s-t 图象,试画出速度—时间图象的坐标系.[学生活动]思考并作图 用横轴表示时间:t /s用纵轴表示速度:v /m.s -1.速度—时间图象的坐标系如图:(二)匀速直线运动的速度—时间图象[投影片出示]甲、乙两物体从同一点沿同一直线向相同方向做匀速直线运动,速度分别为5 m/s、10 m/s.试画出甲、乙的速度图象?[学生活动]思考并作图[教师选择几位同学的作图进行实物投影][出示思考题]1.匀速直线运动的速度图象有什么特点?2.从速度图象中可获取哪些信息?[学生活动]思考并解答[教师总结归纳]1.匀速直线运动的速度图象是一条平行于时间轴t的直线 .2.从速度图象中可获取的信息:a.匀速直线运动的速度的大小和方向.b.匀变速直线运动某段时间内的位移.由图象和公式s=vt可知:图线和坐标轴围成的“面积”在数值上就等于某段时间t内的位移s.如上图阴影部分.(二)匀变速直线运动[出示思考题]什么是变速直线运动?变速直线运动的瞬时速度怎样?[学生活动]思考并回答:做直线运动的物体,如果在相等的时间里通过的位移不相等,这种运动叫做变速直线运动.变速直线运动的瞬时速度随时间而变化.[CAI课件模拟]请根据表中的数据做出汽车启动和刹车的某段时间的速度图象.[学生活动]作图[教师有选择性地进行实物投影][教师引导学生分析]从以上数据可知:汽车在相等的时间内速度的变化相等.汽车的速度图象是一条倾斜的直线.[学生活动]阅读课文有关内容.[出示思考题]1.什么叫匀变速直线运动?2.匀变速直线运动可分为哪几种?各有什么特点?3.匀变速直线运动的速度图象有什么特点?从中可获得哪些信息?[学生活动]思考并解答上述思考题.[教师总结]1.在相等的时间内速度的变化相等的变速直线运动叫匀变速直线运动.2.匀变速直线运动可分为两类:a.匀加速直线运动:速度随时间均匀增加.b.匀减速直线运动:速度随时间均匀减小.3.匀变速直线运动的速度图线是一条倾斜的直线.从中可获得以下信息:a.某时刻的瞬时速度.b.某段时间内的速度变化.c.比较速度变化的快慢.(图线的倾斜程度决定速度变化的快慢)d.某段时间内物体的位移.(可类比匀速直线运动)[巩固训练]1.根据下列图象,说明质点的运动情况.2.如图为某物体的s—t图象,画出它对应的v-t图象.[参考答案]1.A表示质点做匀减速直线运动.B表示质点做匀速直线运动.C表示质点做匀速直线运动.D表示质点做初速度为0的匀加速直线运动.E表示质点静止.F表示质点做匀加速直线运动.2.v-t图象如下:前2 s内v1=7.5 m/s中间6 s内v2=0后4 s内,v2=-3.75 m/s[课堂讨论]1.在速度一时间图象中,两坐标轴分别表示什么?图象的含义是什么?2.据速度一时间图象你能作出哪些判断?[学生讨论][教师点拨]1.在速度一时间图象中,横轴表示时间,纵轴表示速度,图象表示了速度随时间变化的规律.2.据速度一时间图象可作出如下判断:①读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻.②求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间.③根据速度的正、负判断运动方向. 速度为正,表示物体沿正方向运动,速度为负,表示物体沿负方向运动.④判定物体的运动性质.在υ-t图象中,倾斜直线表示匀变速直线运动,平行于横轴的直线表示匀速直线运动,和时间轴重合的直线表示静止.⑤比较物体速度变化的快慢,在υ-t图象中,直线的倾斜程度反映了物体速度改变的快慢,倾斜程度越大,表示速度改变得越快,倾斜程度越小,表示速度改变得越慢.三、小结[投影小结思考题]1.什么时速度时间图象?该图象的横轴和纵轴分别表示什么?2.匀速直线运动的速度有什么特点?它的速度时间图象又具有什么特点?3.什么样的运动叫匀速直线运动?什么是匀速直线运动?什么是匀减速直线运动?4.匀变速直线运动的速度图象是一条的直线.5.常用的变速直线运动是非匀变速直线运动,它的速度是否均匀改变?四、作业1.课本作业:P28练习四2.思考题:分析下列两图中表示运动情况.[参考答案]甲图为s—t图象,0~10 s内做正向匀速直线运动;10 s~30 s静止;30 s~40 s内做反向的匀速直线运动.乙图为v—t图象,0~10 s内做匀加速直线运动;10 s~30 s内做匀速直线运动;30 s~40 s内做同向的匀减速直线运动.五、板书设计六、本节优化训练设计1.如下图所示,表示物体做匀速直线运动的是(),表示物体做匀变速直线运动的是()2.某物体运动的v-t图象如图,则下列说法中正确的是()A.物体在第1 s末运动方向发生变化B.物体在第1 s末和第3 s末位置是相同点C.物体在5 s内的位移等于第1 s内的位移D.物体在第2 s末返回出发点,向反方向运动3.质点做单方向的匀变速直线运动时,下列论述中正确的是()A.相等时间内位移相等B.相等时间内位移变化相等C.相等时间内速度的变化相等D.瞬时速度随时间在改变4.如图两物体同时由同一地点向同一方向做直线运动,v-t图象如图.下列说法正确的是()A.0~20 s内A、B两物体间的距离逐渐增大B.20 s~40 s内A、B两物体间的距离又逐渐减小,40 s末B追上AC.0~40 s内,A、B两物体间的距离一直在增大,40 s末达到最大D.40 s后,A、B两物体间的距离再次增大5.一个质点沿直线做匀加速直线运动,依次经过A、B、C三点,测得从A到B的时间为4 s,经过B的瞬时速度为11 m/s,从B到C的时间为6 s,到达C的瞬时速度为20 m/s,则经过A点时的速度为______.6.一辆汽车沿着平直的公路行驶,其v—t图象如左下图,说明各段表示什么运动?7.如右上图,表示一质点在6 s内的s—t图象,试据此画出它的v—t图象.[参考答案]1.ACD FGH2.BC3.CD4.ABD5.5 m/s6.AB段:匀加速直线运动;BC段:匀速直线运动;CD段:匀减速直线运动;DE段:静止状态;EF段:初速度为零的匀加速直线运动7.由s—t图象知0~2 s内,v1=3 m/s2~4 s内,v2=04~8 s内,v3=-3 m/s据此,v—t图象如图.。
人教版必修一第二章匀变速直线运动的速研究第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系说课稿我说课的内容是高中物理必修一第二章第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系。
一、教材分析1、教材的地位与作用《匀变速直线运动的速度与时间的关系》是高中学生首次定量地研究匀变速运动的规律,也为即将学习匀变速直线运动的其它规律奠定了知识基础。
本节是高中阶段第一次引入数学方法─图象法研究物理问题,教学中要让学生体会这一方法的作用。
2、教学重点、难点根据新课程标准的要求,结合教材内容和学生学习的实际情况,我认为本节课的重点是匀变速直线运动规律的建立和应用,难点是对速度公式的理解,尤其是加速度的正负值在公式中所表示的物理意义。
3、教学目标(一)知识与技能1、通过图象法使学生知道匀变速直线运动的v-t图象特点,理解匀变速直线运动v-t 图象的物理意义,会根据图象分析解决问题。
2、通过贴近生活的实例使学生掌握匀变速直线运动的概念。
3、通过对速度与时间关系的探究使学生掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式,并能进行有关的计算。
(二)过程与方法1、通过图象法来培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关物理过程的能力。
2、通过引导学生研究图象,寻找规律得出匀变速直线运动的概念。
3、通过引导学生运用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义。
(三)情感、态度与价值观1、通过小组讨论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。
学会互相交流,提高学生的合作意识与能力。
2、通过分析图象培养学生透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识。
二、学情分析高一学生已经掌握了一定的物理基础知识,对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱;(因此我通过知识的归纳,问题的探究使学生主动参与到学习中来。
)三、教法与学法分析本节主要采用学案导学法,图象探究法,问题讨论法。
学案导学法:课前分发学案,培养学生自学能力,养成良好的学习习惯。
备课资料
1、v-t图象中的面积
1.只有在直线运动中,才能作v-t图象,因为v-t图象中,纵轴(v轴)不但表示各时刻速度大小,而且表示速度的方向.箭头所指方向是我们选定的正方向,只有当物体沿同一条直线运动时,选定一个方向为正方向,物体的速度方向才能用正、负号表示.在v-t图象中,图象与坐标轴所围成的“面积”数值上等于物体的位移.且计算“面积”时,速度应带符号运算.
2.曲线运动中,不能作v-t图象(物体沿折线运动也是如此),只能作速率—时间图象.此时纵轴(v轴)箭头所指方向可以理解为运动曲线的切线方向.在速率—时间图象中,图象上某点的切线的斜率,表示的是该时刻运动物体沿轨迹线方向的加速度.图象与坐标轴所围成的“面积”,数值上等于物体的路程.
2、位移图象的应用
关于运动图象,一般应用得比较多的是速度图象,但在有些问题的分析求解中,位移图象也有十分精彩而巧妙的应用.
例题:A、B两汽车站相距s=60 km,从A站每隔Δt=10 min开出一辆汽车,行驶速度为v=60 km/h.如果在A站第一辆汽车开出时,从B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A 站,问从B站开出的车在行驶途中会遇到几辆从A站开出的车?如果B站的汽车与A站的某一辆汽车同时相向开出,为了在途中遇到从A站开出的车最多,B站的汽车至少应在A 站第一辆车开出多长时间后出发?它在途中最多能遇到几辆车?
解析:取A站为坐标原点,A站到B站的方向为位移的正方向,则A站开出的各辆汽车的位移与时间的关系依次为:
s1=vt
s2=v(t-Δt)
s3=v(t-2Δt)
…
B站开出的各辆汽车的位移与时间的关系依次为:
s1′=s-vt
s2′=s-v(t-Δt)
s3′=s-v(t-2Δt)
…
在同一坐标系中,分别从A、B站由不同时刻开出的各辆汽车做相同匀速运动的位移图象如下图所示.其中,细黑线表示从A站开出的各汽车的s-t图象,粗黑线表示从B站开出的各汽车的s-t图象.由图中可直观地看出,当B站的汽车与A站的第一辆汽车同时相向开出时,从B站开出的汽车的位移图线CD与从A站开出的汽车的位移图线有6个交点(不包括在t 轴上的交点),这表明从B站开出的车在途中(不包括站上)会遇到6辆从A站开出的车.
为了在途中遇到的车最多,从图中知,B站汽车至少应在A站第一辆汽车开出50 min 后出发,即B站的汽车应与A站第6辆汽车同时相向开出,此时B站汽车的位移图线MN 与从A站开出的汽车的位移图线共有11个交点(不包括在t轴上的交点).所以从B站开出的车在途中(不包括在站上)最多能遇到11辆从A站开出的车.
从图中还可直接看出B站开出的汽车与A站开出的各辆汽车在途中相遇的具体时刻及位置.并可进一步得知:若B站汽车与A站汽车不同时开出,则B站开出的汽车在途中最多能遇到12辆从A站开出的车.对应B站汽车的位移图线如直线PQ所示.
三、研究性问题
1.从匀速直线运动的v—t图中,可以用图象和坐标轴包围的“面积”来求位移.“面积”为什么带有引号?
2.“遵守交通规则,人人有责”“红灯停、绿灯行,黄灯亮了等一等”,请观察一下黄灯亮的时间大约为几秒?若有一辆汽车飞驰向路口驶来,快到路口时,发现黄灯亮了,司机该怎么做?
3.奥运会上甲、乙两运动员在百米决赛中的v—t图象如下图所示:请判断谁先到达终点?。