2.3从自由落体到匀变速直线运动 教案

2.3从自由落体到匀变速直线运动
教案
教学目标
知识与技能
理解匀变速直线运动的速度、位移公式
会运用公式进行简单的分析和计算
过程与方法
经历由特殊到一般的推理过程，体会科学研究方法
情感态度与价值观
在探究过程中，培养良好的分析问题、解决问题的习惯
感受物理来源于生活，应用于生活，激发学习物理的兴趣
学情分析
学生在上一节课已经学习了加速度的定义及自由落体运动的规律，掌握了自由落体的位移及速度公式。另外在第一章中，学生已经学习了v-t图像的物理意义，知道曲线下的面积代表了物体运动的位移。我们可以在自由落体的速度公式基础上加上初速度，得到一般的匀变速直线运动公式，并结合图像的方法推导出位移公式。
重点难点
重点：（1）从自由落体运动到匀变速直线运动的推理过程
（2）匀变速直线运动的规律以及应用
难点：匀变速直线运动的推导及应用
教学过程
活动1【导入】新课导入
上节课我们利用打点计时器研究了自由落体的规律。自由落体有什么规律呢？
自由落体运动
1、概念：物体只受重力作用，从静止开始的运动。
2、运动性质：初速为零的匀加速直线运动。
3、运动规律：
（1）速度时间关系：Vt=gt
（2）位移时间关系：
自由落体是一种初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动，我们说这是一种特殊的匀变速直线运动。我们已经研究了这种特殊的匀变速直线运动，但在现实生活中，还有很多的匀变速直线运动，他们的初速度不一定为0，加速度也不一定为g，这是一般的匀变速直线运动。那一般的匀变速直线运动有什么样的运动规律呢？这节课我们就来这种从特殊规律到一般规律的学习——从自由落体到匀变速直线运动。
活动2【讲授】一、速度和时间的关系
1、提问：什么叫匀变速直线运动？什么叫加速度？
2、讨论：若某物体做匀加速直线运动，初速度为2m/s，加速度为2m/s2
，则1s内的速度变化量为多少？1s末的速度为多少？2s内的速度变化量为多少？2s末的速度多大？ts内的速度变化量为多少？ts末的速度如何计算？
3、请同学自由推导：
vt=v0+at
活动3【讲授】　二、匀变速直线运动的位移公式
引入讲述：以上我们已经学习了匀变速直线运动的速度公式，下面我们来研究匀变速直线运动的位移规律。
位移与时间的关系：
平均速度是怎么定义的呢？
它的数学表达式又是怎么样的呢？
匀变速直线运动的平均速度是物体的位移和发生这段位移的时间的比值，也等于初速度和末速度的平均值。
请同学们根据这两个式子推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式。
位移与时间的关系：____________
活动4【活动】探究与讨论
探究引入：讨论:v-t图像是什么样的图像？
我们上一章已经学习过，无论是匀速直线运动还是匀变速直线运动的v-t图象的图线和时间轴的投影面积都表示物体运动的位移。因为匀变速直线运动的v-t图象中“面积”表示位移，所以我们只要把“面积”表示出来即可得到匀变速直线运动位移的计算公式。
那么请同学用图中已有的参数表示出矩形的面积。
活动：学生通过计算“面积”推导出位移公式：
问：如果我们用速度公式代入位移公式中，能否不vt消去？
讲述：以上公式适用于匀变速直线运动；若以初速度方向为正方向，则匀加速时a为正值，匀减速时a为负值。
活动5【练习】学以致用
学以致用，下面我们就利用匀变速直线运动的两个基本规律来解决生活中的实际问题。
[课件展示题目]
例一：一艘快艇以2m/s2的加速度在海面上做匀加速直线运动，快艇的初速度是6m/s，求快艇在8s末的速度和8s内的位移。
请同学们把快艇的运动过程用图示表示出来
提问：
1、快艇做的是什么运动？
快艇作匀加速直线运动，符合匀变速直线运动的规律。怎么求速度和位移？
下面请同学们写下求解过程
提问：
请同学们评价该结果是否正确，有没有需要改进的地方？
提问：
这个速度和位移公式是否只适用于加速运动？如果快艇不是加速而是减速，此公式还可以用吗？应该如何处理？
例一改编
一艘快艇熄火后以2m/s2的加速度在海面上做匀减速直线运动，快艇的初速度是6m/s，求这艘快艇分别在8s末和2s末的速度、位移分别为多大？
解：选初速度方向为正方向，则加速度为a=-2m/s2
设快艇停止的t
1、从开始到8s末经过的时间大于3s，根据题意，快艇已经停止，8s末的速度为0.
2、2s末快艇没停止
根据：
vt=v0+at
快艇在2s末的速度vt=6+( 2)×2m/s=2m/s
3、从开始到8s末经过的时间大于3s，根据题意，快艇已经停止，时间应该用3秒代入公式.
4、2s末快艇没停止，2秒直接代位移公式计算得：
评析：1、使用速度公式和位移公式首先要选取一个正方向
一般的取初速度的方向为正方向(若初速度为0，取物体的运动方向为正方向)若为加速运动，则加速度为正值，若为减速运动，则加速度为负值
在实际的物体做匀减速运动的过程，特别是往后遇到的刹车问题中，必须要考虑有效的停止时间，而不能盲目套用公式。
活动6【讲授】小结
匀变速直线运动公式
vt=v0+at
2、解题方法指导：
解题步骤：
（1）根据题意，确定研究对象。
（2）明确物体作什么运动，并且画出运动示意图。
（3）分析研究对象的运动过程及特点，合理选择公式，注意多个运动过程的联系。
（4）确定正方向，列方程求解。
（5）对结果进行讨论、验算。
活动7【作业】布置作业
课本P39第1题，第4题