总课时
2
第 1 课 时
课题
第二章匀变速直线运动的研究
第二节匀变速直线运动的速度与时间的关系
课型
新授课
三维目标
知识与技能
1、知道什么是匀变速直线运动
2、掌握并能够应用速度与时间的关系式
3、能识别不同形式的匀变速直线运动的速度——时间图像
过程与方法
1、通过分析匀变速直线运动的速度——时间图像,使学生逐渐熟悉数学工具的应用,培养学生研究物理问题的能力
2、学习利用公式和图像表示物理规律,达到提高学生分析问题的能力的目的
情感态度与价值观
1、通过速度公式的推导过程培养用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新的欲望。
教学重点,难点
使学生掌握在匀变速直线运动中速度随时间的变化规律,利用速度图像分析运动规律
教具
学具
教 学 过 程
教学过程设计
学生活动
(一).引子
在上一节课中我们利用实验研究了小车的速度随时间变化的关系,接下来先请同学们一起来看一下这个问题。
(二). 过程
一、匀速运动
情景:法拉利跑车在平直路面上行驶。用秒表记下跑车分别经过相隔100米距离时的时间。
请问:
①跑车的位移随时间如何变化?——增大
②如何增大?——均匀增大
③如何直观反应跑车的位移随时间的变化关系?——利用图像法:(以出发点为参考点,以后没有特殊指明的情况下都事宜出发点为参考点作图)以时间为横轴,位移为纵轴建立坐标系;描点;利用光滑的曲线连接起来。
可以看出是一条通过原点的倾斜的直线。我们讲过s-t图中斜率表示速度。
从这图像中我们可以知道:①这辆跑车的速度是恒定不变的——做匀速运动
②可以求得跑车的速度
可以知道跑车做匀速直线运动。
假如还有另外的物体运动是红色的这条直线,则我们可以知道他的斜率大,表示速度大。
如果用时间表示横坐标,速度表示纵坐标画出图像——是一条平行于t轴的一条直线。可以知道跑车的速度随着时间的变化保持恒定,说明跑车是做匀速直线运动。
结合v-t图和s-t图我们可以得出在v-t图中图线与坐标轴所围成的面积表示跑车在这段时间内发生的位移的大小。
对于v-t图和s-t图我们再来看一个动画,可以看出位移-时间图线并不是物体运动的轨迹。
再请同学们来看这个问题
这个物体是否做匀速直线运动?
——不是。正负号表示运动方向
匀速直线运动的加速度为多大?——— a=0
对于匀速直线运动大家在初中里都已经学习过了。在这里我们要来学习速度变化的运动。
二、匀变速直线运动
假如说我们已经测出跑车在运动过程中各个时刻的速度。
时刻/s
0
5
10
15
速度/km.h-1
20
31
49
60
再利用描点法画出v-t图,可以看出它不再是与时间轴平行的直线了 ,而是一条倾斜的直线。
从这条直线上我们可以知道汽车的速度是随时间而变化的,所以它是变速直线运动。而且还可以看出来它的速度随着时间是均匀变化的。像这种速度随时间均匀变化的运动在物理学中叫做匀变速直线运动。
匀变速直线运动是最简单的变速运动。在物理学研究问题的基本方法是从简单到复杂,从理想到实际。
接下来我们先来研究匀变速直线运动。
1、定义:速度随时间均匀变化的运动在物理学中叫做匀变速直线运动,即在相等的时间里速度变化相等的直线运动叫做匀变速直线运动
匀变速运动不仅有速度增大的匀加速直线运动,还有速度减小的匀减速直线运动。但不管是匀加速还是匀减速直线运动,其速度都随时间均匀变化,且变化的快慢都用加速度来描述。根据加速度的定义结合刚才的v-t图可以知道,在v-t图中斜率在数值上等于加速度的大小。可以得出:
2、匀变速直线运动是加速度a恒定不变的运动
假如说跑车在运动过程中的速度随时间是这样变化的。
时刻/s
0
5
10
15
速度/km.h-1
0
11
28
49
再利用描点法描点,用光滑曲线将点连接起来。在v-t图上做出速度随时间变化的图像。可以看出它不是一条直线,而是一条曲线。说明它的速度随着时间不是均匀变化的。我们把这种运动叫做非匀变速运动,因为它的加速度随着时间是变化的,具体这么变可以结合图像看出在相等的时间内速度增加的越来月多,说明加速度在增大。结合加速度的定义的话我们就看斜率就可以了,斜率逐渐增大说明物体的加速度在增大。像这种加速度变化的运动我们又叫做变加速运动。
3、加速度变化的运动叫做变加速运动
加速度恒定的运动叫做匀加速运动
回过头再来看一下加速度a。它的定义,将公式进行变形得到: 这就是匀变速直线运动的速度公式
4、匀变速直线运动的速度公式
对于匀变速直线运动加速度a恒定结合v-t图我们也可以得出匀变速直线运动的速度公式。
对于速度公式的几点理解
5、理解:①V0表示t时间内的初始速度,VT表示t时间内的末速度;a表示t时间内的加速度
②一般以V0 方向为正方向,则:当a与v0同向时,a﹥0,物体作匀加速直线运动;当a与v0反向时,a﹤0,物体作匀减速直线运动
③当a=0时,vt=v0,物体作匀速直线运动
④当v0=0时,vt=at,物体从静止开始作加匀速直线运动
⑤当a﹤0时速度公式经常写成(a为加速度的大小)
接下来我们来看一下v-t图的意义
6、v-t图的意义:
①截距:v0
②斜率:
③可以得出任意时刻v
④可以判定运动性质
⑤图线所围成的面积在数值上等于这段时间内位移的大小
利用速度与时间的关系我们先来看一下位移的情况
三、匀变速直线运动的位移—时间关系
1、匀速直线运动的位移—时间关系:
2、匀变速直线运动的位移—时间关系:
根据数学知识可以得到
可以得到:
3、匀变速直线运动的位移——时间关系
四、巩固练习
展示幻灯片
展示flash动画
让学生参与到课堂的讨论中来
教学反思
课件20张PPT。匀变速直线运动的速度公式:某人骑自行车做匀变速直线运动,第1秒末的速度是2m/s,第5秒末的速度是6m/s。求这位同学的加速度。发射卫星一般应用多级火箭,第一级火箭点火后,使卫星向上的加速运动的加速度为50m/s2,燃烧30s后第一级脱离,第二级火箭没有马上点火,所以卫星向上做加速度为10m/s2的匀减速运动,10s后第二级火箭启动,卫星的加速度为80m/s2,再经过1分半钟第二级火箭脱离时卫星的速度多大? 多过程的问题,一定要搞清物体的过程,充分利用要相互间衔接的物理量列车进站前需要刹车,已知刹车前列车的速度为60km/h,刹车加速度大小为0.8m/s2,求刹车后15s和30s列车的速度。 汽车刹车的问题,一定要与实际生活情景相符合,注意判断汽车从刹车到停下的时间某市规定,汽车在学校门前马路上的行驶速度不得超过40km/h。一次,一辆汽车在校门前马路上遇紧急情况刹车,由于车轮抱死,滑行时在马路上留下一段笔直的车痕。交警测量了车痕长度为9m,又从监控资料上确定了该车从刹车到停止的时间为1.5s,立即判断出这辆车有没有违章超速。这是为什么?匀变速直线运动
平均速 度 物体在t时间内的中间时刻的瞬时速度匀变速直线运动
平均速 度 物体在t时间内的中间时刻的瞬时速度即,物体做匀变速直线运动时,一段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点之间的时间间隔为T=0.1s,其中s1=7.05cm, s2=7.68cm, s3=8.31cm, s4=8.95cm, s5=9.61cm, s6=10.26cm
则A点处的瞬时速度大小为 m/s,加速度大小是 m/s2(计算结果保留两位有效数字)匀变速直线运动的v-t图像tV0(1)试根据下列图象说明物体的运动情况;(2)试根据下面的位移图象画出相应的速度图象.两种运动图象的比较位移图象速度图象纵轴位移s,横轴时间t纵轴速度v,横轴时间t某一时刻的位置某一时刻的速度位移随时间变化的规律速度随时间变化的规律速度速度变化率位移1、下图所示的几个速度图象分别描述的是什么运动?看图先看坐标轴
看轴要看物理量3、下图所示的几个图象描述的是匀速直线运动的是?4、下图所示的几个图象描述的是匀变速直线运动的是?