2.2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系— 【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊(cè)教案

1、2.2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系教材分析勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系是高中物理第一個(gè)關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式，它將會(huì)是后面學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)。它將會(huì)與我們的生活緊密相連。本節(jié)通過速度時(shí)間的圖像為基礎(chǔ)過度到用公式來表達(dá)運(yùn)動(dòng)的過程，讓學(xué)生體會(huì)探究物理規(guī)律的過程，體會(huì)學(xué)習(xí)帶來的快樂與痛苦。通過數(shù)形結(jié)合的方法研究物理，體會(huì)物理知識(shí)表達(dá)的多元性，同時(shí)聯(lián)系生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的探索和創(chuàng)新的興趣。初步學(xué)習(xí)解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的基本方法和步驟。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)物理觀念：掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念，知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)、v-t圖象的特點(diǎn).掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系的公式。科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，數(shù)形結(jié)合

2、的能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的解決物理問題的能力?？茖W(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生研究圖象、尋找規(guī)律得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點(diǎn)；培養(yǎng)學(xué)生用物理語(yǔ)言表達(dá)物理規(guī)律的意識(shí)，激發(fā)探索與創(chuàng)新欲望。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1、理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的物理意義。2、掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系公式及應(yīng)用。難點(diǎn)：1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的理解及應(yīng)用。2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間公式的理解及計(jì)算。教學(xué)方法教師啟發(fā)引導(dǎo)與探究法相結(jié)合并輔以圖示法、例證法等。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件。教學(xué)過程一、新課引入通過多媒體課件動(dòng)圖展示：飛機(jī)做勻速運(yùn)動(dòng),上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)。如果C919飛機(jī)

3、沿直線做勻速運(yùn)動(dòng)，它的v-t圖像是一條平行于時(shí)間軸的直線。在上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)中，小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的v-t圖像是一條傾斜的直線，它表示小車在做什么樣的運(yùn)動(dòng)？教學(xué)設(shè)計(jì)說明：分別由動(dòng)圖引入更加形象化，再加上運(yùn)動(dòng)圖像帶來直觀的感受，有利于創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)探究動(dòng)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題。二、新課教學(xué)（一）勻變速直線運(yùn)動(dòng)看圖問題：1、這個(gè)v-t圖象有什么特點(diǎn)？答：一條傾斜的直線2、這個(gè)圖象反映了小車的速度有什么特點(diǎn)？答：速度方向不變，大小在均勻的增加。3、你能求出小車的加速度嗎？加速度相同嗎？在圖線上去時(shí)間間隔t，那么它對(duì)應(yīng)的速度變化為v，由加速度的定義式可得，同理在其他地方任意取和，由加速度的定義式可得，

4、求證兩個(gè)加速度相等即可。構(gòu)建三角形，根據(jù)三角形的知識(shí)得到，因?yàn)閮芍本€平行同位角相等，所以有。所以加速度相同，即物體運(yùn)動(dòng)的加速度保持不變。歸納總結(jié)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)定義：沿著一條直線，且加速度不變的運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：加速度a恒定不變v-t圖像是一條傾斜的直線勻變速直線運(yùn)動(dòng)具體的可以為兩大類，速度增加和速度減少。勻加速直線運(yùn)動(dòng)：物體的速度隨時(shí)間均勻增加。通過多媒體課件動(dòng)圖：汽車起步、飛機(jī)起飛、自由下落的石頭。這些都是我們生活中常見的例子。他們的速度都是在不斷的增加，有的是從零開始有的不是。運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示。勻減速直線運(yùn)動(dòng)：物體的速度隨時(shí)間均勻減小。通過多媒體課件動(dòng)圖：汽車剎車、飛機(jī)降落、石頭被豎直上拋。

5、這些都是我們生活中常見的速度減少的例子。運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示。課堂練習(xí)：例1、一個(gè)物體沿著直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖所示。（1）它在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻的速度，哪個(gè)最大？哪個(gè)最??？（2）它在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻的速度方向是否相同?（3）它在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻的加速度，哪個(gè)最大？哪個(gè)最??？（4）它在1s末和7s末的加速度方向是否相同?解：先分析物體在圖像的各段做什么運(yùn)動(dòng)，由前面的知識(shí)可得，分別作勻加速、勻速、勻減速運(yùn)動(dòng)。v-t圖象中圖象上的每一點(diǎn)表示物體的速度，（1）所以在1s末、4s末、7s末三個(gè)時(shí)刻分別做虛線，則可得三個(gè)時(shí)刻的速度分別為1.5m/s、2m/s和1

6、m/s；故4s末速度最大，7s末的速度最小。（2）由于圖像都在第一象限，速度都是正值，所以三個(gè)時(shí)刻的速度均沿正方向，故方向相同；（3）圖象的斜率表示加速度，分別求出各段的加速度，找到圖線與時(shí)間軸的夾角做三角形，求得勻加速的那段，勻速的容易得a2=0。求得勻減速的。可知，7s末的加速度最大，4s末的加速度最??；（4）加速度的正負(fù)不表示大小，只表示方向。故1s末的加速度沿正方向，7s末的加速度沿反方向；故二者方向不相同。歸納總結(jié)：v-t圖像的理解其上每一個(gè)點(diǎn)表示某一時(shí)刻的速度，正負(fù)表示速度的方向（即物體運(yùn)動(dòng)的方向）。直線的斜率表示加速度，斜率的正負(fù)表示加速度的方向注意：不能從斜率正負(fù)說明質(zhì)點(diǎn)做加速

7、運(yùn)動(dòng)或減速運(yùn)動(dòng)。圖象經(jīng)過時(shí)間軸說明速度方向改變。圖象出現(xiàn)折點(diǎn)說明加速度改變。教學(xué)設(shè)計(jì)說明：通過課后練習(xí)這個(gè)例子來剖析，這樣學(xué)生可以把筆記記在課本，比那些純粹的例子好，例子中既有勻加速運(yùn)動(dòng)也有明顯區(qū)別的勻加速運(yùn)動(dòng)以及勻速運(yùn)動(dòng)，比較好分析，也能很好的與課本照應(yīng)。通過這個(gè)例子將強(qiáng)學(xué)生對(duì)速度時(shí)間圖像的理解，也是隨前面圖像學(xué)習(xí)的一個(gè)小結(jié)。（二）速度與時(shí)間的關(guān)系 除v-t圖像外，我們還可以用公式描述物體運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系。如圖，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)加速度為a=1m/s2；求1s末，物體的速度？加速度的意思表示物體的速度每一秒都增加1m/s。所以1s末的速度在0時(shí)刻的基礎(chǔ)上加1即可，而物體在0時(shí)刻的速度

8、為2m/s。所以就會(huì)有：1s末，物體的速度：v1=21×1=3m/s2s末，物體的速度：v2=2+1×2=4 m/s3s末，物體的速度：v3=2+1×3=5 m/s觀察可得式子的第一項(xiàng)都相同，即為初速度2m/s，第二項(xiàng)的多少個(gè)加速度，多少秒后就加多少個(gè)加速度，即為at。所以：ts末，物體的速度：v=2+1×t= v0+at。這個(gè)是我們由圖像推導(dǎo)得到的關(guān)系式。如果我們可以把運(yùn)動(dòng)開始時(shí)刻取作0時(shí)刻，則由0時(shí)刻到t時(shí)刻的時(shí)間間隔為，時(shí)間的變化量為：t=t - 0=t（末減初），初速度v0：計(jì)時(shí)起點(diǎn)（t=0）的速度；末速度v（也可用vt表示）：時(shí)刻t的速度。速度

9、的變化量為：v = v - v0（末減初），把上述兩式帶入得：由于a是一個(gè)定值得，v=v0+at。公式v=v0+at的推論。由于加速度a在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，所以at 就是t時(shí)間內(nèi)速度的變化量，再加上運(yùn)動(dòng)開始時(shí)物體的速度，就得到t時(shí)刻物體的速度。所以公式也可以這樣說：末速度=初速度+增加的速度。由公式可以看出兩個(gè)特殊的例子：當(dāng)v0= 0 時(shí)，v = at，物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng) a = 0 時(shí)，v= v0 ，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。公式v=v0+at的理解。適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)。v、v0、a都是矢量，方向不一定相同, 在直線運(yùn)動(dòng)中，如果選定了該直線的一個(gè)方向?yàn)檎较?，則

10、凡與規(guī)定正方向相同的矢量在公式中取正值，凡與規(guī)定正方向相反的矢量在公式中取負(fù)值,因此,應(yīng)先規(guī)定正方向。（一般以v0的方向?yàn)檎较?，則對(duì)于勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度取正值；對(duì)于勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度取負(fù)值。）統(tǒng)一同一單位制。教學(xué)設(shè)計(jì)說明：通過雄鷹這個(gè)例子來剖析，例子中既有整體的運(yùn)動(dòng)也有明顯區(qū)別的個(gè)體部分的運(yùn)動(dòng)，比較好分析，也能很好的與課本照應(yīng)。為學(xué)生提供具體生動(dòng)的感性材料，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)的同時(shí)，使得學(xué)生發(fā)生認(rèn)知沖突，萌發(fā)探索、發(fā)現(xiàn)新知的欲望。課堂練習(xí)：例2、一輛汽車以36km/h的速度在平直公路上勻速行駛。從某時(shí)刻起，它以0.6 m/s2的加速度加速，10s未因故突然緊急利車，隨后汽車停了下來。剎車時(shí)

11、做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小是6m/s2。（1）汽車在10s末的速度是多少？（2）汽車從剎車到停下來用了多長(zhǎng)時(shí)間？解：汽車先做初速度為36km/h的勻加速的直線運(yùn)動(dòng)，持續(xù)加速10s，之后剎車減速運(yùn)動(dòng)，最后停下來。 （1）初速度根據(jù)關(guān)系式v= v0+ at代入數(shù)據(jù)得v= 10m/s+ 0.6 m/s2×10s=16m/s。（2）汽車做減速運(yùn)動(dòng)，注意加速度的負(fù)值。且該問的初速度是上一問的末速度。根據(jù)關(guān)系式v= v0+ at代入數(shù)據(jù)得16m/s= 0+（6 m/s2）×t解得：t=2.67s教學(xué)設(shè)計(jì)說明：學(xué)生第一次接觸運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式，講解課本例題的目的在于傳授一些解決運(yùn)動(dòng)的問題的方法和

12、步驟。聯(lián)系生活實(shí)際，拓展學(xué)生視野，增加對(duì)生活的理性認(rèn)識(shí)和思考。課本思考與討論：如圖是一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象。它的速度怎樣變化？在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，即t'=t時(shí)，速度的變化量v' 和v總是相等嗎？物體在做勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？解：由圖線看以看出物體的速度越來越大，所以做加速度運(yùn)動(dòng)。在不同的位置去相同的時(shí)間間隔做出三角形，比較兩個(gè)速度變化量，也就是直角邊等長(zhǎng)度，可以看出在相等的時(shí)間里，速度的變化量v'v。 速度的變化量與時(shí)間的比值等于加速度，在兩個(gè)相同的時(shí)間間隔里，所以物體的加速度逐漸減小，做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 板書設(shè)計(jì)2.2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)：沿著一條直線，且加速度不變的運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：加速度a恒定不變，v-t圖像是一條傾斜的直線兩類勻變速直線運(yùn)動(dòng)：勻加速直線運(yùn)動(dòng)：物體的速度隨時(shí)間均勻增加。勻減速直線運(yùn)動(dòng)：物體的速度隨時(shí)間均勻減小。二、速度與時(shí)間的關(guān)系v= v0+ at（末速度=初速度+增加的速度）特殊例子：當(dāng)v0= 0 時(shí)，v = at物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng) a = 0 時(shí)，v= v0 物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。教學(xué)反思1、 本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)多了一個(gè)速度時(shí)間圖像的總結(jié)，速度時(shí)間圖像在上一章中分別出現(xiàn)過兩回，上節(jié)課的內(nèi)容也有所體現(xiàn)，只是沒有得到系統(tǒng)化