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【最新2023】人教版高中物理必修一【2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系】教案

更新时间:2023-12-27 文章作者: 信息来源: 阅读次数:
人教版高中物理必修1教学设计CLo物理好资源网(原物理ok网)
 
课题 匀变速直线运动的速度与时间的关系 单元 2 学科 物理 年级 高一
学习CLo物理好资源网(原物理ok网)
目标
1.知识与技能:CLo物理好资源网(原物理ok网)
(1)知道匀速直线运动图象以及横纵坐标交点表示的意义。CLo物理好资源网(原物理ok网)
 (2)知道匀变速直线运动的图象,概念和图像表达的信息特点。CLo物理好资源网(原物理ok网)
(3)掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at的推导过程以及掌握微分思想,并会应用它进行计算。CLo物理好资源网(原物理ok网)
2.过程与方法:CLo物理好资源网(原物理ok网)
(1)让学生初步了解探究物理规律学习的方法.CLo物理好资源网(原物理ok网)
(2)启发学生的逻辑推理能力,培养数形结合的能力,应用数学知识的解决物理问题的能力。CLo物理好资源网(原物理ok网)
3.情感态度与价值观:CLo物理好资源网(原物理ok网)
(1)培养学生基本的科学素养和掌握解决问题的微分思想。CLo物理好资源网(原物理ok网)
(2)培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。CLo物理好资源网(原物理ok网)
(3)培养学生应用数学物理知识解决实际问题的能力。
重点 (1) 匀变速直线运动的图象,概念和图像表达信息特点的掌握。CLo物理好资源网(原物理ok网)
(2) 匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并会应用它进行实际计算
难点 应用图象推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at。
 
 
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 生活中运动时很复杂的,根据运动轨迹简单分为直线运动和曲线运动,根据速度变化特点分为静止,匀速和变速。初中时同学们学过比较简单的匀速直线运动。匀速直线运动通过字面意思可知,它有两个特点,轨迹是直线和速度方向和大小不变。CLo物理好资源网(原物理ok网)
上节课同学们通过实验研究了小车在重物牵引下运动,你觉得它的运动有什么样的特点呢?CLo物理好资源网(原物理ok网)
它有两个特点,CLo物理好资源网(原物理ok网)
一:轨迹是直线CLo物理好资源网(原物理ok网)
二:速度大小越来越大(加速运动)CLo物理好资源网(原物理ok网)
上节课同学们通过实验研究了小车在重物牵引下运动的 v-t 图像,你能画出小车运动的v-t图象吗?CLo物理好资源网(原物理ok网)
教师出示图像并引导学生分析CLo物理好资源网(原物理ok网)
教师总结:观察图像可以知小车在不同时刻它的速度不同,并且速度随时间的增加而增加,那么,小车速度的增加有没有规律可遵循呢?这节课我们就来探究一下。
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学生画出上一节的v-t图象CLo物理好资源网(原物理ok网)
通过对图像的分析,找一找速度随时间变化的特点
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引导同学自主学习,引出本节课题CLo物理好资源网(原物理ok网)
 
讲授新课 一、匀变速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
观察下图你发现了什么?CLo物理好资源网(原物理ok网)
引导学生分析v-t图像。CLo物理好资源网(原物理ok网)
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教师总结:CLo物理好资源网(原物理ok网)
无论Δt选在什么区间,对应的速度的变化量Δv 与时间的变化量Δt 之比都是一样的,即物体运动的加速度保持不变。所以,实验中小车的运动是加速度不变的运动。CLo物理好资源网(原物理ok网)
问:本题中加速度不变(速度均匀增加)的运动叫做什么运动呢?(运动轨迹和速度特点描述)CLo物理好资源网(原物理ok网)
通过思考总结:匀变速直线运动。CLo物理好资源网(原物理ok网)
1、定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫作匀变速直线运动,匀变速直线运动的v-t 图像是一条倾斜的直线。CLo物理好资源网(原物理ok网)
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匀变速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
图像1和2都属于匀变速直线运动,但它们变化的趋势不同,图像1速度在均匀————图像2速度在均匀——————CLo物理好资源网(原物理ok网)
答案:增加;减少。CLo物理好资源网(原物理ok网)
2、匀变速直线运动分类CLo物理好资源网(原物理ok网)
(1)匀加速直线运动:物体的速度随时间均匀增加的直线运动。CLo物理好资源网(原物理ok网)
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匀加速, v0 >0,a >0CLo物理好资源网(原物理ok网)
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匀加速, v0 <0,a <0CLo物理好资源网(原物理ok网)
教师总结:匀加速(a、v 同向)CLo物理好资源网(原物理ok网)
特点:加速度的大小和方向都不变,且与速度方向相同。CLo物理好资源网(原物理ok网)
(2)匀减速直线运动:物体的速度随时间均匀减小的直线运动。CLo物理好资源网(原物理ok网)
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匀减速, v0 >0,a <0CLo物理好资源网(原物理ok网)
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匀减速,v0 <0,a >0CLo物理好资源网(原物理ok网)
教师总结:匀减速,(a、v 反向)CLo物理好资源网(原物理ok网)
特点:加速度的大小和方向都不变,且与速度方向相反。CLo物理好资源网(原物理ok网)
针对练习:如图所示的四个图像中,描述物体做匀加速直线运动的是(    )CLo物理好资源网(原物理ok网)
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【答案】BCLo物理好资源网(原物理ok网)
二、速度与时间的关系CLo物理好资源网(原物理ok网)
 除v-t 图像外,我们还可以用公式描述它们的关系。如图为匀变速直线运动, 把运动开始时刻取作0时刻,初始速度为v0。咱们用加速度a来表示时间以后的速度呢?CLo物理好资源网(原物理ok网)
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则:Δt=t速度的变化量:Δv=v- v0CLo物理好资源网(原物理ok网)
把上述两式代入a=Δv/Δt中,化简可得:CLo物理好资源网(原物理ok网)
v = v 0 + atCLo物理好资源网(原物理ok网)
1、匀变速直线运动的速度与时间的关系式:CLo物理好资源网(原物理ok网)
v = v 0 + atCLo物理好资源网(原物理ok网)
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(2)对公式理解:at 是 t 时间内速度的变化量,再加上物体在开始时刻的速度v0, 就是t时刻的速度vCLo物理好资源网(原物理ok网)
(3)此关系式为矢量式,注意方向(若取初速方向为正,则加速运动 a 为正,减速运动 a 为负)CLo物理好资源网(原物理ok网)
2、v = v 0 + at的特殊形式CLo物理好资源网(原物理ok网)
(1)当 v 0= 0 时,v = at物体做初速度为零的匀加速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
(2) 当 a = 0 时, v = v0   物体做匀速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
典型例题CLo物理好资源网(原物理ok网)
例题1:一辆汽车原来的速度是8m/s,在一段足够长的下坡路上以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,则行驶了20s时的速度为________m/s。CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】18CLo物理好资源网(原物理ok网)
【详解】CLo物理好资源网(原物理ok网)
以初速度方向为正方向,v0=8m/s,a=0.5m/s2,t=20s,由速度时间公式 eqId3c5bfa3ac22b425d8a3a8cf60050e846CLo物理好资源网(原物理ok网)
eqId743128da275c47d28ef0252b4fcb9076CLo物理好资源网(原物理ok网)
 解题步骤:CLo物理好资源网(原物理ok网)
1.认真审题,分析已知量和待求量;CLo物理好资源网(原物理ok网)
2.弄清题意画示意图,明确初速度v0、末速度v、加速度a和时间t及各量的正负号。CLo物理好资源网(原物理ok网)
3.将已知量带入公式求未知量,若所求量是矢量,要说明方向。CLo物理好资源网(原物理ok网)
4.对计算结果和结论进行验算。CLo物理好资源网(原物理ok网)
典型例题CLo物理好资源网(原物理ok网)
例题2【2017•枣阳市高一月考】汽车初速度v0=20m/s,刹车后做匀减速直线运动,加速度大小为a=5 m/s2, 求:开始刹车后6 s末汽车的速度。CLo物理好资源网(原物理ok网)
解法一:先判断,再解CLo物理好资源网(原物理ok网)
解:以初速方向为正方向当车速减为零时v=v0+at=20-5t=0CLo物理好资源网(原物理ok网)
解得t=4sCLo物理好资源网(原物理ok网)
即在4s时汽车停止运动,所以开始刹车后6s末汽车的速度为0。CLo物理好资源网(原物理ok网)
解法二:直接解,再检验CLo物理好资源网(原物理ok网)
解:以初速方向为正方向,则 a=-5 m/s2 CLo物理好资源网(原物理ok网)
vt =v0+at=20+(-5)×10m/s=-30m/sCLo物理好资源网(原物理ok网)
汽车刹车过程是一个实际的运动过程,一旦车的速度减到0,CLo物理好资源网(原物理ok网)
汽车将保持静止状态,不后退,由结果可知,车实际已经停下来了,CLo物理好资源网(原物理ok网)
所以6s末    vt =0CLo物理好资源网(原物理ok网)
3.如图所示为某新型电动汽车试车时的v­t图像,则下列说法中正确的是(  )CLo物理好资源网(原物理ok网)
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A.在0~6 s内,新型电动汽车做匀变速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
B.在6~10 s内,新型电动汽车处于静止状态CLo物理好资源网(原物理ok网)
C.在4 s末,新型电动汽车向相反方向运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
D.在t=12 s末,新型电动汽车的加速度为-1 m/s2CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】DCLo物理好资源网(原物理ok网)
4.下列有关对匀变速直线运动的认识,其中观点正确的是(    )CLo物理好资源网(原物理ok网)
A.物体在一条直线上运动,若在相等的时间内通过的位移相等,则物体的运动就是匀变速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
C.加速度不变的运动就是匀变速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
D.匀变速直线运动的加速度是一个恒量CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】DCLo物理好资源网(原物理ok网)
5.对于做匀变速直线运动的物体,下列说法中正确的是(  )CLo物理好资源网(原物理ok网)
A.若加速度方向和速度方向相同,即使加速度很小,物体的速度还是要增大的CLo物理好资源网(原物理ok网)
B.若加速度方向和速度方向相反,物体的速度可能一直增大CLo物理好资源网(原物理ok网)
C.不管加速度方向和速度方向的关系怎样,物体的速度都是增大的CLo物理好资源网(原物理ok网)
D.因为物体做匀变速直线运动,所以它的加速度是均匀变化的CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】ACLo物理好资源网(原物理ok网)
6.做匀加速直线运动的物体的加速度为3 m/s2,对任意1 s来说,下列说法中不正确的是CLo物理好资源网(原物理ok网)
A.某1 s末的速度比该1 s初的速度总是大3 m/sCLo物理好资源网(原物理ok网)
B.某1 s末的速度比该1 s初的速度总是大3倍CLo物理好资源网(原物理ok网)
C.某1 s末的速度比前1 s末的速度大3 m/sCLo物理好资源网(原物理ok网)
D.某1 s末的速度比前1 s初的速度大6 m/sCLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】BCLo物理好资源网(原物理ok网)
7.纯电动汽车不排放污染空气的有害气体,具有较好的发展前景.某辆电动汽车在一次刹车测试中,初速度为18m/s,经过3s汽车停止运动.若将该过程视为匀减速直线运动,则这段时间内电动汽车加速度的大小为(     )CLo物理好资源网(原物理ok网)
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A.3m/s2       B.6m/s2CLo物理好资源网(原物理ok网)
C.15m/s2     D.18m/s2CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】BCLo物理好资源网(原物理ok网)
8.物体做匀加速直线运动,到达A点时的速度为5m/s,经3s到达B点时的速度为14m/s,再经过4s到达C点,则它到达C点时的速度为(  )CLo物理好资源网(原物理ok网)
A.23m/s       B.5m/s  C.26m/s       D.10m/sCLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】CCLo物理好资源网(原物理ok网)
思考与讨论:图中是一个物体运动的 v-t 图像。它的速度怎样变化?在相等的时间间隔内,即Δt ′ = Δt 时,速度的变化量Δv′和 Δv总是相等的吗?物体在做匀变速运动吗?CLo物理好资源网(原物理ok网)
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它的速度随着时间的增加逐渐增加;在相等的时间间隔内,即Δt ′ = Δt 时,速度的变化量Δv′小于Δv;物体在做加速度逐渐减小的加速运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
课堂练习CLo物理好资源网(原物理ok网)
1、某物体做直线运动的速度一时间图像如图所示。根据图像回答:CLo物理好资源网(原物理ok网)
images/898b68bf-04fc-4ebb-a9db-cee620db2341.jpegCLo物理好资源网(原物理ok网)
(1)物体在OA段做——————运动,加速度为——————,在AB段做    运动,加速度是—————— CLo物理好资源网(原物理ok网)
 (2)物体在5 s时的速度为—————— m/s。CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)匀加速直线 1 m/s2 匀减速直线-2 m/s2  (2)2CLo物理好资源网(原物理ok网)
2、一物体静止在光滑的固定水平桌面上,现对其施加一水平外力,使它沿水平桌面做直线运动,该物体的v-t图像如图所示,根据图像,下列说法正确的是(  )CLo物理好资源网(原物理ok网)
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A.0~6s时间内物体运动的加速度始终没有改变CLo物理好资源网(原物理ok网)
B.2~3s时间内物体做减速运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
C.第1s末物体的速度方向改变CLo物理好资源网(原物理ok网)
D.1.5s末和2.5s末两个时刻物体的加速度相同CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】DCLo物理好资源网(原物理ok网)
3、爬竿运动员从竿上端由静止开始先匀加速下滑时间2t,后再匀减速t时间恰好到达竿底且速度为0,这两段匀变速运动过程中加速度大小之比为(   )CLo物理好资源网(原物理ok网)
A.2:1 B.1:2CLo物理好资源网(原物理ok网)
C.4:1 D.1:4CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】BCLo物理好资源网(原物理ok网)
4. 关于匀变速直线运动,下列说法正确的是(  )CLo物理好资源网(原物理ok网)
A.匀变速直线运动的加速度恒定不变CLo物理好资源网(原物理ok网)
B.相邻的相同时间间隔内的位移相等CLo物理好资源网(原物理ok网)
C.在任何相等的时间Δt内的速度变化量Δv都相等CLo物理好资源网(原物理ok网)
D.速度与运动时间成正比CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】ACCLo物理好资源网(原物理ok网)
拓展提高CLo物理好资源网(原物理ok网)
1、长安汽车紧急刹车,加速度的大小是8m/s2,如果必须在3s内停下来,那么汽车的行驶速度不能超过多少?CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】 v0=24m/s。CLo物理好资源网(原物理ok网)
2、一辆沿平直路面行驶的汽车,速度为36 km/h,突然前面有紧急情况,刹车时获得的加速度大小是4 m/s2,求刹车后5 s末的速度。CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】刹车后经2.5 s停止,所以3 s末的速度为0。CLo物理好资源网(原物理ok网)
3,一个物体做匀变速直线运动,当t=0时,物体的速度大小为12m/s,方向向东;当t=2s时,物体的速度大小为8m/s,方向仍向东。当t为多少时,物体的速度大小变为2m/s?(  )CLo物理好资源网(原物理ok网)
A.3s     B.5s     C.7s     D.9sCLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】BCCLo物理好资源网(原物理ok网)
4,物体做匀减速直线运动直到停止,已知第1s末的速度是10m/s,第3s末的速度是4m/s,则下列结论正确的是(  )CLo物理好资源网(原物理ok网)
A.物体的加速度大小是2m/s2CLo物理好资源网(原物理ok网)
B.物体的加速度大小是3m/s2CLo物理好资源网(原物理ok网)
C.物体零时刻的速度是13m/sCLo物理好资源网(原物理ok网)
D.物体第5s末的速度是2m/sCLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】BCCLo物理好资源网(原物理ok网)
5,甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动,两物体运动的v-t图像如图所示,下列判断正确的是(  )CLo物理好资源网(原物理ok网)
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A.甲做匀速直线运动,乙先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
B.两物体两次速度相同的时刻分别为第1s末和第4s末CLo物理好资源网(原物理ok网)
C.乙在前2s内做匀加速直线运动,2s后做匀减速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
D.2s后,甲、乙两物体的速度方向相反CLo物理好资源网(原物理ok网)
【答案】ABC
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通过对图像的分析,找出匀变速直线运动的概念及特点CLo物理好资源网(原物理ok网)
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让学生通过自身的观察,发现匀加速直线运动与匀减速直线运动的不同之处,并完成填空CLo物理好资源网(原物理ok网)
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对图像有明确的认识,会分析匀加速直线运动的不同形式CLo物理好资源网(原物理ok网)
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对图像有明确的认识,会分析匀减速直线运动的不同形式CLo物理好资源网(原物理ok网)
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学生思考讨论CLo物理好资源网(原物理ok网)
并推导匀变速直线运动的速度公式CLo物理好资源网(原物理ok网)
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观察图形理解公式的意义CLo物理好资源网(原物理ok网)
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分析,解题CLo物理好资源网(原物理ok网)
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同学完成此题并讨论:CLo物理好资源网(原物理ok网)
1. 物理规律在生活中的实际应用;CLo物理好资源网(原物理ok网)
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学生思考讨论CLo物理好资源网(原物理ok网)
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加深学生对匀变速运动的理解CLo物理好资源网(原物理ok网)
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巩固本节知识CLo物理好资源网(原物理ok网)
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课堂小结 1.匀变速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
沿着一条直线,且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动,匀变速直线运动的v-t 图像是一条倾斜的直线。CLo物理好资源网(原物理ok网)
2.匀变速直线运动的速度与时间的关系CLo物理好资源网(原物理ok网)
公式表述:v=v0+atCLo物理好资源网(原物理ok网)
3.在运用速度公式解题时要注意公式的矢量性
梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述,查漏补缺,并有针对性地进行讲解补充。
板书 一、匀变速直线运动CLo物理好资源网(原物理ok网)
1、定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫作匀变速直线运动,匀变速直线运动的v-t 图像是一条倾斜的直线。CLo物理好资源网(原物理ok网)
2、匀变速直线运动分类CLo物理好资源网(原物理ok网)
匀加速直线运动和匀减速直线运动。CLo物理好资源网(原物理ok网)
二、速度与时间的关系CLo物理好资源网(原物理ok网)
1、v = v 0 + atCLo物理好资源网(原物理ok网)
2、一般规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值.若v0=0,一般以a的方向为正方向.
   
 
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