教科版（2019）高中物理必修第一册 2.2匀变速直线运动速度与时间的关系 教案1

匀变速直线运动速度与时间的关系
【教学目标】
1．知识与技能：
（1）知道匀速直线运动图像。
（2）知道匀变速直线运动的图像，概念和特点。
（3）掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式，并会应用它进行计算。
2．过程与方法：
（1）让学生初步了解探究学习的方法.
（2）培养学生的逻辑推理能力，数形结合的能力，应用数学知识的解决物理问题的能力。
3．情感态度与价值观：
（1）培养学生基本的科学素养。
（2）培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。
（3）培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。
【教学重难点】
教学重点：
（1）匀变速直线运动的图像，概念和特点。
（2）匀变速直线运动的速度与时间关系的公式，并会应用它进行计算
教学难点：应用图像推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式。
【教学过程】
导入新课
上节课我们学习了如何描绘运动物体的图像，你能画出小车运动的图像吗？
教师出示图像，并引导学生分析。
教师总结：观察图像可以知小车在不同时刻它的速度不同，并且速度随时间的增加而增加，那么，小车速度的增加有没有规律可遵循呢？这节课我们就来探究一下。
二、讲授新课
（一）匀变速直线运动
观察下图你发现了什么？
引导学生分析图像。
教师总结：
无论选在什么区间，对应的速度的变化量与时间的变化量之比都是一样的，即物体运动的加速度保持不变。所以，实验中小车的运动是加速度不变的运动。
1．定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫作匀变速直线运动，匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线。
匀变速直线运动
图像1和2都属于匀变速直线运动，但它们变化的趋势不同，图像1速度在均匀________图像2速度在均匀________。
答案：增加；减少。
2．匀变速直线运动分类
（1）匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加的直线运动。
匀加速，，
匀加速，，
教师总结：匀加速（a、v同向）
特点：加速度的大小和方向都不变，且与速度方向相同。
（2）匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小的直线运动。
匀减速，，
匀减速，，
教师总结：匀减速，（a、v反向）
特点：加速度的大小和方向都不变，且与速度方向相反。
针对练习：表明物体做匀变速直线运动的图像是（ ）
答案：ABD
（二）速度与时间的关系
除图像外，我们还可以用公式描述它们的关系。如图为匀变速直线运动，把运动开始时刻取作0时刻，初始速度为。
则：速度的变化量：
把上述两式代入中，化简可得：
1．匀变速直线运动的速度与时间的关系式：
（2）对公式理解：是t时间内速度的变化量，再加上物体在开始时刻的速度，就是t时刻的速度v
（3）此关系式为矢量式，注意方向（若取初速方向为正，则加速运动a为正，减速运动a为负）
2．的特殊形式
（1）当时，物体做初速度为零的匀加速直线运动
（2）当时，物体做匀速直线运动
典型例题
例题1：一辆汽车以的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起，它以的加速度加速，末因故突然紧急刹车，随后汽车停了下来。刹车时做匀减速运动的加速度大小是。
（1）汽车在末的速度是多少？
（2）汽车从刹车到停下来用了多长时间？
分析：依题意，汽车加速和减速过程都是在做匀变速直线运动。
第（1）问是已知加速的时间求末速度。
第（2）问是已知末速度求减速的时间。两个问题都需要用匀变速直线运动的速度与时间关系式来求解。其中，第（2）问汽车加速度的方向跟速度、位移的方向相反，需要建立坐标系处理物理量之间的正负号问题。
解：（1）汽车做匀加速直线运动。
初速度，加速度，时间根据匀变速直线运动速度与时间的关系式，有
（2）以汽车运动方向为正方向建立一维坐标系（如图），与正方向一致的量取正号，相反的取负号。
汽车从第末开始做匀减速直线运动，因此初速度，末速度，加速度。
根据得：
汽车末的速度为，从刹车到停下来要用。
解题步骤：
1．认真审题，分析已知量和待求量；
2．弄清题意画示意图，明确初速度、末速度v、加速度a和时间t及各量的正负号。
3．将已知量带入公式求未知量，若所求量是矢量，要说明方向。
4．对计算结果和结论进行验算。
典型例题
例题2：【2017?枣阳市高一月考】汽车初速度，刹车后做匀减速直线运动，加速度大小为，求：开始刹车后末汽车的速度。
解法一：先判断，再解
解：以初速方向为正方向当车速减为零时
解得
即在时汽车停止运动，所以开始刹车后末汽车的速度为0。
解法二：直接解，再检验
解：以初速方向为正方向，则
汽车刹车过程是一个实际的运动过程，一旦车的速度减到0，
汽车将保持静止状态，不后退，由结果可知，车实际已经停下来了，
所以末
思考与讨论：图中是一个物体运动的图像。它的速度怎样变化？在相等的时间间隔内，即时，速度的变化量和总是相等的吗？物体在做匀变速运动吗？
它的速度随着时间的增加逐渐增加；在相等的时间间隔内，即时，速度的变化量小于；物体在做加速度逐渐减小的加速运动。
三、课堂练习
1．某物体做直线运动的速度一时间图像如图所示。根据图像回答：
（1）物体在OA段做________运动，加速度为________，在AB段做________运动，加速度是________。
（2）物体在时的速度为_____。
答案：（1）匀加速直线；；匀减速直线；；（2）2
2．对于一个做匀减速直线运动的物体，在静止前下列说法中正确的是（ ）
A．度越来越小
B．速度越来越大
C．加速度越来越小
D．加速度越来越大
答案：A
3．如图所示的是甲、乙两物体运动的图像，由图像可知（ ）
A．甲、乙两物体均做匀速直线运动
B．甲、乙两物体均做匀减速直线运动
C．甲的加速度比乙的加速度大
D．甲的加速度比乙的加速度小
答案：D
4．如图是某物体做直线运动的图像，由图像可知
A．物体在内做匀速直线运动
B．物体在内静止
C．物体在末的加速度为
D．物体在末的速度为
答案：C
四、拓展提高
1．[2017?西藏中学高一期中考试]某汽车紧急刹车，加速度的大小是，如果必须在内停下来，那么汽车的行驶速度不能超过多少？
答案：。
2．一辆沿平直路面行驶的汽车，速度为，突然前面有紧急情况，刹车时获得的加速度大小是，求刹车后末的速度。
答案：刹车后经停止，所以末的速度为0。
五、课堂小结
1．匀变速直线运动
沿着一条直线，且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动，匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线。
2．匀变速直线运动的速度与时间的关系
公式表述：
3．在运用速度公式解题时要注意公式的矢量性
六、板书
（一）匀变速直线运动
1．定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫作匀变速直线运动，匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线。
2．匀变速直线运动分类
匀加速直线运动和匀减速直线运动。
（二）速度与时间的关系
1．
2．在运用速度公式解题时要注意公式的矢量性。