粵教版必修一第二章《探究勻變速直線運(yùn)動規(guī)律》教案05

1、5 / 405探究勻變圖 1-2-52019最新粵教版必修一第二章探究勻變速直線運(yùn)動規(guī)律教案速直線運(yùn)動規(guī)律學(xué)案例題1火車緊急剎車后經(jīng) 7s停止，設(shè)火車作的是勻減速直線 運(yùn)動，它在最后1s內(nèi)的位移是2m則火車在剎車過程中通過的位移 和開始剎車時的速度,各是多少？分析：首先將火車視為質(zhì)點(diǎn)，由題意畫出草圖：從題目已知條件分析，直接用勻變速直線運(yùn)動基本公式求解有 一定困難.大家能否用其它方法求，解？解法一：用基本公式、平均速度.質(zhì)點(diǎn)在第7s內(nèi)的平均速度為：叫二：=(q +0)=2 cm/s)則第6s末的速度：v6=4 (m/s)求出加速度：a= (0-v6)/t=4/1=-4(m/s2)求初速度：0=

2、vo-at ,vo=at=4 x 7=28 (m/s)求位移；$ = uot + !/= 28x7-；x4x49 = 98m解法二：逆向思維，用推論.倒過來看，將勻減速的剎車過程看作初速度為0,末速度為28m/s,加速度大小為4m/s2的勻加速直線運(yùn)動的逆過程.由推論：si : s7=1 : 72=1 ： 49貝u 7s 內(nèi)的位移：s7=49s49x 2=98 (m)求初速度(vc + vt) tvo=28 (m/s)解法三：逆向思維，用推論.仍看作初速為0的逆過程，用另一推論：si : sn ： sm ： =1 ： 3 ： 5 ： 7 ： 9 ： 11 ： 13si =2( m則總位移：s=

3、2 (1+3+5+7+9+11 + 13)=98(m)求vo同解法二.解法四：圖像法作出質(zhì)點(diǎn)的速度-時間圖像質(zhì)點(diǎn)第7s內(nèi)的位移大小為陰影部分小三角 形面積：= (ixuj , vs =4 cm/s)小三角形與大三角形相似，有v6 : vo=1 : 7,vo=28 (m/s)總位移為大三角形面積：s二! 0x28)=98 (m)小結(jié)：1 .逆向思維在物理解題中很有用.有些物理問題，若用常規(guī)的正向思維方法去思考，往往不易求解，若采用逆向思維去反面推敲，則可使問題得到簡明的解答；2 .熟悉推論并能靈活應(yīng)用它們，即能開拓解題的思路，又能簡化解題過程；3 .圖像法解題的特點(diǎn)是直觀，有些問題借助圖像只需簡

4、單的計(jì)算就能求解；4 . 一題多解能訓(xùn)練大家的發(fā)散思維，對能力有較高的要求.這些方法在其它內(nèi)容上也有用 ，希望大家用心體會.例題2甲、乙、丙三輛汽車以相同的速度同時經(jīng)過某一路標(biāo)，從此時開始甲車一直做勻速直線運(yùn)動，乙車先加速后減速，丙車先減速后加速，它們經(jīng)過下個路標(biāo)時速度又相同.則： a.甲車先通過下一個路標(biāo)b.乙車先通過下一個路標(biāo)r乙c.丙車先通過下一個路標(biāo)為|一甲d.條件不足，無法判斷丙；點(diǎn)撥：直接分析難以得出答案，能否借助圖像來分析？.,（學(xué)生討論發(fā)言，有些學(xué)生可能會想到用圖像.）解答：作出三輛汽車的速度-時間圖像：圖1-2-6甲、乙、丙三輛汽車的路程相同，即速度圖線與t軸所圍的面積相等，

5、則由圖像分析直 接得出答案b.例題3 一跳水運(yùn)動員從離水面10m高的平臺上向上躍起，舉雙臂直體離開臺面，此時其重心位于從手到腳全長的中點(diǎn)，躍起后重心升高0.4 5m達(dá)到最高點(diǎn)，落水時身體豎直，手先入水（在此過程中運(yùn)動員水平方向的運(yùn)動忽略不計(jì)），從離開跳臺到手觸水面，他圖 1-2-t可用于完成空中動作的時間是 s.（計(jì)算時，可以把運(yùn)動員看作全部 質(zhì)量集中在重心的一個質(zhì)點(diǎn).g取10m/s2,結(jié)果保留二位數(shù)字.）分析：首先,要將跳水這一實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為理想化的物理模型，將運(yùn)動員看成一個質(zhì)點(diǎn)則運(yùn)動員的跳水過程就抽象為質(zhì)點(diǎn)的豎直上拋運(yùn)動.學(xué)生解答：解法一：分段求解.上升階段：初速度為 v0,a=-g的勻減

6、速直線運(yùn)動由題意知質(zhì)點(diǎn)上升的最大高度為：h=0.45m可求出質(zhì)點(diǎn)上拋的初速度v。三.；2gh =3m. s上升時間：t12h:g =0.3s卜落階段：為自由落體運(yùn)動，即初速度為0,a=g的勻加速直線運(yùn)動.下落時間：t2 = i2（hm = 1.45s g完成空中動作的時間是：ti+t 2=0.3+1.45=1.75s解法二：整段求解.先求出上拋的初速度：v0=3m/s （方法同上）,設(shè)向上的初速度方向?yàn)檎铀賹⒇Q直上拋運(yùn)動的全過程看作統(tǒng)一的勻減速直線運(yùn)動 度a=-g ,從離開跳臺到躍入水中，質(zhì)點(diǎn)位移為-10m.1由位移公式：s=v0t +-at代入數(shù)據(jù)：2_ 25t 一3t 10 =0求出：

7、t=1.75s (舍去負(fù)值)通過方t算，我們體會到跳水運(yùn)動真可謂是瞬間的體育藝術(shù)，在短短的1.75s內(nèi)要完成多個轉(zhuǎn)體和翻滾等高難度動作，充分展示優(yōu)美舒展的姿勢確實(shí)非常不易.例題4在平直公路上有甲、乙兩輛車在同一地點(diǎn)向同一方向運(yùn)動，甲車以10m/s的速度做勻速直線運(yùn)動，乙車從靜止開始以1.0m/s的加速度作勻加速直線運(yùn)動，問：(1)甲、乙兩車出發(fā)后何時再次相遇？(2)在再次相遇前兩車何時相距最遠(yuǎn)？最遠(yuǎn)距離是多少？要求用多種方法求解.學(xué)生分析與解答：解法一：函數(shù)求解.出發(fā)后甲、乙的位移分別為s =vt=10t,=at2 = 0,5t2兩車相遇：s甲=$乙解出相遇時間為：t=20s兩車相距： s=s

8、甲-s乙=10t-0.5t2求函數(shù)極值：當(dāng)t=10s時,$有最大值 asmak50m微機(jī)模擬物理過程(幾何畫板)：觀察：的變化現(xiàn)象：當(dāng)v乙vv甲時,$增大當(dāng)v乙v甲時,as減小當(dāng)v乙二丫甲時,$最大根據(jù)學(xué)生分析情況適當(dāng)提示.解法二：實(shí)驗(yàn)方法求 smax當(dāng)v乙二丫甲時,$最大，有：at=10 ,t=10/1=10 (s) smax=ss 乙=10t-0.5t2=50( m)解法三.：圖像法.分別作出甲、乙的速度-時間圖像圖1yf當(dāng)甲、乙兩車相遇時，有s甲=$乙，由圖像可看出：當(dāng)甲圖線與時間軸所圍面積=乙圖線與時間軸所圍面積時，有:t=20s,即兩車相遇的時，間.當(dāng)v乙二丫甲時,$最大.1由圖像可

9、看出： smax即為陰影部分的三角形面積 ，$= 10x10 = 50 m2例題5球a從高h(yuǎn)處自由下落，與此同時，在千a下方的地面上 臼球2以初速度 v。豎直上拋，不甘阻力，設(shè)v0=40m/s ,g=10m/s .試問：圖 1-2-5(1)若要在b球上升時兩球相遇，或要在b球下落時兩球相遇，則h的取值范圍各是多 少？(2)若要兩球在空中相遇，則h的取值范圍又是多少？示意圖：圖1-2-9 .分析：若h很小,可能在b球上升時相遇；若 h較大,可能在b球下落時相遇，但若h很 大,就可能出現(xiàn)b球已落回原地，而a球仍在空中，即兩球沒有相遇.所以，要使兩球在空中相 遇.h要在一定的范圍內(nèi).微機(jī)模擬(幾何畫板)：vo=40m/s設(shè)定h取不同的值，觀察兩球在什么位置相遇、.或不相遇：h=100m時，在b球上升時相遇h=200m時，在b球下落時相遇h=400m時,不相遇再改變幾次h的值進(jìn)行觀察.微機(jī)模擬：h不變，改變v0當(dāng)v0取不同的值，觀察兩球在什么位置相遇或不相遇.請同學(xué)們課后解答.學(xué)生解答：(1)算出b球上升到最高點(diǎn)的時間：ti=v0/g=40/10=4 (s)1 ,21 ,2則b球在最局點(diǎn)處兩球相遇時：h