高中物理2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系教学设计新人教版必修1
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高一物理2.4 匀变速直线运动速度与位移的关系教学案学习目标:知识与技能: 1、掌握匀变速直线运动的速度——位移公式2、会推导公式v2-v02=2ax3、会灵活运用合适的公式解决实际的的问题过程与方法:通过解决实际问题,培养学生灵活运用物理规律,解决问题和分析结果的能力。
情感态度与价值观:通过教学活动使学生获得成功的喜悦,培养学生全面参与物理学习活动的兴趣,提高学习的自信心学习重点:推导公式v2-v02=2ax 会灵活运用合适的公式解决实际的的问题学习难点:运用合适的公式解决实际的的问题。
学习过程:一【预习导引】回忆匀变速直线运动的规律1、速度规律v= ;若v0=0,则v=2、位移规律x= ;若v0=0,则x=二【创设情景】问题:射击时,如果把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动,子弹的加速度是5×105m/s2,,枪筒长x=0.64m,计算子弹射出枪口时的速度。
根据已有知识简要回答解题的思路或过程三【建构新知】在上个问题中,并不知道时间t这个物理量,因此要分步解决,能不能用一个不含时间的新的公式直接解决呢?由v=v0+at 得 t= (1)x= v0t+at2/2 (2)将(1)代入(2)得V2-v02= (3)(3)式就是本节学到的新的一个关于匀变速直线运动的公式,式中并不含有时间。
若v0=0,则(3)式可简化为v2=四【知识运用】例1、飞机落地后做匀减速滑行,它滑行的初速度是216km/h,加速度大小是2m/s2,则飞机落后滑行的距离是多少?解:选取初速度方向为正方向建立直线坐标系。
初速度v0=_________km/h=_________m/s,末速度v=_________由于减速,加速度 a =_________根据v2-v02=2ax变形得:x=__________________=__________________。
探究:用其它方法能解决吗?例2、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?五【能力提升】介绍几个重要的推论。
§2-4 匀变速直线运动的速度与位移的关系教学内容:匀变速直线运动速度与位移的关系教学目标:1、进一步理解匀变速直线运动的速度、位移公式;2、正确导出匀变速直线运动的速度、位移的关系,并会应用它们进行计算;3、会用匀变速直线运动的规律解决有关实际问题;教学方法:自学辅导法教学难点:匀变速直线运动规律及其应用 教学过程:引入:回顾匀变速直线运动的速度公式、平均速度公式和位移公式。
并导出推导公式。
速度公式:v t =v 0+at 位移公式:x=v 0t+12at 2平均速度公式:v - =v 0+v t2 (匀变速直线运动在某一段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度)一、速度和位移的关系1、公式:v t 2 -v 02=2ax2、推导:由公式x=v 0t+12 at 2和v t =v 0+at 消去t 得:v t 2 -v 02 =2ax 技巧:x 、a 、v 0、v t 、t 五个量中,若没有t (或消去t ),则用公式:v t 2 -v 02=2ax 若没有a(或消去a),则用公式:x=v - t=v 0+v t 2 t若没有v 0(或消去v 0),则用公式:x=v t t-12 at 2若没有v t ,则用公式:x=v 0t+12at 2二、匀变速直线运动规律的应用【例1】教材P42例题。
告诉学生如何分析和解答。
【例2】发射枪弹时,枪弹在枪筒中的运动可以看作匀加速直线运动。
如果枪弹的加速度大小为5×105m/s 2,枪筒长0.64m ,枪弹射出枪口时的速度是多大?分析:第一,先找物理过程,并画过程草图(如图所示)。
第二,寻找已知量v 0、v t 、a 、t 、x 等,并标在草图中。
第三,寻找公式:最佳公式。
第四,解答并检查合理性。
解:已知v 0=0,v t =?a=5⨯105m/s 2,t=?,s=0.64m由v t 2 -v 02 =2as 得:v t 2 =2ax ,故v t =2as =2⨯5⨯105⨯m/s 2⨯0.64m =800m/s可见,枪弹射出枪口时速度是800m/s 。
4 匀变速直线运动的速度与位移的关系一、学习目标1、知道位移速度公式,会用公式解决实际问题。
2、知道匀变速直线运动的其它一些扩展公式。
3、牢牢把握匀变速直线运动的规律,灵活运用各种公式解决实际问题。
二、课前预习1、匀变速直线运动的速度与时间的关系 ,位移与时间的关系 。
2、匀变速直线运动的平均速度公式有 、 。
3、匀变速直线运动中,连续相等的时间T 内的位移之差为 。
4、匀变速直线运动某段时间内中间时刻的瞬时速度等于 。
5、物体做初速度为零的匀加速直线运动,则1T 秒末、2T 秒末、3T 秒末……速度之比为 ; 前1T 秒、前2T 秒、前3T 秒……位移之比 ; 第一个T 秒、第二个T 秒、第三个T 秒……位移之比 ; 连续相等的位移所需时间之比 。
三、探究过程请同学们回忆一下,匀变速直线运动的速度公式和位移公式。
(1)速度公式―――at +=0υυ (2)位移公式―——2021at t x +=υ 有了上述两个公式,下面请看一个实例:[例题1]射击时,火药在枪筒中燃烧。
燃气膨胀,推动弹头加速运动。
我们把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动,假设子弹的加速度是a =5×105m/s 2,枪筒长x =0.64m ,计算子弹射出枪口时的速度。
学生看题分析,画出子弹加速运动的示意图。
由题意00=v ,根据221at x =先求出时间t 再求υ s sm m a x t 325106.1/10564.022-⨯=⨯⨯== 能否只用一个关系式就能求得结果呢?学生讨论:得到推论题中已知条件和所求的结果都不涉及时间t ,将两个公式联立,消去t ,就直接得到位移与速度的关系式了。
学生推导过程如下:由at +=0υυ得a t 0υυ-=代入位移公式, 即 ax 2202=-υυ解答:在子弹的运动中,已知00=v ,5105⨯=a m/s 2,x=0.64m , 由ax v v 2202=-得ax v 2= 代入数据得子弹离开枪口的速度80064.0/105225=⨯⨯⨯=m s m v m/s评价:(1)公式中共有五个物理量,一般来说,已知其中的三个量就可以求出其余的一个或两个物理量。
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高中物理新课标教学设计
2.4 匀变速直线运动的位移与速度的关系
【学习者分析】
学生在前两节学习了速度与时间、位移与时间的关系,而这节课主要是学习位移与速
度之间的关系,因此学生可以通过本身的数学知识消去两个公式中的t而达到这节课的学
习目的。学生运用知识解决实际问题的能力比较弱,虽然可以记住这三个公式,但是在实
际物理情境中分析就不透彻。
【教材分析】
教科书这一部分是直接以实例形式出现,让学生在解决实际问题过程中利用公式
v=v0+at和x=vot+12at2,推导出速度与位移的关系式。在解决物理问题时非常重要的是分析
物理过程,这里就要分析清楚物体的速度、位移随时间变化的具体情况,这样才能正确的
应用公式,并对问题的结果进行必要的检验、讨论。
【教学目标】
1.知识与技能:
(1)知道匀速直线运动的位移与速度的关系
(2)理解匀变速直线运动的位移与速度的关系及其应用
2.过程与方法:
(1)体验运用所学习的知识解决实际问题的过程,从而达到学以致用的科学态度。
3.情感态度与价值观:
(1)物理知识与生活情境结合,培养学生知识从生活中而来而又运用于生活的情感,从而
培养学生的学习兴趣。
【重点难点】
(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速度的关系及其应用
【设计思想】
从生活情境中得出问题,然后从数学角度分析得出V与x的关系。然后又把这个
v2-v02=2ax运用到生活中去,让学生中生活中体验运用知识解决实际问题的乐趣。
【教学环节】
一、引入新课
教师活动:上节课我们学习了匀变速直线运动的位移与时间的关系,知道了匀变速直
线运动的速度-时间图象中,图线与时间轴所围面积等于物体的位移;并
推导出了匀变速直线运动的位移-时间公式2021attvx。这节课我们继
续探究匀变速直线运动的位移与速度的关系。
二、进行新课
1、匀变速直线运动的位移与速度的关系
2
教师活动:我们分别学习了匀变速直线运动的位移与时间的关系,速度与时间的关系,
有时还要知道物体的位移与速度的关系,请同学们做下面的问题:
“射击时,火药在枪筒中燃烧,燃气膨胀,推动弹头加速运动。我们把子弹
在枪筒中的运动看作匀加速直线运动,假设子弹的加速度是a=5x103ms2,枪
筒长x=0.64m,计算子弹射出枪口时的速度。并推出物体的位移与速度的关
系式。
学生活动:学生做题并推导出物体的位移与速度的关系:axvv2202
点评:培养学生在解答题目时简化问题的能力和推导能力;在解答匀变速直线运动的
问题时,如果已知量和未知量都不涉及时间,应用公式 axvv2202求解,往往会使问
题变得简单,方便。
教师总结:atvv0 ①2021attvx ② axvv2202③是解答匀
变速直线运动规律的三个重要公式,同学们要理解公式的含义,灵活选择应用。
教师活动:投影课堂练习(见“实例探究”),适当加入学生的讨论。
学生活动:学生完成课堂练习。
点评:在应用中加深对规律的理解。
三、课堂总结、点评
通过两节课的学习,掌握了匀变速直线运动的三个基本公式,atvv0 ①
2
0
2
1
attvx
② axvv2202③,这是解答匀变速直线运动规律的三个重要公
式,同学们要理解公式的含义,灵活选择应用。
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。
四、实例探究
1.公式2021attvx的基本应用
[例1]一辆汽车以10ms2的加速度做匀减速直线运动,经过6秒(汽车未停下)。汽
车行驶了102m。汽车开始减速时的速度是多少?
3
分析:汽车一直作匀减速运动,其位移可由多种不同方法求解。
解法1:由2021attvx得2066)1(2110221220tatxv ms
所以,汽车开始减速时的速度是20ms
解法2: 整个过程的平均速度20tvvv,而atvvt0,得20atvv
又176102txv ms,解得202611720atvv ms
所以,汽车开始减速时的速度是20ms
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。
2.关于刹车时的误解问题
[例2] 在平直公路上,一汽车的速度为15ms。,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,
汽车以2ms2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=15ms,a = -2ms2,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 =0,a= - 2ms2
由atvv0知
运动时间5.72150avts
说明刹车后7 .5s汽车停止运动。
由axvv2202得
所以车的位移25.56)2(21522202avvxm
点评:计算题求解,一般应该先用字母代表物理量进行运算,得出用已知量表达未知
量的关系式,然后再把数值代入式中,求出未知量的值。这样做能够清楚地看出未知量与
已知量的关系,计算也比较简便。
3.关于先加速后减速问题(图像的巧妙应用)
[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,
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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。
分析:汽车先做初速度为零的匀加速直线运动,达到最大速度后,立即改做匀减速运
动,可以应用解析法,也可应用图象法。
解法1:设最大速度为vm,由题意,可得方程组
22222
112121tatvtaxm
21ttt
11tavm 220tavm
整理得5205022txvmms
解法2:用平均速度公式求解。
匀加速阶段和匀减速阶段平均速度相等,都等于2mv,故全过程的平均速度等于2mv,
由平均速度公式得2mv=tx,解得5205022txvmms
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
2
tv
xm
,所以5205022txvmms
四、作业
(1)已知某物体做匀变速直线运动,加速度为a,试证明:在一段时间t内的平均速
度等于该段时间中点t2时刻的瞬时速度。
(2)P42 第1、2题
【板书设计】
2.4 匀变速直线运动的位移与速度的关系
1、匀变速直线运动的位移与速度的关系
由
atvv
0
5
2
0
2
1
attvx
消去时间t可得:
axvv2202
【教学反思】
通过本节内容的学习后,学生初步能够将物理知识和生活情境练习起来,但是对生活
情境中难以建立物理模型,所以导致学生不容易选择正确的物理知识回答问题.