高一物理 必修一 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系

1、2.3 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系【課標(biāo)分析】理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，能運(yùn)用其解決實(shí)際問題?！窘滩姆治觥拷炭茣詣蛩僦本€運(yùn)動(dòng)的vt圖像圍成面積vt等于t時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移x提出問題，類比得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)通過vt圖像求出位移的方法，得出位移與時(shí)間關(guān)系式。接著通過典例分析解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題，特別是加速、減速中矢量正、負(fù)號(hào)的正確使用方法。最后結(jié)合速度、位移與時(shí)間的關(guān)系式，推導(dǎo)速度與位移的關(guān)系式，并通過典例使學(xué)生體會(huì)如何根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的公式來解決問題。在節(jié)后的“拓展欄目”中，用微元法求和的思想推導(dǎo)位移公式，以滿足不同學(xué)生的發(fā)展需求?！局仉y點(diǎn)】重點(diǎn)：1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系

2、理解和應(yīng)用2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系推導(dǎo)和應(yīng)用難點(diǎn)：1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系理解和應(yīng)用2.選擇合適的公式來分析和解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題【學(xué)情分析】 本節(jié)內(nèi)容是基于學(xué)生在學(xué)過的瞬時(shí)速度、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系基礎(chǔ)上。對(duì)極限思想有了一定的認(rèn)識(shí)和對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中的應(yīng)用有了一定的體會(huì)，探究位移與時(shí)間關(guān)系和速度與位移的關(guān)系?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道vt圖像中的“面積”與位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并會(huì)用此關(guān)系推導(dǎo)位移和時(shí)間關(guān)系式2.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系，會(huì)用公式解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題3.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系，會(huì)用公式解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題4.能選擇

3、合適的公式來分析和解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題【教學(xué)活動(dòng)】一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移問題1：若物體以v0的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則t時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移。x=v0t問題2：請(qǐng)將該運(yùn)動(dòng)畫在v-t圖像，求圖線與初、末時(shí)刻圖線和時(shí)間軸圍成的面積。根據(jù)圖像得：s=v0tt時(shí)間內(nèi)的位移對(duì)應(yīng)圖中著色的面積問題3：若物體以-v0的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則t時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移。x=-v0tt軸上方面積表示位移為正t軸下方面積表示位移為負(fù)問題4：如圖所示若物體連續(xù)經(jīng)歷不同的勻速直線運(yùn)動(dòng)，則t3時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移。x=v1t1+v2 (t2-t1)+v3 (t3-t2)等于各矩形面積之和。設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng)位移x可以用v

4、-t圖像中的圖線與兩坐標(biāo)軸所圍成的矩形面積來表示，在時(shí)間軸上方面積為正，下方面積為負(fù)。問題4是為搭設(shè)思維臺(tái)階，方便學(xué)生形成邏輯推理的鏈條。此后再提出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移，引發(fā)學(xué)生借鑒、遷移，思考如何求在一段時(shí)間內(nèi)的位移。問題5：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間會(huì)有怎樣的關(guān)系。v與時(shí)間有關(guān)類比給出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移用v-t圖像的梯形面積表示。明確梯形各邊對(duì)應(yīng)的物理量，得到面積的v與時(shí)間有關(guān)利用上節(jié)課學(xué)過的速度與時(shí)間的關(guān)系式： 整理得到：?jiǎn)栴}：在公式中，說明各物理量的意義，以及應(yīng)該注意的事項(xiàng)。小結(jié)：1.適用條件：只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)2.矢量性：x、v0、a、t均為矢量應(yīng)先選取正

5、方向，一般以v0的方向?yàn)檎较蚣铀贂r(shí)，a取正值；減速時(shí)，a取負(fù)值3.單位：x、v0、a、t 統(tǒng)一為國(guó)際單位4.注意實(shí)際問題，如剎車問題，先求運(yùn)動(dòng)的時(shí)間設(shè)計(jì)意圖：教材正文部分沒有詳細(xì)推導(dǎo)位移公式，以簡(jiǎn)約式的方式讓學(xué)生經(jīng)歷用數(shù)學(xué)語言來描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系。進(jìn)一步分析，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)公式物理意義的理解，為正確使用公式做好準(zhǔn)備。學(xué)以致用：一質(zhì)點(diǎn)以一定初速度沿固定斜面上滑，得到它的速度時(shí)間圖像如圖所示。試求出它在前2s內(nèi)的位移，后2s內(nèi)的位移，以及前4s的位移。前2s內(nèi)的位移：x1= 4m后2s內(nèi)的位移：x2= -4m前4s內(nèi)的位移：x= 0設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像物

6、理意義的理解。學(xué)以致用：航空母艦的艦載機(jī)既要在航母上起飛，也要在航母上降落。 (1)某艦載機(jī)起飛時(shí)，采用彈射裝置使飛機(jī)獲得10m/s的速度后，由機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)使飛機(jī)獲得25m/s2的加速度在航母跑道上勻加速前進(jìn)，2.4s后離艦升空。飛機(jī)勻加速滑行的距離是多少？ 規(guī)定v0=10m/s的速度方向?yàn)檎较?，則a1=25m/s2,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1=2.4s由，得：飛機(jī)滑行的距離為：(2)飛機(jī)在航母上降落時(shí)，需用阻攔索使飛機(jī)迅速停下來。若某次飛機(jī)著艦時(shí)的速度為80m/s，飛機(jī)鉤住阻攔索后經(jīng)過2.5s停下來。將這段運(yùn)動(dòng)視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，此過程中飛機(jī)加速度的大小及滑行的距離各是多少？飛機(jī)降落過程為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，

7、初速度v01=80m/s，末速度為v=0，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2.5s由，得：由，得：飛機(jī)滑行的距離為：設(shè)計(jì)意圖：加深學(xué)生對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系式和位移與時(shí)間關(guān)系式的理解，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的思路、方法和書寫規(guī)范。培養(yǎng)學(xué)生利用已知的條件和要解決的問題合理選擇公式，鍛煉學(xué)生的分析綜合的科學(xué)思維。二、速度與位移的關(guān)系利用上節(jié)課學(xué)過的速度與時(shí)間的關(guān)系式： 利用本節(jié)課前部分的位移與時(shí)間的關(guān)系式：小結(jié)：1.適用條件：只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)2.矢量性：v、v0、a、x均為矢量應(yīng)先選取正方向，一般以v0的方向?yàn)檎较蚣铀贂r(shí)，a取正值；減速時(shí)，a取負(fù)值3.單位：v、v0、a、x統(tǒng)一為國(guó)際單位4.注意實(shí)際問題，

8、如剎車問題，確認(rèn)是否已靜止設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生親身經(jīng)歷公式的推導(dǎo)過程，加深對(duì)公式來歷和使用條件的理解，進(jìn)一步分析，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)公式物理意義的理解，為正確使用公式做好準(zhǔn)備。學(xué)以致用：動(dòng)車鐵軌旁兩相鄰里程碑之間的距離是1km。某同學(xué)乘坐動(dòng)車時(shí)，通過觀察里程碑和車廂內(nèi)電子屏上顯示的動(dòng)車速度來估算動(dòng)車減速進(jìn)站時(shí)的加速度大小。當(dāng)他身邊的窗戶經(jīng)過某一里程碑時(shí)，屏幕顯示的動(dòng)車速度是126km/h（如圖）。動(dòng)車又前進(jìn)了3個(gè)里程碑時(shí)，速度變?yōu)?4km/h。把動(dòng)車進(jìn)站過程視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，那么動(dòng)車進(jìn)站的加速度是多少？它還要行駛多遠(yuǎn)才能停下來？前一階段：規(guī)定v0=126km/h=35m/s的速度方向?yàn)檎较?，末速度v1=54km/h=15m/s,運(yùn)動(dòng)位移x1=3000m由，得： 負(fù)號(hào)，a的方向與動(dòng)車運(yùn)動(dòng)方向相反后一過程，初速度v1=15m/s,末