高中物理第一册（人教大纲版） 第二章 直线运动 4、速度和时间的关系(第一课时)

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4、 速度和时间的关系
从容说课
本节课在学习了用图象描述质点位移随时问变化关系的基础上，来学习如何用图象描述质点的速度随时间的变化关系．
本节课的内容包括速度一时间图象及匀变速直线运动．
本节课的教学目标定位如下：
1．知道什么是速度一时间图象，以及如何用图象来表示速度和时间的关系．
2．知道匀速直线运动和匀变速直线运动的υ—t图象的物理意义．
3．知道什么是匀变速直线运动和非匀变速直线运动．
4．在具体问题中，会识别位移图象和速度图象．
对速度图象物理意义的理解和应用是本节的教学重点．
切实把速度图象和位移图象区别开来，避免两者混同，是本节教学的难点．
为了完成教学目标,本节采用类比方法进行教学,通过自学讨论的教学模式，引导学生理解图象并能够从中获取信息．
本节课的教学程序设计如下：
实例分析，类比位移一时间图象导人新课→实例分析，画出匀速直线运动的速度—时间图象并讨论图象的特点及从图象中可获取的信息→学生思考、阅读、讨论得到什么是匀速直线运动，结合CAI课件模拟实例描点画出汽车的速度→时间图象并进行拓展讨论，最后通过课堂讨论的形式强化对本节知识的理解．
教学目标
一、知识目标
1.知道什么是速度—时间图象，以及如何用图象来表示速度和时间的关系.
2.知道匀速直线运动和匀变速直线运动的v—t图象的物理意义.
3.知道什么是匀变速运动和非匀变速运动.
二、能力目标
1.类比位移—时间图象，学生自己分析、讨论，培养自己的自学能力.
2.运用图象这种数学工具的能力.
三、德育目标
教学中重视严谨的科学推理过程，培养学生脚踏实地的作风，形成良好的学习习惯.
教学重点
匀速直线运动和匀变速直线运动的v—t图象.
教学难点
如何理解匀变速直线运动.
位移图象和速度图象的区别.
教学方法
类比法、讨论法、自学指导法.
教学用具
实物投影仪、投影片.
课时安排
1课时
教学过程
［投影本节课学习目标］
1.知道匀速直线运动的速度—时间图象，以及它是怎样画出的.
2.知道匀变速直线运动的概念及速度—时间图象，能根据实验测量出不同时刻的速度值，画出物体运动的速度—时间图象.
3.能区分匀速直线运动和匀变速直线运动的v—t图象.
4.初步理解根据匀速直线运动的v—t图象求位移的方法和原理.
[学习目标完成过程]
一、导入新课
［出示投影片］
某物体运动的位移—时间图象如图所示.问：OA、AB段表示物体做什么运动，直线的斜率表示什么？
［学生活动］思考、讨论并回答：
OA段位移s随时间t不断增大，是过原点的一条倾斜直线，故物体在OA段做匀速直线运动，速度vA0= m/s=12 m/s.直线的斜率数值表示速度的大小，斜率为正值表示物体沿正方向运动.
AB段位移s先随时间不断减小，到原点后又沿反方向不断增加，也是一条倾斜直线，故物体在AB段也做匀速直线运动，且vAB= m/s=-6 m/s,说明物体的运动方向与选定的正方向相反，斜率为负表示物体沿负方向运动.
［教师归纳总结］
1.s—t图象可以直观地得出位移的大小、正负的变化.
2.s—t图象可以判断物体的运动情况.
3.s—t图象的斜率，数值表示速度的大小，正负表示物体的运动方向.
［过渡引言］
既然可以用图象来描述位移随时间的变化关系，那么也可以用图象来描述速度和时间的关系.
二、新课教学
（一）速度—时间图象（v-t图象）
［出示思考题］
类比s-t图象，试画出速度—时间图象的坐标系.
［学生活动］思考并作图
用横轴表示时间:t/s
用纵轴表示速度:v/m.s-1.
速度—时间图象的坐标系如图：
(二）匀速直线运动的速度—时间图象
［投影片出示］
甲、乙两物体从同一点沿同一直线向相同方向做匀速直线运动，速度分别为5 m/s、10 m/s.试画出甲、乙的速度图象？
［学生活动］思考并作图
［教师选择几位同学的作图进行实物投影］
［出示思考题］
1.匀速直线运动的速度图象有什么特点？
2.从速度图象中可获取哪些信息？
［学生活动］思考并解答
［教师总结归纳］
1.匀速直线运动的速度图象是一条平行于时间轴t的直线 .
2.从速度图象中可获取的信息：
a.匀速直线运动的速度的大小和方向.
b.匀变速直线运动某段时间内的位移.
由图象和公式s=vt可知：图线和坐标轴围成的“面积”在数值上就等于某段时间t内的位移s.如上图阴影部分.
（二）匀变速直线运动
［出示思考题］
什么是变速直线运动？变速直线运动的瞬时速度怎样？
［学生活动］思考并回答：
做直线运动的物体，如果在相等的时间里通过的位移不相等，这种运动叫做变速直线运动.
变速直线运动的瞬时速度随时间而变化.
［CAI课件模拟］
汽车启动和刹车时，速度计的指针不断发生变化，记下相等时间间隔的速度值如下：
时刻 t/s 0 5 10 15
速度 v/km.h－１ 启动过程 20 40 60 80
刹车过程 80 60 40 20
请根据表中的数据做出汽车启动和刹车的某段时间的速度图象.
［学生活动］作图
［教师有选择性地进行实物投影］
［教师引导学生分析］
从以上数据可知：汽车在相等的时间内速度的变化相等.汽车的速度图象是一条倾斜的直线.
［学生活动］阅读课文有关内容.
［出示思考题］
1.什么叫匀变速直线运动？
2.匀变速直线运动可分为哪几种？各有什么特点？
3.匀变速直线运动的速度图象有什么特点？从中可获得哪些信息？
［学生活动］思考并解答上述思考题.
［教师总结］
1.在相等的时间内速度的变化相等的变速直线运动叫匀变速直线运动.
2.匀变速直线运动可分为两类：
a.匀加速直线运动：速度随时间均匀增加.
b.匀减速直线运动：速度随时间均匀减小.
3.匀变速直线运动的速度图线是一条倾斜的直线.从中可获得以下信息：
a.某时刻的瞬时速度.
b.某段时间内的速度变化.
c.比较速度变化的快慢.（图线的倾斜程度决定速度变化的快慢）
d.某段时间内物体的位移.（可类比匀速直线运动）
［巩固训练］
1.根据下列图象，说明质点的运动情况.
2.如图为某物体的s—t图象，画出它对应的v-t图象.
[参考答案]
1.A表示质点做匀减速直线运动.
B表示质点做匀速直线运动.
C表示质点做匀速直线运动.
D表示质点做初速度为0的匀加速直线运动.
E表示质点静止.
F表示质点做匀加速直线运动.
2.v-t图象如下：
前2 s内v1=7.5 m/s
中间6 s内v2=0
后4 s内，v2=-3.75 m/s
[课堂讨论]
1．在速度一时间图象中，两坐标轴分别表示什么？图象的含义是什么？
2．据速度一时间图象你能作出哪些判断？
[学生讨论]
[教师点拨]
1．在速度一时间图象中，横轴表示时间，纵轴表示速度，图象表示了速度随时间变化的规律.
2．据速度一时间图象可作出如下判断：
①读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻.
②求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间.
③根据速度的正、负判断运动方向. 速度为正，表示物体沿正方向运动，速度为负，表示物体沿负方向运动.
④判定物体的运动性质.在υ-t图象中，倾斜直线表示匀变速直线运动，平行于横轴的直线表示匀速直线运动，和时间轴重合的直线表示静止.
⑤比较物体速度变化的快慢，在υ-t图象中，直线的倾斜程度反映了物体速度改变的快慢，倾斜程度越大，表示速度改变得越快，倾斜程度越小，表示速度改变得越慢.
三、小结
[投影小结思考题]
1． 什么时速度时间图象？该图象的横轴和纵轴分别表示什么？
2． 匀速直线运动的速度有什么特点？它的速度时间图象又具有什么特点？
3． 什么样的运动叫匀速直线运动？什么是匀速直线运动？什么是匀减速直线运动？
4． 匀变速直线运动的速度图象是一条 的直线.
5． 常用的变速直线运动是非匀变速直线运动，它的速度是否均匀改变？
四、作业
1.课本作业：P28练习四
2.思考题：
分析下列两图中表示运动情况.
[参考答案]
甲图为s—t图象，0～10 s内做正向匀速直线运动；10 s～30 s静止；30 s～40 s内做反向的匀速直线运动.
乙图为v—t图象，0～10 s内做匀加速直线运动；10 s～30 s内做匀速直线运动；30 s～40 s内做同向的匀减速直线运动.
五、板书设计
六、本节优化训练设计
1.如下图所示，表示物体做匀速直线运动的是（ ），表示物体做匀变速直线运动的是（ ）
2.某物体运动的v-t图象如图，则下列说法中正确的是（ ）
A.物体在第1 s末运动方向发生变化
B.物体在第1 s末和第3 s末位置是相同点
C.物体在5 s内的位移等于第1 s内的位移
D.物体在第2 s末返回出发点，向反方向运动
3.质点做单方向的匀变速直线运动时，下列论述中正确的是（ ）
A.相等时间内位移相等
B.相等时间内位移变化相等
C.相等时间内速度的变化相等
D.瞬时速度随时间在改变
4.如图两物体同时由同一地点向同一方向做直线运动，v-t图象如图.下列说法正确的是（ ）
A.0~20 s内A、B两物体间的距离逐渐增大
B.20 s~40 s内A、B两物体间的距离又逐渐减小，40 s末B追上A
C.0~40 s内，A、B两物体间的距离一直在增大，40 s末达到最大
D.40 s后，A、B两物体间的距离再次增大
5.一个质点沿直线做匀加速直线运动，依次经过A、B、C三点，测得从A到B的时间为4 s，经过B的瞬时速度为11 m/s，从B到C的时间为6 s，到达C的瞬时速度为20 m/s，则经过A点时的速度为______.
6.一辆汽车沿着平直的公路行驶，其v—t图象如左下图，说明各段表示什么运动？
7.如右上图，表示一质点在6 s内的s—t图象，试据此画出它的v—t图象.
［参考答案］
1.ACD FGH 2.BC 3.CD 4.ABD 5.5 m/s
6.AB段：匀加速直线运动；
BC段：匀速直线运动；
CD段：匀减速直线运动；
DE段：静止状态；
EF段：初速度为零的匀加速直线运动
7.由s—t图象知
0～2 s内，v1=3 m/s
2～4 s内，v2=0
4～8 s内，v3=-3 m/s
据此，v—t图象如图.
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