2.3勻變速直線運動的規律
教材分析:
利用自由落體運動規律匯出初速度為零的勻變速直線運動的影象及規律,利用傳送帶的運動可分解為兩個運動的合成進一步推導出初速度不為零的勻變速運動直線運動的規律,步步深入,有利於學生理解和應用。
教法分析:
利用模擬法由特殊到一般最終匯出初速度不為零的勻變速運動直線運動的規律。注意將初速度不為零的勻變速運動直線運動分解為兩個運動的合成:勻速直線運動與初速度為零的勻變速直線運動,便於學生理解應用。
教學目標:
知識與技能:
1. 掌握勻變速直線運動的規律
2. 理解勻變速直線運動的v—t影象的特點及應用
3. 會退到位移公式
過程與方法:
經歷推導勻變速運動直線運動規律過程,體會從特殊到一般的研究方法
情感態度與價值觀:
對學習勻變速運動直線運動的新知識有好奇心和**的慾望,感悟一些數學方法的應用特點
設計思路:
利用自由落體運動規律匯出初速度為零的勻變速直線運動的影象及規律,利用多種方法推導出初速度不為零的勻變速運動直線運動的速度、位移公式,通過例題和聯絡鞏固所學知識。
教學過程:
提問引入:上節課我們學習了自由落體運動的規律,那麼一般的勻變速直線運動的規律又會是怎樣的呢?
一、從自由落體運動到初速為零的勻變速直線運動
我們知道自由落體是勻變速直線運動,其初速v0=0,a=g (同一地點g不變),其速度公式vt=gt,位移公式s= gt2。
由此我們可將上述公式推廣到初速為零的一般的勻變速直線運動。將公式中的g換成a,就得到:
初速為零、加速度為a的勻變速直線運動的速度公式和位移公式:
1.速度公式 vt=at, 即,初速為零的勻變速直線運動,其瞬時速度與時間成正比;
2.位移公式 s= at2 即,初速為零的勻變速直線運動,其位移與時間的平方成正比。
初速為零、加速度為a的勻變速直線運動的v-t影象如右圖,(其斜率等於加速度a。是否講,看學生數學是否已學此概念)
二、勻變速直線運動的規律
當初速不為零時,其位移公式速度公式又會是怎樣的呢?
1.通過研究乙個具體的勻變速直線運動的速度和位移,然後從特殊到一般,得到一般的勻變速直線運動的速度公式和位移公式:
一位旅客開始靜止在以速度v0勻速運動的傳送帶上,從某時刻起開始向前一加速度a勻加速跑動。從此刻開始計時,那麼這位旅客相對傳送帶做初速為零、加速度為a的勻加速直線運動,請同學們思考:他相對地面做什麼運動呢?
(因為他同時參與了這兩個運動,… … … …)
結論:初速為v0、加速度為a的勻變速直線運動 !
也就是說:這位旅客的初速為v0、加速度為a的勻變速直線運動,可以看成是兩個運動合成的:乙個是初速v0的勻速運動,另乙個是初速為零、加速度為a的勻加速直線運動。
由此可知:人相對地面的速度應該等於兩個分運動速度的向量和,人相對地面的位移應該等於兩個兩個分運動位移的向量和。所以我們立即得到了
人相對地面的速度 vt= v0 + at
人相對地面的位移 s= v0t + at2
同樣的道理,一般的勻變速直線運動,可以看成是兩個運動合成的:乙個是勻速運動,另乙個是初速為零的勻加速直線運動。其速度應該等於兩個分運動速度的向量和,其位移應該等於兩個分運動位移的向量和。
速度公式 vt = v0 + at
位移公式 s = v0t + at2
我們還可以由得到一般的勻變速直線運動的v-t影象(如右圖),其縱軸截距表示初速度v0。(斜率表示加速度a)
2.速度公式和位移公式的推導:(老師指導,學生自己完成)
由公式a =得速度公式 vt= v0 + at
由公式s= 0t和平均速度公式= (由梅爾敦定理得知)
以及速度公式vt= v0 + at可得到位移公式
s= 0t = t = t = v0t + at2
即s= v0t + at2
3.得到v-t影象後,我們還可以從影象得到位移公式s= v0t + at2
由上節課分割與逼近方法以及勻速運動的s=vt很容易得到其t秒的位移,如圖
顯然其位移s就應該等於影象與時間軸所圍成的直角梯形的面積,亦即小矩形面積與小三角形面積之和。
所以,s = s矩形+s三角形 = v0t + at2
4.案例分析
[案例]p.54 (略)
[分析]
先確定太空梭的運動性質:勻變速直線運動,且為勻減速直線運動
再知初速度v0=100m/s,和末速度vt為零,加速度a=-4m/s2,由速度公式可求出減速運動的時間t,代人位移公式即可求出位移——即跑道的最小長度。
[解答]學生自己完成。(老師注意學生的學習障礙,適當提示)
引申:你能否解答本題的方法,推導出乙個公式:勻變速直線運動的速度跟位移的關係式?
(學生自己完成,推出後老師與學生討論什麼情況下適合用該公式)
三、勻變速直線運動的規律小結
速度公式 vt= v0 + at位移公式 s= v0t + at2
平均速度公式速度-位移公式 vt2- v02 = 2as
特別注意:以上四個公式,其適用條件均為:勻變速直線運動
[作業布置]
1. 閱讀課本,用課本提供的方法,理解並熟記勻變速直線運動的四個公式;
2. 從勻變速直線運動的規律,推出初速為零的勻變速直線運動的四個特殊公式,並理解之。
3. 課本p.56 家庭作業與活動
1、2、5題課後練習;3、4題書面作業。
勻變速直線運動的規律
1 定義 在任意相等的時間內速度的變化量相等的直線運動。2 特點 軌跡是直線,加速度a恆定。當a與v0方向相同時,物體做勻加速直線運動 反之,物體做勻減速直線運動。1 基本規律 速度時間關係 位移時間關係 2 重要推論 速度位移關係 平均速度 做勻變速直線運動的物體在連續相等的時間間隔的位移之差 x...
勻變速直線運動的規律
勻變速直線運動的規律 教學案例 教材分析 一 設計思想 勻變速直線運動規律是高中物理課程中運動學的重要組成部分,是學生在高中階段學習運動學的基礎。除了課程標準中的知識內容和能力要求外,本節課教學過程還應重視引導學生能夠通過資料分析來認識勻變直線運動的特點,用數學方法 並描述勻變速直線運動規律,體會數...
勻變速直線運動規律總結
1 勻變速直線運動的速度和時間關係 1 勻變速直線運動的基本概念 1 定義 物體沿直線運動,且加速度恆定的運動 2 特點 速度均勻變化 3 速度 時間影象 一條傾斜的直線 4 勻變速直線運動包括兩種情況 1 勻加速直線運動 2 勻減速直線運動 2 勻變速直線運動的速度與時間關係 設乙個物體做勻變速直...