新人教版物理必修一匀变速直线运动的速度与时间的关系教学设计.docx

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1、新人教版物理必修一匀变速直线运动的速度与时间的关系教学设计新人教版物理必修一匀变速直线运动的速度与时间的关系教学设计 本文关键词：变速，教学设计，必修，直线，物理新人教版物理必修一匀变速直线运动的速度与时间的关系教学设计 本文简介：匀变速直线运动的速度与时间的关系(教学设计)匀变速直线运动的速度公式是本章的重点内容之一.为了使学生对速度公式获得详细的相识，也便于巩固所学学问，教材从上节探究小车运动的速度随时间的改变得到v-t图象入手，分析v-t图象是一条直线，表明运动小车的加速度不变，由此定义了匀变速直线运动.为了扩展学生的认新人教版物理必修一匀变速直线运动的速度与时间的关系教学设计 本文内容

2、：匀变速直线运动的速度与时间的关系(教学设计)匀变速直线运动的速度公式是本章的重点内容之一.为了使学生对速度公式获得详细的相识，也便于巩固所学学问，教材从上节探究小车运动的速度随时间的改变得到v-t图象入手，分析v-t图象是一条直线，表明运动小车的加速度不变，由此定义了匀变速直线运动.为了扩展学生的相识，在“说一说”栏目中列举了一个加速度改变的直线运动的例子.速度公式的推导是本节课的重点，利用匀变速运动的概念、加速度的概念，猜想速度公式，之后再从公式变形的角度推出.教材最终通过两个例题加深对速度公式的理解.本节教学过程中，可采纳探究式、探讨式教学方法突破重点及难点.教学重点1.匀变速直线运动的

3、定义及运动特点.2.匀变速直线运动的速度公式的推导.教学难点.敏捷运用速度公式解决实际问题课时支配2课时三维目标学问与技能1.驾驭匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动v-t图象的特点，会依据图象分析解决问题；2.驾驭匀变速直线运动的速度与时间的关系公式，能进行有关的计算.过程与方法1.通过探究速度公式，经验由特别到一般的推理过程，体会科学探讨方法；2.通过找寻规律得出匀变速直线运动的概念，并用数学公式表达物理规律并给出各符号的详细含义.情感看法与价值观1.通过速度公式的推导过程培育用物理语言表达物理规律的意识，激发探究与创新的欲望.2.通过v-t图象的理解及应用，培育学生透过现象看本质，用

4、不同方法表达同一规律的科学意识.教学过程导入新课情景导入播放影片资料（跳伞表演）.当飞机离地面某一高度静止于空中时，运动员离开飞机自由下落，运动一段时间后打开着陆伞，直到落到地面.运动员在打开伞前做什么样的运动？在打开着陆伞之后又做了什么样的运动呢？（假设空气阻力恒定）运动员的速度发生了怎样的改变？打开着陆伞的时间是运动员随意选取的吗？复习导入复习旧知：1.速度时间图象的意义：描述速度随时间的改变关系，即质点在不同时刻的速度.2.速度时间图象的绘制：课件展示：图2-2-3图2-2-4以上两图为两个质点运动过程中的v-t图象.图2-2-3表示质点在随意时刻速度均不改变，它描述的是匀速直线运动.图

5、2-2-4是一条倾斜的直线，与上节试验中，小车在重物牵引下运动的v-t图象相同.它表示质点在做什么样的运动？推动新课一、匀变速直线运动在现实生活中，不同物体的运动快慢程度往往不同.就是同一物体的运动，在不同的过程中，运动状况也不肯定相同.比如：火车出站时速度由零渐渐增大，速度达到肯定值后匀速运动，进站时速度渐渐减小至零.整个过程中，运动状况不同.老师设疑：火车在不同阶段速度如何改变？加速度发生改变吗？沟通探讨：火车出站时速度增加，其v-t图象犹如上节小车在重物牵引下运动的v-t图象；在平直轨道上行驶时速度不变，v-t图象是平行于t轴的直线；进站时速度渐渐减小，三个阶段v-t图象分别如图2-2-

6、5甲、乙、丙所示：图2-2-51.在以上三个v-t图象中，取相同时间t看速度的改变量v如何改变.发觉图甲v0，且数值相同，图乙v=0，图丙v0且数值也相同.2.取相同时间间隔tt，视察v的改变，结论与上述相同.3.取相同时间间隔tt，视察v的改变，仍得到上述结论.结论：在随意相等的时间内：图甲、图丙v不变.由a=知：加速度不变图乙v=0，说明做匀速直线运动.归纳：假如一个运动物体的v-t图象是直线，则无论t取何值，对应的速度改变量v与t的比值都是相同的，由加速度的定义a=可知，该物体做加速度恒定的运动.课件展示：1.匀变速直线运动的定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动.2.特点：（1）相等时

7、间v相等，速度匀称改变；（2）=a恒定，保持不变；（3）v-t图象是一条倾斜直线.3.分类课堂训练如图2-2-6所示为四个物体在一条直线上运动的v-t图象，由图象可以看出，做匀加速直线运动的是（）图2-2-6解析：v-t图象的斜率就是物体的加速度，A中图象平行于时间轴，斜率为零，加速度为零，所以做匀速直线运动.B图象斜率不变，加速度不变，是匀变速直线运动，且由图象可看出，物体的速度随时间减小，所以是做匀减速直线运动.C图象斜率不变，加速度不变，做匀加速直线运动.D图象的切线斜率越来越大，表示物体做加速度越来越大的变加速运动.答案：C二、速度与时间的关系式解决物理问题的常用方法有两种，即图象法和

8、数学分析法.我们可以通过对图象的分析判定物体是否做匀变速运动，做匀变速直线运动的定量描述是怎样的呢？（设计方案一）：利用例题用数学归纳法得出v-t关系.例1火车原以10.0m/s的速度匀速行驶，后来起先做匀加速直线运动，加速度是0.2m/s2，从火车加速起第1s末、第2s末、第3s末第t秒末的速度分别是多少？解析：火车匀加速运动时，速度是匀称增大的.加速度是0.2m/s2，说明火车每1s速度增大0.2m/s.v1=10.0m/s+0.2m/s=10.2m/sv2=10.2m/s+0.2m/s=10.4m/s=10.0m/s+0.2m/s+0.2m/sv3=10.4m/s+0.2m/s=10.6

9、m/s=10.0m/s+0.2m/s+0.2m/s+0.2m/s.由以上可类推：第t秒末的速度应等于初速度加上t秒内速度的增加，即为：vt=v0+at.（设计方案二）利用加速度的定义式推导a=解出v=v0+at答案：v=v0+at这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式.点评：通过两个方案推导出速度时间关系，领悟多种途径可解决同一问题，培育学生的发散思维、创新思维，提高学生敏捷运用所学学问解决实际问题的实力.要点扫描1.速度公式反映了匀变速直线运动的瞬时速度随时间改变的规律，式中v0是起先计时时的瞬时速度，vt是经过时间t后的瞬时速度.2.速度公式中v0、vt、a都是矢量，在直线运动中，规定正

10、方向后（常以v0的方向为正方向），都可用带正、负号的代数量表示，因此，对计算出的结果中的正、负，需依据正方向的规定加以说明.若经计算后vt0，说明末速度与初速度同向；若a0，表示加速度与v0反向.3.若初速度v0=0，则vt=at，瞬时速度与时间成正比.4.若初速度v0的方向规定为正方向，减速运动的速度公式vt=v0-at.当vt=0时，可求出运动时间t=v0/a.5.利用v=v0+at计算未知量时，若物体做减速运动，且加速度a已知，则代入公式计算时a应取负数，如v0=10m/s，以2m/s2做减速运动，则2s后的瞬时速度vt=10m/s-22m/s=（10-4）m/s=6m/s.课堂训练汽车

11、以40km/h的速度匀速行驶，现以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度能达到多少？分析：此问题已知v0、a、t，求vt，因此可利用速度关系来求解.解析：设初速度的方向为正方向，v0=40km/h=m/s=11m/s因为加速，故a与v0同向，a=0.6m/s2，时间t=10s10s后速度为：v=v0+at=11m/s+0.6m/s210s=17m/s.答案：17m/s学问拓展以上是关于匀加速直线运动的练习，而对于匀减速直线运动的物体，解题结果要符合物理实际，物理问题并不是简洁的数学运算.例2小明驾驶汽车以v=20m/s的速度匀速行驶，突然前面有紧急状况，（如图2-2-7所示）小明紧急刹车，加

12、速度大小为4m/s2.求汽车6s末的速度.图2-2-7解析：在式子v=v0+at中有四个物理量，题目中出现了其中的三个，即v0=20m/s，a=-4m/s2，t=6s代入公式中，解得：v=v0+at=20+（-4）6m/s=-4m/s意思是车正以4m/s的速度后退，这明显与实际现象违反.依据题意知，刹车一段时间（t=s=5s）后，汽车速度减为零，以后就会静止，不会后退，故所求速度v=0.答案：0沟通探讨：1.在实际生活中，汽车刹车停止后，不会做反向加速运动，而是保持静止.2.题目给出的时间比刹车时间长还是短？若比刹车时间长，汽车速度为零.若比刹车时间短，可利用公式v=v0+at干脆计算，因此解

13、题前先求出刹车时间t0.3.刹车时间t0的求法.由v=v0+at，令v=0，求出t0便为刹车时间，即t0=.4.比较t与t0，课堂训练某汽车在平直马路上以43.2km/h的速度匀速正常行驶，现因前方出现危急状况而紧急刹车，加速度的大小是6m/s2.问刹车后经过5s，汽车的速度变为多少？分析：此题与例题相像，解此类题目先求刹车时间t，然后比较t与t0的关系得出结论.解析：设汽车经时间t0停止.v0=43.2km/h=12m/s，v=0，a=-6m/s2由v=v0+at得t0=s=2s则知汽车从刹车起先经过2s速度就减为零，故再经过3s，汽车速度仍为零.答案：0三、对速度时间图象的理解速度时间图象

14、描述物体的速度随时间的改变关系，从“v-t”图象中我们可获得如下信息：1.某时刻的瞬时速度.2.某段时间内速度改变量.3.加速度大小.4.位移的大小.合作探究为了加深对“v-t”图象的理解，说出如图2-8-示图线所代表的意义.图2-2-81.若图象过原点，说明物体做初速度为零的匀加速直线运动，如图.2.图象不过原点，若与纵轴有截距，表示运动物体初速度为v0，如图；若与横轴有截距，表示物体经过一段时间后从t0起先运动，如图.3.两图线交点说明两物体在该时刻具有相同的速度.4.图线是直线说明物体做匀变速直线运动；图线是曲线则表示物体做变加速运动，如图.5.图线表示物体的速度渐渐减小，做匀减速运动.

15、6.图线在t轴下方表示物体运动的速度方向反向（与正方向相反）.7.图线与横轴t所围成的面积在数值上等于该物体在该段时间内的位移.8.图线的倾斜程度（即斜率），反映了速度变更的快慢，倾斜程度越大，表示速度变更得越快；倾斜程度越小，表示速度变更得越慢，如图线比图线速度变更得慢.说明：1.若图线跨过t轴，表示在交点时刻速度减为零，之后做反向加速运动.如图2-2-9所示.图2-2-92.图线不表示物体的运动轨迹.课堂训练如图2-2-10所示，物体在各段时间内做何种运动？哪一段时间内加速度最大？图2-2-10分析：v-t图象的斜率等于加速度的大小，负斜率表示加速度方向与规定的正方向相反.解析：由v-t图

16、象的意义可知，物体在0t1、t4t5时间内做匀加速运动；t2t3、t6t7时间内做匀减速直线运动；在t1t2、t5t6时间内做匀速直线运动.v-t图象的斜率大小等于加速度大小，t2t3段斜率最大，所以加速度最大.小结：速度大小的改变状况仅由速度和加速度方向的关系确定，不要认为加速度为负值，就做匀减速运动.思索与探讨：为什么v-t图象只能反映直线运动的规律？因为速度是矢量，既有大小又有方向.物体做直线运动时，只可能有两个速度方向，规定了一个为正方向时，另一个便为负值，所以可用正、负号描述全部运动方向.当物体做一般曲线运动时，速度方向各不相同，不行能仅用正、负号表示全部的方向，所以不能画出v-t图

17、象.所以，只有直线运动的规律才能用v-t图象描述，任何v-t图象反映的也肯定是直线运动规律.四、速度时间关系的应用运动学问题往往有多种解法.解题时可敏捷处理，以开拓思路，提高实力.本节课学习了速度时间关系，利用此关系，我们来探究一道题目的解法.例3火车沿平直铁轨匀加速前进，通过某一路标时的速度为10.8km/h，1min后变成54km/h，又需经多少时间，火车的速度才能达到64.8km/h？分析：题中给出了火车在三个不同时刻的瞬时速度，分别设为v1、v2、v3，火车的运动的示意图如图2-2-11所示.由v1、v2和时间t1可以算出火车的加速度a，再用速度公式就可算出t2.还可以画出v-t图，如

18、图2-2-12所示.图2-2-11解法一：三个不同时刻的速度分别为v1=10.8km/h=3m/sv2=54km/h=15m/sv3=64.8km/h=18m/s时间t1=1min=60s据a=得加速度a=m/s2=0.2m/s2则时间t2=s=15s.解法二：此运动加速度不变由于a=，所以=得所求时间t2=t1=15s.解法三：因为物体加速度不变，作出其v-t图象如图2-2-12所示，由图中的相像三角形可知=图2-2-12代入数据=，解得t2=15s.答案：15s规律方法总结：1.速度公式vt=v0+at的适用条件是匀变速直线运动，所以应用公式时必需首先对运动性质和运动过程进行推断和分析.2

19、.分析物体的运动问题，要养成画运动草图的习惯，主要有两种草图：一是v-t图象；二是运动轨迹.这样将加深对物体运动过程的理解，有助于发觉已知量和未知量之间的相互关系.3.假如一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，弄清物体在每段上的运动规律.假如全过程不是匀变速运动，但只要每一小段做匀变速运动，也可以在该小段应用匀变速速度公式求解.课堂训练放射卫星一般应用多级火箭，第一级火箭点火后，使卫星向上匀加速运动的加速度为50m/s2，燃烧30s后第一级脱离，其次级火箭没有立刻点火，所以卫星向上做加速度为10m/s2的匀减速运动，10s后其次级火箭启动，卫星的加速度为80m/s2，这样经过1分半钟其次级

20、火箭脱离时，卫星的速度多大？解析：整个过程中卫星的运动不是匀变速直线运动，但可以分为三个匀变速直线运动处理.第一级火箭燃烧完毕时的速度v1=a1t1=5030s=1500m/s减速上升10s后的速度v2=v1-a2t2=1500s-1010s=1400m/s其次级火箭脱离时的速度v3=v2+a3t3=400s+8090s=8600m/s.答案：8600m/s课堂小结本节课主要学习了匀变速直线运动的概念、匀变速直线运动速度时间关系以及图象.本节课不仅是学问的学习，更为重要的是渗透着探究科学问题所采纳的一系列方法.这在物理学探讨中以及整个人类探究自然科学的探讨中，发挥着极其重要的作用.本节课主要内

21、容包括：1.匀变速直线运动的概念：沿着一条直线，且加速度不变的运动.2.匀变速直线运动速度公式：v=v0+at.3.匀变速直线运动的v-t图象：一条倾斜的直线.布置作业1.教材第36页“问题与练习”1、2、4题.2.课下视察现实生活中哪些运动可近似认为是匀变速直线运动.依据本节所学内容，探究如何避开车祸的发生.板书设计2匀变速直线运动的速度与时间的关系匀变速直线运动速度与时间的关系活动与探究课题：火车道上枕木之间的距离可以认为是相等的，均为x，火车进站的运动是匀减速直线运动，现在想估算一下火车进站的过程加速度大小，而手边没有计时工具，但是知道自己脉搏跳动的时间间隔为T.你该怎么做呢？分析：1.在T时间内听有几次响动，就有几个x，由此估算出此时速度v1.2.心中默数经过时间nT.3.在T时间内听有几次响动，由此估算出此时速度v2.4.利用本节所学速度公式v=v0+at估算加速度a的大小.结论：能估算出加速度的大小，测量方式如上述分析.-8-第20页 共20页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页