匀变速直线运动的位移与时间的关系
一．教学目标：
知识与技能：
掌握用v—t图象描述位移的方法；掌握匀变速运动位移与时间的关系并运用（知道其推导方法）；掌握位移与速度的关系并运用。
过程与方法：
通过对微分思想的理解，明确“面积”与位移的关系；练习位移公式不同形式的应用。
情感、态度与价值观：
(1)、养成认真分析问题的好习惯，体会一题多解，要解题严谨。
(2)、题目有多解，人生道路有多种选择，青年学生要选择正确的人生观。
教学重点：
位移与时间关系推导。
表达式：x = v0 + at2/2、v2 - v02 = 2ax .
运用公式解决具体问题。
教学难点：
公式中各物理量的理解与准确应用。
速度—时间图象中面积表示位移。
教学过程：
初中已学过匀速直线运动求位移的方法x=vt,在速度—时间图像中可看出位移对应着一块矩形面积。（此处让学生思考回答）
对于匀变速直线运动是否也对应类似关系呢？
? 引入新课
分析书上 “思考与讨论” ，引入微积分思想，对书P41图2.3-2的分析理解（教师与学生互动）确认v-t图像中的面积可表示物体的位移。
? 位移公式推导：
先让学生写出梯形面积表达式：
S=(OC+AB)OA/2
分请学生析OC,AB,OA各对应什么物理量？并将v = v0 + at 代入，
得出：x = v0t + at2/2
注意式中x, v0 ,a要选取统一的正方向。
? 应用：1。书上例题分析，按规范格式书写。
2．补充例题：汽车以10s的速度行驶，刹车加速度为5m/s，求刹车后1s，2s，3s的位移。
已知： v= 10m/s, a= -5m/s2。
由公式：x = v0t + at2/2
可解出：x1 = 10*1 - 5*12/2 = 7.5m
x2 = 10*2 - 5*22/2 = 10m
x3 = 10*3 - 5*32/2 = 7.5m ？
由x3=7.5m学生发现问题：汽车怎么往回走了？
结合该问题教师讲解物理知识与实际问题要符合，实际汽车经2S已
经停止运动，不会往回运动，所以3S的位移应为10米。事实上汽车在大于2S的任意时间内位移均为10m。
? 匀变速直线运动的位移与速度的关系：
如果我们所研究的问题不涉及时间，而仍用v=v0+at 和x=v0t+at2/2会显得繁琐。在以上两公式中消去时间t，所得的结果直接用于解题，可使不涉及时间的问题简洁起来。
由：v = v0 + at
x = v0t + at2/2
消去t，得v2 - v02 = 2ax （注意：该式为不独立的导出式）
? 练习：由前面例题：v0 =10m/s, a = -5m/s2 求刹车经7.5m时的速度？
由公式：
v = -5m/s (舍去)
刹车经7.5米时的速度为5m/s,与初速度方向相同。
? 补充练习：
某航空母舰上飞机在跑道加速时，发动机最大加速度为5m/s2，所需起飞速度为50m/s，跑道长100m，通过计算判断，飞机能否靠自身发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有多大的初速度？（答：不能靠自身发动机起飞；39m/s。）
2．（1999年上海高考题）为了测定某轿车在平直路上运动时的加速度（轿车启动时的运动可以近似看做匀加速运动），某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片（如图），如果拍摄时每隔2s曝光一次，轿车车身总长为
4.5m那么这辆轿车的加速度约为（ ）
A 1m/s； B 2m/s； C 3m/s； D 4m/s； （答：B）
在某次交通事故中，交警测量汽车刹车线的长，用以判断该车是否超速。请问还需什么数据，如何计算？（还应知汽车最大制动加速度）
在解答本题前可让学生分析一下发生交通事故的可能原因；略
问：汽车在反应距离做什么运动？（匀速）汽车在刹车距离做什么运动？（匀减速）反应距离跟哪些有关系？（反应时间及刹车时的速度）刹车距离跟哪些有关系？（刹车时的速度及刹车的加速度）
课件23张PPT。知识回顾?:一、匀速直线运动（求位移的方法）二、匀变速直线运动1、a方向和v方向相同——加速运动2、a方向和v方向相反——减速运动v=v0+at2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 第1课时一、匀速直线运动的位移问题1：匀速直线运动的位移公式？在时间t内的位移：x=vt问题2：在v-t图象中如何表示位移？ 对于匀速直线运动，物体的位移对应着v-t图象中一块矩形的面积问题3：匀变速直线运动的位移与v-t图象是否也有类似关系？阅读课本第40页“思考与讨论”科学思想方法：把过程先微分后再累加（积分）的思想 。（无限分割，逐渐逼近）问题4：材料中体现了什么科学思想？问题5：此科学思想方法能否应用到v-t图象上？从v-t图象中探究匀变速直线运动的位移梯形OABC的面积就代表做匀变速直线运动物体在0（此时速度为v0）到t（此时速度为v）这段时间的位移。二、匀变速直线运动的位移公式由图可知：梯形OABC的面积S=（OC+AB）×OA/2又v=v0+at1、从v-t图象推导：2、匀变速直线运动位移公式的理论推导：又v=v0+at问题6：课本第42页“做一做”匀变速直线运动在x-t图象中是一条抛物线注意：x-t图象不是物体运动的轨迹例1、一质点以一定初速度沿竖直方向抛出，得到它的v-t图象如图所示，试求出它在前2s内的位移；前4s内的位移。前2s内物体的位移为5m
前4s内物体的位移为0注意：当图象在时间轴下方时，表示的位移为负例2：一辆汽车以1m/s2的加速度行驶了12s，驶过了180m。汽车开始加速时的速度是多少？解：以汽车运动的初速v0为正方向解:以汽车初速度方向为正方向得：车的位移：例3、在平直公路上，一汽车的速度为15m/s。从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2m/s2的加速度运动，问刹车后5s末车离开始刹车点多远？刹车问题!x = x0t+at2 /2=15 ×5 - 2×52/2m=50m则：v0 =15m/s a= - 2m/s2 t=5s解：设车实际运动时间为t0，以汽车初速方向为正方向。说明刹车后7 .5s汽车停止运动。例4、在平直公路上，一汽车的速度为15m/s。从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2m/s2的加速度运动，问刹车后10s末车离开始刹车点多远？刹车问题!小结?:v=v0+at作业：1、认真复习本节内容
2、独立完成作业本P23~P25
（6、9、12题先不做）
匀变速直线运动规律：第2课时位移与速度的关系例1：推动弹头加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动，设子弹的加速度a=5×105m/s2，枪筒长x=0.64m，求子弹射出枪口时的速度。解：以子弹射出枪口时速度v方向为正方向三、匀变速直线运动位移与速度的关系不涉及到时间t，用这个公式方便匀变速直线运动规律：例2：一辆汽车做匀减速直线运动，初速度为15m/s，加速度大小为3m/s2，求：
（1）汽车3s末速度的大小。
（2）汽车的速度减为零所经历的时间。
（3）汽车2s内的位移。
（4）汽车第2s内的位移。
（5）汽车8s的位移。寻找更多的方法！注意做题的格式、用字母符号来表示物理量例3：一辆汽车原来匀速行驶，速度是24m/s，从某时刻起以2m/s2的加速度匀加速行驶。从加速行驶开始行驶180m所需时间为多少？解：设初速度v0方向为正，所需时间为t根据题意得：v0 =24m/s a=2m/s2 x =180m得：t2+24t-180=0t1=6s t2= -30s所以行驶180m所需的时间为6s(舍去）注意要结合实际情况例4：骑自行车的人以5m/s的初速度匀减地上一个斜坡，加速度的大小为0.4m/s2，斜坡长30m，骑自行车的人通过斜坡需要多少时间？解：以初速度v0方向为正方向代入数据解得：t1=10s，t2=15s讨论：把两个时间代入速度公式可算出对应的末速度:v1=1m/s，v2=-1m/s答案：t=10s根据题意得：v0 =5m/s a=0.4m/s2 x =30m作业：1、认真复习本节内容
2、独立完成作业本P24~P28
