2015年高一物理必修1全册教案.pdf

1.1质点参考系和坐标系一、物体和质点问题：选择以上一个较复杂的运动（例如鸟的飞行），我们如何描述它？引导学生分析：1 .描述起来有什么困难？2.我们能不能把它当作一个点来处理？3.在什么条件下可以把物体当作质点来处理？小结1 ,只有质量，没有形状和大小的点叫做质点。2.质点是一种科学抽象，一一种理想化的模型，这种忽略次要因素、突出主要因素（质量）的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。3.一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。4 .一个物体能否被看成质点，取决于所研究的问题的性质，同一个物体在不同的问题中，有的能被看作质点，有的却不能被看成质点。学生讨论：1。是不是只有很小的物体才能看作质点？2 .地球的自转和转动的车轮能否被看作质点？3.物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处？二、参考系导入坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的，却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着，这里面蕴含了什么问题呢？学生活动让学生观察图1.1-3和1.1-4,阅读图右文字，回答以下问题1 .得出什么结论？2 .就 图1.1-4能否提出一些问题？（例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方）小结1 .参考系是参照物的科学名称，是假定不动的物体。2.运动和静止都是相对的。3.参考系的选择是任意的，一般选择地面或相对地面静止的物体。学生讨论：1。小小竹排江中游，巍巍青山两岸走2 .月亮在莲花般的云朵里穿行3.坐地日行八万里，巡天遥看一千河在上述三例中，各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。三、坐标系提出问题：怎样定量（准确）地描述车或刘翔所在的位置。教师提示：你的描述必须能反映物体（或人）的运动特点（直线）、运动方向、各点之间的距离等因素。教师总结1 ,为了定量描述物体的位置随时间的变化规律，我们可以在参考系上建立适当的坐标系，这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。2.对于质点的直线运动，一般选取质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取计时起点为坐标轴的原点。单位长度的选定要根据具体情况。巩固练习1.下列物体能看做质点的是（）A.沿着斜面下滑的木块 B 研究斜面上的木块是下滑还是翻滚C o电扇的叶片 D。自转中的地球2.下列关于质点的说法中，正确的是（）A.地球很大，一定不能看做质点 Bo原子核很小，一定能看做质点 C 同一物体在不同的情况中，有时可看做质点，有时则不可看做质点 D。质点是一种理想化模型，无实际意义3 .下列说法中正确的是（）A。研究物体的运动，首先必须选定参考系B o参考系必须选择地面C。研究同一物体的运动时，选取地面或相对地面静止的物体为参考系，所得出的关于物体运动的结论是相同的D。选取不同的参考系，所得出的关于物体运动的结论可能是不同的4 .诗句“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别为（）A o船和山 B。山和船C o地面和山 D。河岸和流水1.2 时间和位移引入提问一个走读生，上学的时候是什么时间离开家的？在路上用了多长时间？怎么走的？什么时间到校的？根据学生的回答提出，要想清楚地描述物体运动情况，仅仅用上节课所学的内容是不够的，我们需要学习更多的物理量。新课教学时间和时间间隔在一开始学生的回答中，学生离家和到校所对应的是时刻概念，在路上所用的时间就是时间间隔，它等于两个时刻之差。如果建立一个表示时间的一维直线系，则在这个坐标系中，时刻用点表示，时间间隔是两个时刻之差，用线段表示。学生讨论如图所示，物体沿直线从o点开始运动，如果各点之间的时间间隔都是一秒，则下列各说法中分别表示哪一点或线段。前3s内：第 2s 内：0ABe DE（第）2s 末：*第3s初：第二个2s内：二、路程和位移小结1.路程是物体运动轨迹的长度2.位移是描述物体位置变化的物理量，用从初位置到末位置的有向线段表示，即物体位移的大小由初末位置决定，方向由初位置指向末位置。问题：物体的位移大小有没有等于路程的情况？答：在单向直线运动中位移的大小等于路程。课堂训练下列关于位移和路程关系的正确说法是（）A.物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B,物体沿直线运动，通过的路程等于位移的大小C.物体通过的路程不等，位移可能相同D.物体通过一段路程，位移不可能为零三、矢量和标量象位移这样既有大小又有方向的物理量叫做矢量，象路程这样只有大小，没有方向的物理量叫做标问题：回忆初中所学过的物理量，说明它们是标量还是矢量。答：温度、时间、质量、密度等是标量，速度是知量。问题：我们知道，如果一个口袋中原来有20kg大米，再放入10kg大米，口袋里共有30kg大米。那么如果一个物体第一次的位移大小为20m,第二次的位移大小为10m,则物体的总位移是不是30m呢？问题：阅读教材的思考与讨论，能否得出分位移和合位移的关系？并由此得出知量运算的一般法则(实验班)。教师总结1 .当两个矢量共线时，可以用算术运算，但首先要设定正方向。2 .当两个矢量不共线时，合矢量和分矢量必将构成一个三角形，它们分别是三角形的三条边。3.不共线矢量的运算法则叫做平行四边形定则，又叫三角形定则。四、直线运动的位置和位移问题：要想准确描述物体的位置变化怎么办？答：对于做直线运动的物体，可以用直线坐标系来描述。在直线坐标系中，位置用点来描述，记为x=?:位移是位置的变化，记为Ax,x=x2-x|0分析讨论：个物体从点沿直线运动到点，已知点的坐标为，点的坐标为，求物体的位移？负号的含义？能否在直线坐标系中表示出来？小结：物理中矢量的正负不表示大小，只表示方向，当规定了正方向后，正值表示与正方向同向，负值表示与正方向反向。反之亦然。巩固练习1.下列关于位移和路程的说法中，正确的是()A.位移的大小和路程总是相等，但位移是矢量，路程是标量B.位移描述直线运动，路程描述曲线运动C,位移取决于始末位置，路程取决于实际运动路线D.运动物体的路程总大于位移2 .一个质点在x 轴上运动，各个时刻的位置如下表(质点在每一秒内都做单向直线运动)时刻01234位置坐标/m05-4-1-7(1 )几秒内位移最大A。1s 内 B。2s 内(2)第几秒内位移最大(A。第 1s内 B。第 2s内(3)几秒内的路程最大(A。1s 内 B。2s 内(4 )第几秒内的路程最大(A。第 1s内 B。第 2s内C。3s 内 D。4s 内)C。第 3s内 D。第 4s内)C。3s 内 D。4s 内)C。第 3s内 D。第 4s内3.某人沿着半径为R 的水平圆形跑道跑了 1.75圈时，他 的()A。路程和位移的大小均为3.5 nR Bo路程和位移的大小均为RC o 路程为3.5 R、位移的大小为痣R D o 路为0.5 R、位移的大小为J iR1.3 运动快慢的描述一速度一.速度1.定义：位移Ax跟发生这段位移所用时间/的比值，用 v 表示.2.物理意义：速度是表示运动快慢的物理量，Av2.定义式：v=.t3.单 位：国际单位：m/s （或 ms）常用单位：km/h（或 km h）、cm/s（或 cm s）.4.方向：与物体运动方向相同.说明：速度有大小和方向，是矢量二.平均速度和瞬时速度如果物体做变速直线运动，在相等的时间里位移是否都相等？那速度还是否是恒定的？那又如何描述物体运动的快慢呢？问题：百米运动员，10s时间里跑完100m,那么他Is 平均跑多少呢？回答：每秒平均跑10m。百米运动员是否是在每秒内都跑10m呢？答：否。说明：对于百米运动员，谁也说不来他在哪1秒破了 10米，有 的 1 秒钟跑10米多，有 的 1秒钟跑不 到 10米，但当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢，而不关心其在各时刻运动快慢时，就可以把它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。此时的速度就称为平均速度。所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。1.平均速度1）定义：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，叫做这段时间（或这段位移）的平均速度，用,表示.2）说明：a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物体在t 时间内的平均快慢程度。这实际上是把变速直线运动粗略地看成是匀速运动来处理.b.这是物理学中的重要研究方法一等效方法，即用已知运动研究未知运动，用简单运动研究复杂运动的一种研究方法.2.瞬时速度（1）定义：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做此时刻（或此位置）的瞬时速度.（2）意义：反映物体在某一时刻（或经某一位置）时运动的快慢，它能精确地描述变速运动的快慢。平均速度只能粗略地描述变速运动.Ay（3）对瞬时速度的理解:瞬时速度是在运动时间/T 0 时的平均速度，即平均速度v=在 加-0t时的极限就是某一时刻（或某一位置）的瞬时速度。（4）瞬时速度的方向：瞬时速度是矢量，在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同，（若是曲线运动，瞬时速度的方向是轨迹上物体所在点的切线方向（与轨迹在该点的延伸方向一致）三.速率：1.瞬时速率1）定义：瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。2）瞬时速率的测量：技术上通常用速度计来测量瞬时速率。2.平均速率：瞬时速度的大小是瞬时速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其实我们初中所学的速度也不是没有意义的，我们给了他一个新的名字平均速率。1）定义：路程与发生这段路程所用时间的比值。2）速率是标量。3）注意：平均速率不是平均速度的大小。【例 题 1】一个做直线运动的物体，某时刻速度是1 0%屈 那 么 这 个 物 体（c d ）A.在这一时刻之前0.1 5 内位移一定是mB.在这一时刻之后1 5 内位移一定是lO w;C.在这一时刻起1 0 s 内位移可能是50mD.如果从这一时刻起开始匀速运动，那么它继续通过1 0 0 0 机路程所需时间一定是1 0 0 s【例 2 一物体沿直线运动，先以3 m/s 的速度运动60 m,又以2 m/s 的速度继续向前运动60 m,物体在整个运动过程中平均速度是多少？2.4 加 入1.4 实验:用打点计时器测速度新课教学师:我们今天要介绍的打点计时器就是可以精确记录时间间隔和位移的仪器.-电磁打点计时器二 电火花打点计时器学生讨论：师总结:电磁打点计时器使用时阻力较大:阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小，这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计时器操作简易，安全可靠.思考2:打点计时器能记录哪些信息？生:时间（时间间隔）和位移三 练习使用打点计时器问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带？问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?怎样调节？师总结：1.可能是复写纸该换新的了2 .可能是振动片的振动幅度太小了，可以调节振动片的位置3 .可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上，可将压纸框向下调节到原来的位置4 .可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止5 .可能是选择的4-6V的电压太低，可适当调高电压，但不得超过1 0 V问题3.为什么要先打开电源让打点计时器先工作1 2 s 再松手打纸带?可不可以先松手再打开打点计时器的电源？师总结：打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作，所以应先打开电源让打点计时器工作 1 2 s 后才能松手打纸带.这样做可以减小误差问题4.打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处？师总结:因为打点计时器是按照间歇性工作设计的，长期工作会导致线圈发热而损坏问题5.处理纸带时从某个能看清楚的点开始，往后数出n个点，这些点之间的时间间隔应该怎样确定？师总结:每2 个相邻的点之间的时间间隔是0.0 2 s,n 个点之间的时间间隔为（n-1）倍的0.0 2 s问题6.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？师总结:测出两个点的距离公也数出两个点之间有n 段时间间隔，则2=0.0 2/7 .在用公式 /v丫 =竺 即可计算出平均速度A/四用打点计时器测量瞬时速度思想方法:用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确.D E F G如图:要计算E 点的瞬时速度可以用D-E 的平均速度来替代，也可以用E-F 的平均速度来替代，还可以用DF 的平均速度来替代.这三种方法中DF 包含E 点切比较靠近E 点,所以用DF 的平均速度来替代E点的瞬时速度是最精确的！可以用同样的方法计算出图中各点的瞬时速度填入课本2 4 页的表2 中，从表中列出的点我们可以粗略的了解纸带的运动情况.五 用图象表示速度在表2 中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想知道纸带的速度变化规律我们还要借助于图象怎样用图象来表示物体的运动速度呢？学生讨论：师总结:在坐标纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体的运动速度，用横坐标表示时间，根据表2 中各个时刻的速度，将(v,t)作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度一时间图象(v-t 图象)，简称速度图象.师总结:速度的变化应该是比较平滑的，所以，如果用条平滑的曲线来 拟合 这些点应该更符合实际情况.小结电磁打点计时器和电火花打点计时器都是记录物体在一定时间间隔内位移的仪器.vt 图象：表示做运动的物体的速度随时间变化的规律.板书设计4 用打点计时器测速度电磁打点计时器靠电磁感应带动振针振动通过复写纸打点电火花打点计时器靠产生的电火花放电蒸发墨粉打点打点计时器的使用注意使用方法和领悟注意事项测量瞬时速度用包含某点的一段时间的平均速度来粗略表示该点的瞬时速度速度一时间图象以时间为横坐标,速度为纵坐标，描点连线作出的平滑图象补充练习1.运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点，这些点的距离不一定相等，但这些点能说明()A 运动物体在一段时间内的位移B 运动物体在一段时间内的运动快慢C 运动物体在某时刻的位置D 运动物体的运动性质2.通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀，下列判断正确的是()A 点子密集的地方物体的运动速度比较大B 点子密集的地方物体的运动速度比较小C点子不均匀说明物体在做变速运动D点子不均匀说明打点计时器有故障3.在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点，根据你所打出纸带，在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时()A应通过测量纸带表示的运动的全程来判断B必须通过计算任意两点间的平均速度来判断C必须通过计算全程的平均速度来计算D可以通过测量每相邻两点间的距离，看其是否相同来判断参考答案l.A B C D 2.B C 3.D1.5速度变化快慢的描述一加速度(_)新课内容1 .速度的变化量提问：速度的变化量指的是什么？(速度山经一段时间/后变为v,那v%的差值即速度的变化量。用A u表示。)提问：A u越大，表示的变化量越大，即速度改变的越快,对吗？为什么？教师引导学生讨论得出：要比较速度改变的快慢，必须找到统一的标准。也就是要找单位时间内的速度的改变量。2 .加速度学生阅读课本，教师引导学生得出：(1)定义：速度变化量与发生这变化所用的时间的比值A va=t(2)物理意义：指进速度变化的快慢和方向(3)单位：米/秒2 (m/s(4)加速度是矢量，方向与速度变化的方向相同(5)a不变的运动叫做匀变速运动。匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。例题1 做匀加速运动的火车，在4 0 s内速度从l O m/s增加到2 0 m/s,求火车加速度的大小。汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2 s内速度从1 0 m/s减小到零，求汽车的加速度。分析：由于速度、加速度都是矢量，所以我们计算的时候必须先选一个正方向。一般选初速度的方向为正方向。分析讨论：(1)火车4 0 s秒内速度的改变量是多少，方向与初速度方向什么关系？(2)汽车2 s内速度的改变量是多少？方向与其初速度方向有何关系？(3)两物体的运动加速度分别为多少？方向如何呢？总结：匀加速运动：v v0,八丫为正值，a 0,a与%方向-致。匀减速运动：v v0,A v为负值，a 0,a 与l方向相反。练习：课本P31,第 1题思考课本P31,第 2 题A.物体运动的加速度等于0,而速度却不等于0。总结：加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）;加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；B.两物体相比，一个物体的速度变化量比较大，而加速度却比较小。总结：加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”表示变化的快慢，不表示变化的大小。C.物体具有向东的加速度，而速度的方向却向西。总结：物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。总结：速度、速度的变化和加速度的大小没有关系。3.从 v t 图象看加速度学生阅读课本，教师引导学生回答下列问题：（1）速度一时间图象描述了什么问题？怎样建立速度时间图象？（2）图 1.53 中两条直线分别是两个物体运动的速度时间图象，通过图象比较两物体运动的异同点？（3）在图象中如何表示出物体运动加速度的大小？三、小结1、加速度的物理概念及意义。2、加速度与速度、速度变化量的区别。3、能在匀变速直线运动的v-t图像中分析出v、a的大小、方向等。第二章匀变速直线运动的研究2.1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（可加一多媒体录象，教师就不需要介绍了）在我们的生活中有跳远助跑、驾车、高山滑雪等运动，在自然界中有雨点下落、鸽子飞翔、蜗牛爬行等运动，在这些运动中都有速度的变化，且变化规律不尽相同，我们怎样才能知道速度随时间变化的规律呢？如何探究一个物体速度随时间变化的规律？如何知道物体 在 不同时亥ij的速度？用什么仪器测？【实验】问题一：打点计时器结构如何？问题二：用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？步骤：（1）把一端附有滑轮的长木板 平 放（一高一低可否？）在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳踏过滑轮，下边挂上合适的钩码，先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后,工 即关闭电源。问题三：本实验特别要注意哪些事项？1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2.滑轮不能过高。3.应考虑复写纸与纸带的位置关系。4.钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。5.小车应山紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从板上掉下来。6.先接通电源，后让纸带运动。7.打点结束后立即关闭电源。【处理数据】问题四：怎样分析和选取纸带上的点？开头过于密集的点舍掉，纸带的一段；若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（可 5）为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；原则上能取六、七个计数点为宜；给选取的点加标记。问题五：如何计算出所取点的速度？用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替），如何代替？（选择包括该点在内的一段 位 移（该点最好处在中间时刻位置）A x,找出对应的时间A t,用 A x/A t作为该点的瞬时速度）；对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）：测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。问题六：如何处理计算出来的数据？1.列表法。（注意列表要求）2 .图象法：根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。描点：观察和思考点的分布规律。拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线匕不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。思考：为什么要用直线拟合？若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？问题七：如何根据速度一时间图象（vt 图象）求小车的加速度和初速度？取任意两组数据求出A v和 A t,然后代入A v/A t求解。在 vt 图象上取一段时间a t（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出A v,代入A v/t 求解。哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）纸带上零时刻的速度和末速度如何求？（根据图象来求，这样可以减小误差）【巩 固 练 习】1 关于用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验操作，下列说法中正确的是（）A.长木板不能侧向倾斜，也不能一端高端低B.在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器处C.应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动，再断开电源3.用打点计时器拉动通过计时器的纸带来分析物体运动速度和加速度的实验中，可以分析的运动应该是（）A.速度恒为正值，加速度亦为正值的运动B.速度恒为负值，加速度亦为负值的运动C.速度由正值变负值，加速度为负值的运动D.速度由负值变正值，加速度为正值的运动4.在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示，图中A、B、C、D、E 为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=O.ls。（1）根据纸带上的数据，计算B、C、D 各点的速度，填入表中。（2）在坐标纸上作出小车的v-t图象。A B C D E2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系三维目标知识与技能1、掌握匀变速直线运动的概念、运动规律及特点。2、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式，会推导，能进行有关计算。3、知道v-t图象的意义，会根据图象分析解决问题。过程与方法引导学生通过研究v-t图象，寻找规律，发现匀变速直线运动的速度与时间的关系。情感态度与价值观1、学生通过自己做实验并发现规律，激发学生探索规律的兴趣。2、体验同一物理规律的不同描述方法，培养科学价值观。3、将所学知识与实际生活相联系，增加学生学习的动力和欲望。教学重点1、理解匀变速直线运动的v-t图象的物理意义。2、匀变速直线运动的速度与时间的关系式及应用。教学难点1、学会用v-t图象分析和解决实际问题。2、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式并会运用。教学用具多媒体课件教学方法启发式教学教学过程新课导入师：前面几节课，我们学习了如何描绘运动物体的v-t图象，本节课我们就从v-t图象入手，探究匀变速直线运动的运动规律。新课教学一、匀变速直线运动生1：中物体的速度的大小和方向都不随时间变化，说明物体在做匀速直线运动。生2：中物体的速度随时间不断增大，说明物体在做假速直线运动。师：仔细观察中物体速度增加的有规律吗？生：是均匀增加。如果取相等的时间间隔，速度的变化量是相同的。师：我们发现每过一个相等的时间间隔，速度的增加量是相等的。所以无论at选在什么区间，对应的速度v的变化量av与时间的变化量at之比a v/a t都是一样的，即物体的加速度保持不变。投影出示匀变速直线运动的定义沿着一条直线运动，且加速度保持不变的运动，叫做匀变速直线运动匀变速直直线运动的速度时间图象是一条倾斜的直线在匀变速直线运动中，如果物体的速度随时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动；如果物体的速度随时间均匀减小，这个运动就叫做匀减速直线运动。生：我知道了，在刚才图1中的速度随时间均匀减小，表示的就是物体在做匀减速直线运动。师：你所的对！请同学们再思考一下，三条直线的交点表示什么？生1：是相遇！生2：不是相遇，交点的横、纵坐标都相等，应该表示在同一时刻，三者的速度相等。师：是的，在v-t图象中，交点仅表示他们的速度相等，并不表示相遇，同学们不要把v-t图象与x-t图象相混淆。教师接着引导学生思考教材第3 9页“说一说”这条图线表示物体的速度怎样变化？在相等的时间间隔内，速度的变化量总是相等的吗？物体在做匀加速直线运动吗？生：速度增加，但在相等的时间间隔内，速度的变化量越来越大，说明a v/a t 逐渐增大，即加速度增大，加速度不是恒量，那物体的运动就不是匀加速直线运动了。师：没错。在不同的瞬时，物体的加速度不同，那我们怎么找某一点的瞬时加速度呢？学生纷纷讨论。生：是做切线吗？师：非常好。我们可以做曲线上某点的切线，这一点的切线的斜率就表示物体在这一时刻的瞬时加速度。二、速度与时间的关系师：除了图像外，我们还可以用公式表示物体运动的速度与时间的关系。从运动开始（这时t=0）到时刻t,时间的变化量t=t-O,速度的变化量v=v-v。,因为加速度a=av /t 是一个恒量，所以 a=av/t=v-v o/t-O解出速度v,得 到 v=v 0+at这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式。师：想一想，at 在数值上等于什么？师：我们还可以从图象上进步加深对公式的理解。例 题 1（投影）汽车以4 0k m/h的速度行驶，现以0.6m/s 2的加速度加速，10s 后速度能达到多少？教师引导学生明确己知量、待求量，确定研究对象和研究过程学生自主解题师：投影出示规范步骤解：初速度v=4 0k m/h=l l m/s,加速度a=0.6m/s 2,时间t=10s,10s 后的速度为v=v o+at=l l m/s+0.6m/s2X 10s=17m/s=62k m/h例题2（投影）汽车以3 6k m/h的速度匀速行驶，若汽车以O fm/s z 的加速度刹车，则 10s 和 20s 后的速度减为多少？解：设初速度v（）=3 6k m/h=10m/s,加I速度a=-0.6 m/s 时间t=10s,由速度公式v=V o+a t,可知刹车至停止所需时间 t=v -vo/a=O -10/-0.6=16.7s 故刹车 10s 后的速度 V|（）=v o+at=l O m/s -0.6 X 10m/s=4 m/s刹车20s时汽车早已停止运动，故V 2o=O师：通过这道题，我们大家知道了汽车遇到紧急情况时，虽然踩了刹车，但汽车不会马上停下来，还会向前滑行一段距离。因此，汽车在运行时，要被限定最大速度，超过这一速度，就可能发生交通事故。请同学们结合实际想一想：当发生交通事故时;交警是如何判断司机是否超速行驶的？生：汽车刹车时会留下痕迹，交警可以通过测量痕迹的长度，计算出司机刹车时的速度。以此来判断司机是否超速行驶。小结本节重点从图象和公式两个方面研究了匀变速直线运动，理解时注意以下几点：1、在匀变速直线运动中，质点的加速度大小和方向不变，但不能说a与a v成正比、与at成反比，决 定 于 和A t的比值。2、公式中v、V。、a都是矢量，必须注意其方向。2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系（一）教学过程设计【新课导入】师:前面我们已经学过匀速直线运动,知道做匀速直线运动的物体其位移X,速度V,时间t三者之间存在着关系式X =W.这也是我们计算匀速直线运动位移的方法.现苗博髀们动手画出匀速直线运动的速度一时间图象！f师:请同学们来计算一下初末时刻线与时间轴围成v图形的面积（矩形）生:正好也是O -t/sX师总结:看来在匀速直线运动中物体通过的位移X刚好等于初末时刻线和时间轴所围成矩形的面积.在日常生活中我们经常会遇到物体做匀变速直线运动的情况，怎样来计算做匀变速直线运动物体在一段时间内通过的位移呢?它的位移与其速度一时间图象是不是存在着类似的关系呢？匀变速直线运动的位移请同学阅读课本40页 的“思考与讨论”位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5速度 v/(m/s)0.3 80.6 30.8 81.1 11.3 81.6 2师:怎样根据表中给出的数据用最简单的方法估算出小车从0-5时的位移.生:在估算的前提下，可以考虑用各个时刻的瞬时速度来代替各小段的平均速度然后用x=0.38x0.1+0.63x0.1+0.88 x 0.1+1.11x0.1+1.38x0.1.v/m.s.师:怎样把这种思想反映在速度一时间图象上呢？彳4图zT I师:这种用估算的方法得出的位移比小车实际通过的位移是偏大还是偏小?请思考怎样做才能减小误差呢?生:结果偏小.可以仿照前面定义瞬时速度的思想通过使时间间隔变小的方法来减小误差，比如把时间从原来分成5份变为分成15份.当时间间隔越小时，各点的瞬时速度就会越接近各小段的平均速度，因此我们得出的位移就会越接近小车实际通过的位移.表现在图上如右：师总结:当然上面的两次计算都有误差，但是思路是正确的.我们用很多细高的小矩形的面积和来代替小车通过的位移会更加精确!可以想象当把整个运动过程划分为更多很细高的小矩形求出面积之和就能更加精确的表示小车的位移了.如果小矩形划分的非常非常多，这样小矩形上方的锯齿形状就看不出来了.这时小矩形就连成一个梯形.这个梯形的面积就能表示小车通过的位移了.注:在此之前梯形的面积是否可以代替小车通过的位移还只是一个猜想，但矩形的面积可以代替匀速运动的物体通过的位移已经是事实了.经过这种微元的思想我们是证明了匀变速直线运动的物体通过的位移可以用此梯形的面积计算!师:如何求出图中梯形的面积呢？图(OC+AB生:s=-2把各段表示的物理量带入，上式变为x=1.一个质点在沿竖直方向抛出，得到它的速度一时间图象如图:试求：它在2s内的位移和4s内的位移。例22.一质点沿直线运动，t=0时位于坐标原点右图为质点做直线运动的速度一时间图象由图可知：（1）该质点的位移随时间变化的关系式是（2）在时刻t=s时质点距坐标原点最近。（3）从t=0到t=20s内质点的位移是 通过的路程是2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系（二）师：复习回顾上节课的重点内容师：在小车做匀变速运动的情况下，我们能不能考虑求出小车运动的平均速度进而用平均速度求出小车在时间t内的位移呢？提示：可以画出小车做匀变速直线运动的速度时间图象，利用到面积相等，采用割补的方法来尝试求小车的平均速度。生：求解过程：-1 ,-历=%1+5。广（面积相等）I V =vo+mB分别由同一高度下落，重的物体比轻的物体下落的快，当把两物体捆在一起仍从同一高度下落情况会是怎样呢？演 示3：取两张完全相同的大纸片，它们的重力是相同的，这样重力对下落的作用是相同的（采用控制变量法），再把其中的一张捏成纸团，让它们从同一高度同时下落。结论：“观察到纸团先着地，重力相同的两个物体下落快慢可能不同。”物演 示4：取一枚硬币，一枚与硬币等大的纸片，将纸片捏成团。让硬币与纸团从同一高度同时自由下落。现象：观察到在空气阻力可忽略时，两者几乎同时着地。演示5：通过牛顿管来演示羽毛和钱币下落的快慢一.自由落体运动1 .定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。2 .说明：自由落体运动是一种理想化的运动，在实际问题中有空气时，物体的密度不太小，速度不太大（H不太高），在空气阻力远小于物体的重力，空气阻力的作用可以忽略不计时，落体运动可以近似看成是自由落体运动。3 .推论：在没有空气阻力时，做自由落体运动的物体，在同地点不同物体做自由落体运动的情况都相同。二.自由落体运动的性质：从纸带可以看出，在相等的时间间隔里，小球下落的位移越来越大，表明小球在做加速运动。（演示实验）利用重物自山下落时打点计时器打下的纸带，测出有关的数据，利用结论A S =S“一S产 SU LSU=a T2,定量判断出自由落体运动是匀加速直线运动，并求出加速度的大小（在处理纸带是可以利用投影,教师测量数据，让学生自己处理并得出结果）（教师小结）1.结论：自由落体运动是一种初速度等于零的匀加速直线运动。通过不同重量的物体在被抽掉空气的玻璃管内下落的情况的比较，可以得出的结论是：在没有空气阻力时.，做自由落体运动的物体，在同一地点不同物体做自由落体运动的情况都相同，所以它们从静止开始在相同时间里下落的位移必定相同，根据公式S=a t2/2,得出自由落体运动的物体都具有相同的加速度。在同一地点的不同物体做自由落体运动的加速度均相同。2.自由落体加速度：(1)在同一地点，不同物体作自由落体运动时的加速度相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。物体自由下落时速度变化的快慢都一样。我们平时看到轻重不同，密度不同的物体下落时的快慢不同，加速度不同，那是因为它们受到的阻力不同的缘故。(2)不同的地理位置，重力加速度的大小不同，其大小与物体所在地球上的位置有关，与离地面的高度也有关。在通常情况下，重力加速度取g=9.8 m/s 粗略计算时g取g=1 0 m/s 2。(3)重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。山于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本规律及其推论都适用于自由落体运动，只要把V。取零，并且用g来代替加速度a就行了。三.自由落体运动的规律：1 .规律：速度变化规律 V t=g t位移变化规律 S=g t2/22 .推论：V=2 g sV=V J 2=V t 中3 .特点：V|：V2：V 3=1 ：2 :3-S 1 ：S2：S 3 =12：22：32-S i ：S u：S ui-=1：3：5-A S =S uS i =S n i S n=-=g T2例1。物体从离地h高处下落，它在落地前的I s内下落3 5 m,求物体下落时的高度及下落时间。解析：设下落时间为t,则有：最 后1 s内的位移便是ts内的位移与(t-l)s内的位移之差：41 ,1 2A S=-g f-y g(t-l)-代入数据：3 5=5 t2-t(t-l)2得 t=4 s下落时的高度h=；g t2=8 0 m例2：长 为L的细杆A B,从静步开始竖直落下，求它全部通过距下端h处的p点所用时间是多少？解析：由于细杆上各点运动状态完全相同，可以将整个杆转化为一个点，例如只研究A点的运动。B下落h时，杆开始过P点，A点下落h+L时，杆完全过P点。从A点开始下落至杆全部通过P点所用时间为A点下落h所用时间,杆通过P点所用的时间,通过草图分清各阶段运动，然后用自山落体运动公式求解。2.某人要测一座高塔的高度，从这座塔顶上静止释放一个小石块，测得石块从释放到落地时间是3.0 s,问塔有多高？g取10m/s2,3.甲物体的质量是乙物体质量的2倍，甲从H米高处自由落下，乙从2 H米高处与甲同时自由下落,下面说法中正确的是：A：两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比乙的速度大。B：下落过程中，下 落1s末时，它们速度相同。C：下落过程中，各自下落1m时;它们的速度相同。D：下落过程中，甲的加速度比乙的大。4.一个自由落体落至地面前最后一秒钟内通过的路程是全程的一半，求它落到地面所需的时间。34s【课堂小结】1.自山落体运动是一种非常重要的运动形式，在现实生活中有许多落体运动可以看成是自山落体运动，研究自由落体运动有着普遍的意义。2.为了研究自由落体运动，我们运用了物理学中的理想化方法，从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型自由落体运动，并且研究了自由落体的运动规律，理想化是研究物理问题常用的方法之一，在后面的学习中我们还要用到。3.自山落体运动是一种简单的基本的运动形式，抛体运动可以看成是另一个运动形式与自由落体运动的合成，也就是说自由落体是研究其他抛体运动的基础，一定要抓住其产生的条件和运动规律。2.6伽利略对自由落体运动的研究运动图象专题课堂教学例1 .分析比较下面三个图象中各段及一些特殊点的物理意义。图象的意义：斜率的意义：A点的意义：A B表示：B C表示：