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2019-2020年人教版高中物理必修1 第2章第2節(jié)勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系 （教案） 物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面構(gòu)成。 教學分析 人教版高中物理教材，采取的是由生活到物理的編寫思路。通過本節(jié)教學，不但要使學生認識掌握勻變速直線運動的規(guī)律，而且要通過對這問題的研究，使學生了解和體會物理學研究問題的一個方法，圖像、公式、以及處理實驗數(shù)據(jù)的方法等。這一點可能對學生更為重要，要通過學習過程使學生有所體會。本節(jié)在內(nèi)容的安排順序上，既注意了科學系統(tǒng)，又注意學生的認識規(guī)律。講解問題從實際出發(fā)，盡量用上一節(jié)的實驗測量數(shù)據(jù)。運用圖像這種數(shù)學工具，相對強調(diào)了圖像的作用和要求。這是與以前教材不同的。在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中，圖像的運用隨處可見，無論學生將來從事何種工作，掌握最基本的應(yīng)用圖像的知識，都是必須的。學生在初學時往往將數(shù)學和物理分割開來，不習慣或不會將已學過的數(shù)學工具用于物理當中。在教學中應(yīng)多在這方面引導學生。本節(jié)就是一個較好的機會，將圖像及其物理意義聯(lián)系起來。 在本節(jié)教材最后，通過圖像提出了一般變速運動（非勻變速運動）的問題，這是對問題自然的擴展和引伸，目的是開闊學生思路，并不是要深入講解非勻變速運動。教學中對基礎(chǔ)較好的學生要求掌握，以利因材施教，使學生各得其所。 教學目標： （一）物理觀念 1.知道勻變速直線運動的v-t圖象特點，理解圖象的物理意義。 2.掌握勻變速直線運動的概念，知道勻變速直線運動的圖象的特點。 3.理解勻變速直線運動 v-t圖象的物理意義，會根據(jù)圖象分析解決問題。 4.體會數(shù)學在研究物理問題中的重要性。 （二）科學思維、科學探究 1.培養(yǎng)學生識別、分析圖象和用物理語言表達相關(guān)過程的能力。 2.引導學生研究圖象、尋找規(guī)律得出勻變速直線運動的概念。 3.引 導學生用數(shù)學公式表達物理規(guī)律并給出各符號的具體含義。 （三）科學態(tài)度與責任 1.培養(yǎng)學生用物理語言表達物理規(guī)律的意識，激發(fā)探索和創(chuàng)新的欲望。 2.培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)、用不同方法表達同一規(guī)律的科學意識。 教學重點： 1.理解勻變速直線運動v-t圖象的物理意義。 2.掌握勻變速直線運動中速度與時間的關(guān)系公式及應(yīng)用。 教學難點： 1.學會用 圖象分析和解決實際問題。 2.對勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式的理解及應(yīng)用。 教學方法與學習策略建議 教師對學生的啟發(fā)是比較重要的，教師清晰的思路能正確的引導學生掌握本節(jié)課的重難點并學習到新的方法，因此教學過程中以講授法為主。 教學過程： 一、引入新課 勻變速直線運動是一種理想化的運動模型．生活中的許多運動由于受到多種因素的影響，運動規(guī)律往往比較復(fù)雜，但我們忽略某些次要因素后，有時也可以把它們看成勻變速直線運動．例如： 在平直的高速公路上行駛的汽車，在超車時，可以認為它做勻加速直線運動，剎車時則做勻減速直線運動，直到停止． 深受同學們喜愛的滑板車運動中，運動員站在板上從坡頂筆直滑下時做勻加速直線運動，筆直滑上斜坡時做勻減速直線運動． 我們通過實驗探究的方式描繪出了小車的v－t圖象，它能否表示小車做什么樣的運動呢？小車的速度隨時間怎樣變化？我們能否用數(shù)學方法得出速度隨時間變化的關(guān)系式呢？ 二、新課教學 (一)勻變速直線運動 ★勻速直線運動 1、這是什么圖象?圖線中的一點表示什么含義？ 圖像反映出什么物理量間的關(guān)系？ 2、圖象具有什么特點？從圖象可判斷物體做什么運動？ 3、物體的加速度是多少？ 1、從圖可判斷物體速度如何變化？ 2、物體的加速度如何表示？又如何變化呢? 3、物體做什么運動？ 4、a>0一定是加速運動，a<0一定是減速運動嗎？ ★縱軸截距表示初速度。斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正負表示加速度的方向。 ★勻變速直線運動 1．定義：沿著一條直線且加速度不變 的運動，叫勻變速直線運動。 2．性質(zhì) (1)任意相等的時間內(nèi)，速度的變化量 相等。 (2)＝a相等，保持不變。 3．分類 (1)勻加速直線運動：物體的速度隨時間均勻增加的變速直線運動。 (2)勻減速直線運動：物體的速度隨時間均勻減小的變速直線運動。 ★勻變速直線運動的速度—時間圖象 勻變速直線運動的v－t圖象是一條傾斜的直線，如下圖所示，直線a反映了速度隨時間是的，即是勻加速直線運動的圖象；直線b反映了速度隨時間是的，即是勻減速直線運動的圖象。 (二)勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系式 1．速度公式：v＝v0＋at。 2．對公式的理解：做勻變速直線運動的物體，在t時刻的速度v等于物體在開始時刻的速度v0加上在整個過程中速度的變化量at。 1．公式v＝v0＋at的物理意義：對做勻變速直線運動的物體，描述其速度隨時間的變化規(guī)律。 2．公式中各符號的含義 (1)v0、v分別表示物體的初、末速度。 (2)a為物體的加速度，且a為恒量。 3．公式的矢量性 (1)公式中的v0、v、a為矢量，應(yīng)用公式解題時，一般取v0的方向為正方向，a、v與v0的方向相同時取正值，與v0的方向相反時取負值。 (2)a與v0同向時物體做勻加速運動，a與v0方向相反時，物體做勻減速直線運動。 4．公式的適用條件：公式v＝v0＋at只適用于勻變速直線運動。 5．公式v＝v0＋at的特殊形式 (1)當a＝0時，v＝v0(勻速直線運動) (2)當v0＝0時，v＝at(由靜止開始的勻加速直線運動) 【典型例題】 【例題1】在某品牌汽車4S店，一顧客正在測試汽車的加速、減速性能．某段時間內(nèi)汽車以36km/h的速度勻速行駛．若汽車以0.6m/s2的加速度加速，則10s后速度能達到多少？若汽車以0.6m/s2的加速度剎車，則10s后和20s后速度各減為多少？ 審題指導：　(1)速度公式v＝v0＋at是矢量式． (2)對勻減速直線運動，加速度a應(yīng)代入負值運算，即a、v反向． 思路圖解： 【答案】16m/s　4m/s　0 特別提醒 對勻減速直線運動，要注意減速為零后停止，加速度變?yōu)榱愕膶嶋H情況．如剎車問題，若題目給定的時間大于“剎車”時間，則“剎車”時間以后的時間內(nèi)車是靜止的． 【針對訓練】汽車以40km/h的速度勻速行駛， (1)若汽車以0.6m/s2的加速度加速運動，則10s后速度能達到多少？ (2)若汽車剎車以0.6m/s2的加速度減速，則10s后速度減為多少？ (3)若汽車剎車以3m/s2的加速度減速，則10s后速度為多少？ 【答案】　(1)17 m/s　(2)5 m/s　(3)0 (三)速度圖象（v－t）圖象的理解及應(yīng)用 1．勻速直線運動的v－t圖象 如圖甲所示，由于勻速直線運動的速度不隨時間改變，因而v－t圖象是一條平行于時間軸的直線．從圖象中可以直接讀出速度的大小和方向． 　　 2．勻變速直線運動的v－t圖象 (1)如圖乙所示，勻變速直線運動的v－t圖象是一條傾斜的直線，直線a反映速度隨時間是均勻增大的，為勻加速直線運動的圖象；直線b反映速度隨時間是均勻減小的，為勻減速直線運動的圖象． (2)若物體做勻減速直線運動，加速度為a，當速度減為零之后，又會反向做勻加速直線運動，如果加速度不變，則整個運動過程也是勻變速直線運動，如圖乙中的c所示． 3．對v－t圖象的幾點說明 (1)縱截距：表示物體的初速度． (2)橫截距：表示物體在開始計時后過一段時間才開始運動，或物體經(jīng)過一定時間速度變?yōu)榱悖? (3)與橫軸的交點：表示速度方向改變的時刻，如圖乙中直線c的t1時刻和圖丙中的t2時刻． (4)圖線拐點：表示加速度方向改變的時刻，如圖丙中的t1時刻． (5)兩圖線的交點：表示兩物體具有相同的速度． (6)直線的斜率：大小等于加速度的大??；斜率的正負表示加速度的方向． 【典型例題】 【例題2】（多選）甲、乙兩物體從同一位置出發(fā)沿同一直線運動，兩物體運動的v－t圖象如圖所示，下列判斷正確的是(　　) A．甲做勻速直線運動，乙做勻變速直線運動 B．兩物體兩次速度相同的時刻分別在1s末和4s末 C．乙在前2s內(nèi)做勻加速直線運動，2s后做勻減速直線運動 D．2s后，甲、乙兩物體的速度方向相反 【答案】BC 特別提醒 (1)由圖象可直接求出各時刻的速度． (2)圖線的交點表示速度相同． (3)圖線的斜率表示加速度． 分析v-t圖象時的兩點注意 (1)加速度是否變化看有無折點：在折點位置，圖線的斜率改變，表示此時刻物體的加速度改變．v-t圖象為曲線，可認為曲線上處處是折點，加速度時刻在改變． (2)速度方向是否改變看與時間軸有無交點：在與時間軸的交點位置，縱坐標的符號改變，表示物體的速度方向改變． 【針對訓練】A、B是做勻變速直線運動的兩個物體的v－t圖象，如圖所示． (1)A、B各做什么運動？求其加速度． (2)兩圖線的交點的意義是什么？ (3)求1s末A、B的速度． (4)求6s末A、B的速度． 【典型例題】 【例題3】一物體從靜止開始以2 m/s2的加速度做勻加速直線運動，經(jīng)5 s后做勻速直線運動，最后2 s的時間內(nèi)物體做勻減速直線運動直至靜止．求： (1)物體做勻速直線運動的速度是多大？ (2)物體做勻減速直線運動時的加速度是多大？ 【思路點撥】(1)物體勻加速5 s的末速度即為勻速運動的速度． (2)物體勻速運動的速度即為物體勻減速運動過程的初速度． 【答案】(1)10 m/s　(2)5 m/s2　方向與速度方向相反 【解析】解題關(guān)鍵是畫出如下的示意圖： 設(shè)圖中A→B為勻加速直線運動，B→C為勻速直線運動，C→D為勻減速直線運動，勻速運動段的速度為AB段的末速度，也為CD段的初速度． (1)由速度、時間的關(guān)系式得 vB＝a1t1＝25 m/s＝10 m/s， 即做勻速直線運動的速度為10 m/s vC＝vB＝10 m/s. (2)由v＝v0＋a2t2得 a2＝＝＝ m/s2＝－5 m/s2. 負號表示加速度方向與vB方向相反． 特別提醒 (1)畫出物體運動的草圖(v－t圖象或軌跡)，弄清每一過程的運動規(guī)律，確定各過程的已知量和未知量； (2)列出每個過程的已知量與未知量之間的關(guān)系式，注意前后兩過程的銜接點． 【針對訓練】滑雪運動員不借助雪杖，由靜止從山坡以加速度a1勻加速滑下，測得20s的速度為20m/s，50s到達坡底，又沿水平面以加速度a2減速20s停止，求： (1)a1和a2； (2)到達坡底后6 s末的速度． 【答案】　(1)1 m/s2?。?.5 m/s2　(2)35 m/s 三、課堂小結(jié) 本節(jié)重點學習了對勻變速直線運動的理解和對公式v＝v0＋at的掌握． 四、板書設(shè)計 2.2 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系 1． 勻速直線運動圖像： 2． 勻變速直線運動圖像： 勻變速直線運動：概念：速度隨時間均勻地改變，即加速度不變的運動。 圖像：傾斜的直線，斜率表示加速度。 非勻變速直線運動：速度不是均勻改變的直線運動。 速度與時間關(guān)系：速度與時間關(guān)系式 五、布置作業(yè)