2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 教学设计 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

匀变速直线运动的速度与时间的关系
一、教学目标
1.物理观念
（1）知道匀变速直线运动的v—t图象特点,理解图象的物理意义。
（2）掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动v—t图象的特点。
（3）理解匀变速直线运动v—t图象的物理意义,会根据图象分析解决问题。
（4）掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式,能进行有关的计算。
2.科学思维
学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点
教学重点：理解匀变速直线运动v—t图象的物理意义。
教学难点：匀变速直线运动v—t图象的理解及应用。
三、教学分析
本阶段的学生已经学习掌握了加速度,在前一节课的实验中又认识了v-t图像。但学生对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力较弱。因此我讲通过知识的归纳,问题情境的创设来激发学生的学习动机,并加以培养和教育。
四、教学过程
新课导入
前面我们已经学习了描述运动的相关物理量,上节课同学们通过实验研究了速度与时间的关系,通过实验数据得到了如图所示的的υ-t图象。
提问:这个图象反映出小车在做什么样的运动 小车的速度随时间是怎样变化的
有些同学通过课前的预习已经知道图象表示物体在做匀加速直线运动。那么,什么是匀变速直线运动 匀变速直线运动有什么样的特点呢 现在让我们一起来学习有关的知识。
二、匀变速直线运动
提问:在这个图象中我们从0开始选择四个相同的时间间隔t=1s,大家观察这四个时间段内的速度变化量是否相同 速度变化量与时间的比值(加速度)是否相同
学生回答:都相同
提问:如果时间间隔任意取大或取小,速度的变化量是否还相同
学生回答:还是相同
提问:这说明了该运动具有什么特点
答:任意相同时间内速度的变化量相同。
师:回答很好。现在我们再来看一下,如果我们选择不同的时间间隔,速度的变化量 V是否相同 速度的变化量与时间间隔的比值是否还相同
观察并回答: V不相等,但比值相等
提问:如果我们将时间及速度均替换成相应的安字母,速度变化量与时间间隔的比值是否还相等
思考并回答:比值始终相同。
提问:通过上述分析,同学们小结一下该运动的最大特点
回答:加速度不变!
师:同学们分析得很好,我们把这种加速度不变的运动叫匀变速直线运动。
板书:
1.概念:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。
2.特点:
①加速度不变
②任意相等时间内速度的变化量相同
③v-t图象是一条倾斜的直线
3.分类:匀加速直线运动
匀减速直线运动
练习:
(二)匀变速直线速度与时间的关系式
提问:除用图象表示物体运动的速度与时间的关系外,是否还可以用公式表达物体运动的速度与时间的关系
教师引导,取t=0时为初状态,速度为初速度V0,取t时刻为末状态,速度为末速度V,从初态到末态,时间的变化量为 t,则 t=t-0,速度的变化量为 V,则 V=V-V0
提问:匀变速直线运动的v-t图象与我们在数学里学的什么图象类似 它们之间有共同特点吗
学生回答:一次函数,均是一条倾斜的直线
提示:类比一次函数的表达式,写出左图中所示的速度与时间的关系式
因为匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,所以v与t是线性关系,或者说v是t的一次函数,应符合y=kx+b的形式。
其中是图线的斜率,在数值上等于匀变速直线运动的加速度a,b是纵轴上的截距,在数值上等于匀变速直线运动的初速度V0,所以V=V0+at
(三)理解公式与讨论特殊情况
v=v0+at
1.公式中各物理量的含义:v是末状态的速度;v0是初状态的速度;a是加速度;t是运动过程对应的时间;at是速度和的变化量
2.公式的适用条件:匀变速直线运动
3.v=v0+at是矢量式(应用时要先规定正方向,注意速度、加速度取值的正负)
讨论:
若v0=0,则v=at,物体做初速度为零的匀加速直线运动
若a=0,则v=v0,物体做匀速直线运动