2022-2023學(xué)年高中物理 第2章 2.2 勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間的關(guān)系教案 新人教版必修1教 學(xué) 目 標(biāo)知識(shí)與技能1知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象特點(diǎn)，理解圖象的物理意義2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)vt圖象的特點(diǎn)3理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)vt圖象的物理意義，會(huì)根據(jù)圖象分析解決問(wèn)題，4掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算過(guò)程與方法1培養(yǎng)學(xué)生識(shí)別、分析圖象和用物理語(yǔ)言表達(dá)相關(guān)過(guò)程的能力2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3引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理規(guī)律并給出各符號(hào)的具體含義情感態(tài)度與價(jià)值觀1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2培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)、甩不同方法表達(dá)同一規(guī)律的科學(xué)意識(shí)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 1理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)vt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)用教學(xué)難點(diǎn) 1勻變速直線運(yùn)動(dòng)vt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 探究、講授、討論、練習(xí)教 學(xué) 手 段教具準(zhǔn)備 多媒體課件教 學(xué) 活 動(dòng)新課導(dǎo)入 師：勻變速直線運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型生活中的許多運(yùn)動(dòng)由于受到多種因素的影響，運(yùn)動(dòng)規(guī)律往往比較復(fù)雜，但我們忽略某些次要因素后，有時(shí)也可以把它們看成是勻變速直線運(yùn)動(dòng)例如：在乎直的高速公路上行駛的汽車，在超車的一段時(shí)間內(nèi)，可以認(rèn)為它做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，剎車時(shí)則做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到停止深受同學(xué)們喜愛的滑板車運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員站在板上從坡頂筆直滑下時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，筆直滑上斜坡時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方式描繪出了小車的vt圖象，它表示小車做什么樣的運(yùn)動(dòng)呢?小車的速度隨時(shí)間怎樣變化?我們能否用數(shù)學(xué)方法得出速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式呢?新課教學(xué)一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)討論與交流師：請(qǐng)同學(xué)們思考速度一時(shí)間圖象的物理意義生：速度一時(shí)間圖象是以坐標(biāo)的形式將各個(gè)不同時(shí)刻的速度用點(diǎn)在坐標(biāo)系中表現(xiàn)出來(lái)它以圖象的形式描述了質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)不同時(shí)刻的速度(課件展示)勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象，如圖221所示師：請(qǐng)同學(xué)們思考討論課件展示的兩個(gè)速度一時(shí)間圖象在vt圖象中能看出哪些信息呢?思考討論圖象的特點(diǎn)，嘗試描述這種直線運(yùn)動(dòng)學(xué)生思考討論后回答師：請(qǐng)大家先考慮左圖生1：我們能從速度一時(shí)間圖象中得出質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)不同時(shí)刻的速度，包括大小和方向生2：我從左圖中能看出這個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的速度不隨時(shí)間變化，在不同的時(shí)刻，速度值都等于零時(shí)刻的速度值不隨時(shí)間變化的速度是恒定的，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)在做勻速直線運(yùn)動(dòng)速度大小為10ms，方向與規(guī)定的正方向相同師：勻速直線運(yùn)動(dòng)是速度保持不變的直線運(yùn)動(dòng)，它的加速度呢?生(眾生)：零師：大家觀察右圖，與左圖有什么不同和相似的地方?生3：在這個(gè)圖中的速度值大小也是10ms，但它卻是負(fù)值，與規(guī)定的正方向相反，因?yàn)樗俣戎狄脖３植蛔儯运彩莿蛩僦本€運(yùn)動(dòng)生4：勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線師：你能斷定這兩個(gè)圖象中所表示的運(yùn)動(dòng)方向相反嗎?生5：是的，它們肯定相反，因?yàn)橐粋€(gè)是正值，與規(guī)定的正方向相同，一個(gè)是負(fù)值，與規(guī)定的正方向相反老師及時(shí)引導(dǎo)，提示師：它們是在同一個(gè)坐標(biāo)系中嗎?這樣的信息對(duì)你確定它們的方向有沒有幫助?生6：顯然不是啊，這有什么用啊?生7：有了，有了，兩個(gè)坐標(biāo)系中規(guī)定的正方向一定是相同的嗎?對(duì)了，不一定相同，所以不能斷定它們的方向一定相反 師：是的，在兩個(gè)不同的坐標(biāo)系中不能確定它們的方向關(guān)系(課件展示)上節(jié)課我們自己實(shí)測(cè)得到的小車運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象，如圖222所示 師：請(qǐng)大家嘗試描述它的運(yùn)動(dòng)情況 生：圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，它是初速度為零的加速直線運(yùn)動(dòng) 師：大家嘗試取相等的時(shí)間間隔，看它們的速度變化量 學(xué)生自己畫圖操作后回答 生：在相等的時(shí)間間隔內(nèi)速度的增加量是相同的 老師課件投影圖223，進(jìn)一步加以闡述師：我們發(fā)現(xiàn)每過(guò)一個(gè)相等的時(shí)間間隔，速度的增加量是相等的所以無(wú)論t(選在什么區(qū)間，對(duì)應(yīng)的速度v的變化量v與時(shí)間t變化量t之比x/t是一樣的，即這是一種加速度不隨時(shí)間(時(shí)間間隔)改變的直線運(yùn)動(dòng) 師：質(zhì)點(diǎn)沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，且加速度不變的運(yùn)動(dòng)，叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)它的速度一時(shí)間圖象是一條傾斜的直線 在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，如果物體的加速度隨著時(shí)間均勻增大，這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是勻加速直線運(yùn)動(dòng)；如果物體的速度隨著時(shí)間均勻減小，這個(gè)運(yùn)動(dòng)就是勻減速直線運(yùn)動(dòng)(課件展示)展示各種不同的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象，讓學(xué)生說(shuō)出運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，以及速度方向、加速度方向如圖224至圖228所示生1：圖224是初速度為v0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)生2：圖225是初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動(dòng)速度方向?yàn)檎铀俣确较蚺c規(guī)定的正方向相反，是負(fù)的生3：圖226是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，但速度方向與規(guī)定的速度方向相反生4：圖22?是初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度為零后又做反向(負(fù)向)勻加速運(yùn)動(dòng)。生5：圖228是初速度為v0的負(fù)向勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度為零后又做反向(正向)勻加速運(yùn)動(dòng)。 教師及時(shí)總結(jié)和補(bǔ)充學(xué)生回答中出現(xiàn)的問(wèn)題師：下面，大家討論后系統(tǒng)總結(jié)我們能從速度一時(shí)間圖象中得出哪些信息?生：質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度及任一速度所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻生：比較速度的變化快慢生：加速度的大小和方向討論與探究下面提供一組課堂討論題，供參考選擇1如圖229中的速度一時(shí)間圖象中各圖線表示的運(yùn)動(dòng)情況怎樣?圖象中圖線的交點(diǎn)有什么意義?答案：表示物體做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)； 表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)； 表示物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)； 交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示在t2時(shí)刻物體具有相等的速度，但不相遇； 2.如圖2210所示是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度圖象，試敘述它的運(yùn)動(dòng)情況答案：表示質(zhì)點(diǎn)做能返回的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，第1 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，沿正方向運(yùn)動(dòng)，速度均勻增大到4ms。第1s末到第2s末，質(zhì)點(diǎn)以4ms的初速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，仍沿正方向運(yùn)動(dòng)，直至速度減小為零；從第2s末，質(zhì)點(diǎn)沿反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度均勻增大直至速度達(dá)到4 ms;從第3s末起，質(zhì)點(diǎn)仍沿反方向運(yùn)動(dòng)，以4ms為初速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，至第4s末速度減為零，在2 s末，質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)4 m；在第2 s末到第4s末這段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)沿反方向做直線運(yùn)動(dòng)，直到第4s末回到出發(fā)點(diǎn)(說(shuō)一說(shuō))如圖2213所示是一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象它的速度怎樣變化?請(qǐng)你找出在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，速度的變化量，看看它們是不是總是相等?物體所做的運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)嗎?學(xué)生具體操作教師巡回指導(dǎo)，然后由學(xué)生討論后回答生：速度是增大的，隨著時(shí)間的延續(xù)速度增大生：取相等時(shí)間間隔t，它們的速度變化量v明顯不相等我們發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間的延續(xù)，速度的變化量v越來(lái)越大 生：根據(jù)加速度的定義式av/t，可以得出物體的加速度越來(lái)越大師：加速度增大，那意味著什么呢?生：首先說(shuō)明物體做的不是勻變速運(yùn)動(dòng)，由于加速度是描述速度變化快慢的物理量，加速度越來(lái)越大，說(shuō)明速度增大得越來(lái)越快，所以物體是做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)師：我們知道在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間關(guān)系圖象中，傾斜直線的斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度它能反映物體速度變化的快慢這里物體在各個(gè)不同的瞬時(shí)，加速度是不同的我們?cè)鯓诱壹铀俣饶?生：我們可以做曲線上某一點(diǎn)的切線，這一點(diǎn)的切線的斜率就表示物體在這一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度師：對(duì)，請(qǐng)大家做幾個(gè)點(diǎn)的切線，觀察有什么變化規(guī)律學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐操作、討論后回答生：隨著時(shí)間的延續(xù)，這些切線越來(lái)越陡，斜率越來(lái)越大交流與討論1為什么v-t圖象只能反映直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?參考答案：因?yàn)樗俣仁鞘噶?，既有大小又有方向物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，只可能有兩個(gè)速度方向規(guī)定了一個(gè)為正方向時(shí)，另一個(gè)便為負(fù)值，所以可用正、負(fù)號(hào)描述全部運(yùn)動(dòng)方向當(dāng)物體做一般曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向各不相同，不可能僅用正、負(fù)號(hào)表示所有的方向，所以不能畫出v-t圖象所以只有直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律才能用v-t圖象描述任何v-t圖象反映的也一定是直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律2速度圖象的兩個(gè)應(yīng)用(1)圖2214中給出了A、B、C三輛小車的v-t圖象，不用計(jì)算，請(qǐng)你判斷小車的加速度誰(shuí)大誰(shuí)小?然后再分別計(jì)算三輛小車的加速度，看看結(jié)果與判斷是否一致(2)利用速度圖象說(shuō)出物體的運(yùn)動(dòng)特征分析圖2215中的(a)和(b)分別表示的是什么運(yùn)動(dòng)，初速度是否為零，是加速還是減速?二、速度與時(shí)間的關(guān)系式師：數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中的應(yīng)用很多，除了我們上面采用圖象法來(lái)研究外，還有公式法也能表達(dá)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系從運(yùn)動(dòng)開始(取時(shí)刻t0)到時(shí)刻t，時(shí)間的變化量就是t，所以tt一0請(qǐng)同學(xué)們寫出速度的變化量 讓一位學(xué)生到黑板上寫，其他同學(xué)在練習(xí)本上做學(xué)生的黑板板書：vv一v0 因?yàn)閍v/t不變，又tt一0所以av/t =（v-v0）/t ，于是解得：vv0 +at教師及時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的作答情況，并投影部分在練習(xí)本上做的典型情況課件投影老師的規(guī)范作答教師強(qiáng)調(diào)本節(jié)的重點(diǎn)，說(shuō)明勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系式師：在公式v=v0+at中，我們討論一下并說(shuō)明各物理量的意義，以及應(yīng)該注意的問(wèn)題生：公式中有起始時(shí)刻的初速度，有t時(shí)刻末的速度，有勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度，有時(shí)間間隔t師：注意這里哪些是矢量，討論一下應(yīng)該注意哪些問(wèn)題生：公式中有三個(gè)矢量，除時(shí)間t外，都是矢量師：物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，矢量的方向性可以在選定正方向后，用正、負(fù)來(lái)體現(xiàn)方向與規(guī)定的正方向相同時(shí)，矢量取正值，方向與規(guī)定的正方向相反時(shí)，矢量取負(fù)值一般我們都取物體的運(yùn)動(dòng)方向或是初速度的方向?yàn)檎處熣n件投影圖2216師：我給大家在圖上形象地標(biāo)出了初速度，速度的變化量請(qǐng)大家從圖象上來(lái)進(jìn)一步加深對(duì)公式的理解生：at是0t時(shí)間內(nèi)的速度變化量v，加上基礎(chǔ)速度值初速度vo，就是t時(shí)刻的速度v，即vvo+at師：類似的，請(qǐng)大家自己畫出一個(gè)初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象，從中體會(huì)：在零時(shí)刻的速度詢的基礎(chǔ)上，減去速度的減少量at，就可得到t時(shí)刻的速度v。學(xué)生自己在練習(xí)本上畫圖體會(huì)例題剖析例題1:汽車以40kmh的速度勻速行駛，現(xiàn)以0.6ms2的加速度加速，10s后速度能達(dá)到多少?加速多長(zhǎng)時(shí)間后可以達(dá)到80km/h?例題2:某汽車在某路面緊急剎車時(shí)，加速度的大小是6 ms2，如果必須在2s內(nèi)停下來(lái)，汽車的行駛速度最高不能超過(guò)多少?例題3:一質(zhì)點(diǎn)從靜止開始以l ms2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)5 s后做勻速運(yùn)動(dòng)，最后2 s的時(shí)間質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)直至靜止，則質(zhì)點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是多大?減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度是多大?小結(jié)本節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)了對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解和對(duì)公式vvo+at的掌握對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：1任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的增量相同，這里包括大小方向，而不是速度相等2從速度一時(shí)間圖象上來(lái)理解速度與時(shí)間的關(guān)系式：vvo+at，t時(shí)刻的末速度v是在初速度v0的基礎(chǔ)上，加上速度變化量vat得到3對(duì)這個(gè)運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的加速度大小方向不變，但不能說(shuō)a與v成正比、與t成反比，a決定于v 和t 的比值4av/t 而不是av/t , av/t =（vt-v0）/t即vvo+at，要明確各狀態(tài)的速度，不能混淆5公式中v、vo、a都是矢量，必須注意其方向數(shù)學(xué)公式能簡(jiǎn)潔地描述自然規(guī)律，圖象則能直觀地描述自然規(guī)律利用數(shù)學(xué)公式或圖象，可以用已知量求出未知量例如，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式或v-t圖象，可以求出速度，時(shí)間或加速度等用數(shù)學(xué)公式或圖象描述物理規(guī)律通常有一定的適用范圍，只能在一定條件下合理外推，不能任意外推例如，討論加速度d2 ms2的小車運(yùn)動(dòng)時(shí)，若將時(shí)間t推至2 h，即7 200s，這從數(shù)學(xué)上看沒有問(wèn)題，但是從物理上看，則會(huì)得出荒唐的結(jié)果，即小車速度達(dá)到了14 400ms，這顯然是不合情理的 學(xué) 生 活 動(dòng)作 業(yè)布置作業(yè) 教材第39頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”板 書 設(shè) 計(jì)§2.2勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間的關(guān)系1.勻變速直線運(yùn)動(dòng) 沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，且加速度不變的運(yùn)動(dòng)2.速度一時(shí)間圖象是一條傾斜的直線3.速度與時(shí)間的關(guān)系式vvo+at 4.初速度vo再加上速度的變化量at就得到t時(shí)刻物體的末速度教學(xué)后記