2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 教学设计
文档属性
| 名称 | 2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 183.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-08 20:18:15 | ||
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文档简介
2.2 匀变速直线运动的速度与时间关系
【课标分析】
能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题。
【教材分析】
在上一节探究了小车速度随时间的变化得v-t图像，应用所学知识和实验结果，给出匀变速直线运动的定义；进一步讨论匀变速直线运动的速度随时间变化，并导出匀变速直线运动的速度与时间的关系；最后通过例题加深理解，并在“思考与讨论”栏目中讨论了一个非线性的v-t图像，促进学生对变速运动的认识，拓展对实际运动多样性的认识，有利于建构更全面的运动观念。
【重难点】
重点：
1.匀变速直线运动模型的建立
2.匀变速直线运动的速度与时间的关系理解和应用
难点：
1.匀变速直线运动模型的建立
2.由v-t图像，推理得到速度与时间的关系
3.匀变速直线运动的速度与时间的关系理解和应用
【学情分析】
本节内容是基于学生对图像有一定认识的基础上，对v－t图像中图线的倾斜程度可以判断加速度的大小有了一定的学习。经过一章物理内容的学习，体会了物理学中的抽象思维。也具有一定归纳总结能力。
【学习目标】
1.知道匀变速直线运动的特点及分类
2.理解匀变速直线运动的v－t图像特点
3.掌握匀变速直线运动的速度公式，会用此公式解决匀变速直线运动问题
【教学活动】
一、匀变速直线运动
思考与讨论：
问题1：什么是匀速直线运动。
速度大小与方向保持不变的直线运动
问题2：匀速直线运动在v-t图像有何特点。
一条平行于时间轴的直线
问题3：匀速直线运动的加速度为多少。
零
问题4：请比较图像①和图像②的相似和不同的地方。
都是速度大小为5m/s的匀速直线运动；
图像①速度方向与规定正方向相同；
图像②速度方向与规定正方向相反。
问题5：在上节课的实验中，小车在重物牵引下运动的 v-t 图像是一条倾斜的直线，它表示小车在做什么样的运动？请从速度和加速度角度分析？
速度在不断增大的直线运动
根据加速度定义式：，
无论Δt选在什么区间，对应的速度变化量Δv与时间的变化量Δt之比都是一样的，即小车运动的加速度保持不变。以及v-t图像斜率表示物体运动的加速度。
设计意图：基于匀速直线运动在v-t 图像的特点，引发学生借鉴、迁移，思考匀变速直线运动的特点和v－t图像的物理意义。
小结：
1.定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动
2. v－t图像：匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜直线
3.分类：
(1)匀加速直线运动：速度随时间均匀增加
(2)匀减速直线运动：速度随时间均匀减小
学以致用：如图所示，请描述运动的性质，以及速度、加速度的方向？
图(1)：初速度为v0的匀加速直线运动，速度方向为正，加速度方向为正。
图(2)：初速度为v0的匀减速直线运动，速度方向为正，加速度方向与规定正方向相反
图(3)：初速度为0的匀加速直线运动，速度方向与规定正方向相反，加速度方向与规定正方向相反
设计意图：加深学生对匀变速直线运动的v－t图像物理意义的理解。
二、速度与时间的关系
把运动开始时刻取作0时刻，则0～t时刻的：
时间间隔为：Δt = t
速度变化量为：Δv = v－v0
由得：
整理可得：
深化理解：由于加速度a在数值上等于单位时间内速度变化量，所以at就是t时间内速度的变化量，再加上运动开始时物体的速度，就得到t时刻物体的速度。
问题：在公式中，说明各物理量的意义，以及应该注意的事项。
小结：
1.适用条件：只适用于匀变速直线运动
2.矢量性：v、v0、a均为矢量
①应先选取正方向，一般以v0的方向为正方向
②加速时，a取正值；减速时，a取负值
3.单位：v、v0、a、t 统一为国际单位
设计意图：让学生经历用数学语言来描述匀变速直线运动速度与时间的关系。体会数学公式能简洁地描述自然规律，图像则能直观地描述自然规律。
学以致用：一辆汽车以36km/h的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起，它以0.6m/s2的加速度加速，10s末因故突然紧急刹车，随后汽车停了下来。刹车时做匀减速运动的加速度大小是6m/s2。
(1)汽车在10s末的速度是多少；
规定v0=36km/h=10m/s的速度方向为正方向，则a1=0.6m/s2,运动时间t1=10s
由，得：
汽车在10s末的速度为：v10=v0+a1t1 = (10+0.6×10)m/s=16m/s
(2)汽车从刹车到停下来用了多长时间。
10s末开始做匀减速直线运动，故初速度v10=16m/s，末速度为v=0，加速度a=-6m/s2
由，得：
运动时间：
(3)从开始加速起，汽车在12s末的速度是多少；
汽车10s末开始做匀减速直线运动，故12s末为减速阶段，减速时间t2=2s
由，得：
汽车在12s末的速度为：v2=v10+at2 =(16—6×2)m/s=4m/s
(4)从开始加速起，汽车在13s末的速度是多少,请判断小爱同学求法是否正确。
小爱同学做法：
汽车10s末开始做匀减速直线运动，故13s末为减速阶段，减速时间t3=3s
由，得：汽车在13s末的速度为：v3=v10+at3 =(16—6×3)m/s=-2m/s
从开始加速起，汽车停下来时刻：t停=(10+2.67)s=12.67s，故13s速度为零
设计意图：加深学生对匀变速直线运动的速度与时间关系式的理解，特别是每个字母和矢量方向的含义，同时学习物理解题分析方法和书写规范。第(3)问设置是进一步促进学生形成认真分析物理变化过程的习惯；第(4)问设置是要让学生形成对物理解题结果的分析和反思习惯，注意物理问题的实际意义，避免对公式生搬硬套。
小结：
4.注意实际问题，如刹车问题，先求运动的时间
三、一般的非匀变速直线运动
思考与讨论：如图所示是一个物体运动的v－t图像。它的速度如何变化？在相等的时间间隔内，速度的变化量如何变化？物体在做匀变速直线运动吗？
速度在不断增大的直线运动
速度变化量在不断增大
加速度不断增大的加速直线运动
设计意图：匀变速直线运动是变速运动中最简单、最基本的运动形式，是特例。实际的变速运动还有很多种情形的，促进学生对变速运动及运动的描述有全面的认识，同时也加强了用v－t图像研究物体运动规律的能力。
【课堂小结】
【板书设计】
【课标分析】
能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题。
【教材分析】
在上一节探究了小车速度随时间的变化得v-t图像，应用所学知识和实验结果，给出匀变速直线运动的定义；进一步讨论匀变速直线运动的速度随时间变化，并导出匀变速直线运动的速度与时间的关系；最后通过例题加深理解，并在“思考与讨论”栏目中讨论了一个非线性的v-t图像，促进学生对变速运动的认识，拓展对实际运动多样性的认识，有利于建构更全面的运动观念。
【重难点】
重点：
1.匀变速直线运动模型的建立
2.匀变速直线运动的速度与时间的关系理解和应用
难点：
1.匀变速直线运动模型的建立
2.由v-t图像，推理得到速度与时间的关系
3.匀变速直线运动的速度与时间的关系理解和应用
【学情分析】
本节内容是基于学生对图像有一定认识的基础上，对v－t图像中图线的倾斜程度可以判断加速度的大小有了一定的学习。经过一章物理内容的学习，体会了物理学中的抽象思维。也具有一定归纳总结能力。
【学习目标】
1.知道匀变速直线运动的特点及分类
2.理解匀变速直线运动的v－t图像特点
3.掌握匀变速直线运动的速度公式，会用此公式解决匀变速直线运动问题
【教学活动】
一、匀变速直线运动
思考与讨论：
问题1：什么是匀速直线运动。
速度大小与方向保持不变的直线运动
问题2：匀速直线运动在v-t图像有何特点。
一条平行于时间轴的直线
问题3：匀速直线运动的加速度为多少。
零
问题4：请比较图像①和图像②的相似和不同的地方。
都是速度大小为5m/s的匀速直线运动；
图像①速度方向与规定正方向相同；
图像②速度方向与规定正方向相反。
问题5：在上节课的实验中，小车在重物牵引下运动的 v-t 图像是一条倾斜的直线，它表示小车在做什么样的运动？请从速度和加速度角度分析？
速度在不断增大的直线运动
根据加速度定义式：，
无论Δt选在什么区间，对应的速度变化量Δv与时间的变化量Δt之比都是一样的，即小车运动的加速度保持不变。以及v-t图像斜率表示物体运动的加速度。
设计意图：基于匀速直线运动在v-t 图像的特点，引发学生借鉴、迁移，思考匀变速直线运动的特点和v－t图像的物理意义。
小结：
1.定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动
2. v－t图像：匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜直线
3.分类：
(1)匀加速直线运动：速度随时间均匀增加
(2)匀减速直线运动：速度随时间均匀减小
学以致用：如图所示，请描述运动的性质，以及速度、加速度的方向？
图(1)：初速度为v0的匀加速直线运动，速度方向为正，加速度方向为正。
图(2)：初速度为v0的匀减速直线运动，速度方向为正，加速度方向与规定正方向相反
图(3)：初速度为0的匀加速直线运动，速度方向与规定正方向相反，加速度方向与规定正方向相反
设计意图：加深学生对匀变速直线运动的v－t图像物理意义的理解。
二、速度与时间的关系
把运动开始时刻取作0时刻，则0～t时刻的：
时间间隔为：Δt = t
速度变化量为：Δv = v－v0
由得：
整理可得：
深化理解：由于加速度a在数值上等于单位时间内速度变化量，所以at就是t时间内速度的变化量，再加上运动开始时物体的速度，就得到t时刻物体的速度。
问题：在公式中，说明各物理量的意义，以及应该注意的事项。
小结：
1.适用条件：只适用于匀变速直线运动
2.矢量性：v、v0、a均为矢量
①应先选取正方向，一般以v0的方向为正方向
②加速时，a取正值；减速时，a取负值
3.单位：v、v0、a、t 统一为国际单位
设计意图：让学生经历用数学语言来描述匀变速直线运动速度与时间的关系。体会数学公式能简洁地描述自然规律，图像则能直观地描述自然规律。
学以致用：一辆汽车以36km/h的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起，它以0.6m/s2的加速度加速，10s末因故突然紧急刹车，随后汽车停了下来。刹车时做匀减速运动的加速度大小是6m/s2。
(1)汽车在10s末的速度是多少；
规定v0=36km/h=10m/s的速度方向为正方向，则a1=0.6m/s2,运动时间t1=10s
由，得：
汽车在10s末的速度为：v10=v0+a1t1 = (10+0.6×10)m/s=16m/s
(2)汽车从刹车到停下来用了多长时间。
10s末开始做匀减速直线运动，故初速度v10=16m/s，末速度为v=0，加速度a=-6m/s2
由，得：
运动时间：
(3)从开始加速起，汽车在12s末的速度是多少；
汽车10s末开始做匀减速直线运动，故12s末为减速阶段，减速时间t2=2s
由，得：
汽车在12s末的速度为：v2=v10+at2 =(16—6×2)m/s=4m/s
(4)从开始加速起，汽车在13s末的速度是多少,请判断小爱同学求法是否正确。
小爱同学做法：
汽车10s末开始做匀减速直线运动，故13s末为减速阶段，减速时间t3=3s
由，得：汽车在13s末的速度为：v3=v10+at3 =(16—6×3)m/s=-2m/s
从开始加速起，汽车停下来时刻：t停=(10+2.67)s=12.67s，故13s速度为零
设计意图：加深学生对匀变速直线运动的速度与时间关系式的理解，特别是每个字母和矢量方向的含义，同时学习物理解题分析方法和书写规范。第(3)问设置是进一步促进学生形成认真分析物理变化过程的习惯；第(4)问设置是要让学生形成对物理解题结果的分析和反思习惯，注意物理问题的实际意义，避免对公式生搬硬套。
小结：
4.注意实际问题，如刹车问题，先求运动的时间
三、一般的非匀变速直线运动
思考与讨论：如图所示是一个物体运动的v－t图像。它的速度如何变化？在相等的时间间隔内，速度的变化量如何变化？物体在做匀变速直线运动吗？
速度在不断增大的直线运动
速度变化量在不断增大
加速度不断增大的加速直线运动
设计意图：匀变速直线运动是变速运动中最简单、最基本的运动形式，是特例。实际的变速运动还有很多种情形的，促进学生对变速运动及运动的描述有全面的认识，同时也加强了用v－t图像研究物体运动规律的能力。
【课堂小结】
【板书设计】