2022年人教版高中物理必修1 第2章第2節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系 （教案）

2022年人教版高中物理必修1 第2章第2節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系 （教案）物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面構(gòu)成。教學(xué)分析人教版高中物理教材，采取的是由生活到物理的編寫思路。通過(guò)本節(jié)教學(xué)，不但要使學(xué)生認(rèn)識(shí)掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，而且要通過(guò)對(duì)這問(wèn)題的研究，使學(xué)生了解和體會(huì)物理學(xué)研究問(wèn)題的一個(gè)方法，圖像、公式、以及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法等。這一點(diǎn)可能對(duì)學(xué)生更為重要，要通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程使學(xué)生有所體會(huì)。本節(jié)在內(nèi)容的安排順序上，既注意了科學(xué)系統(tǒng)，又注意學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律。講解問(wèn)題從實(shí)際出發(fā)，盡量用上一節(jié)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)。運(yùn)用圖像這種數(shù)學(xué)工具，相對(duì)強(qiáng)調(diào)了圖像的作用和要求。這是與以前教材不同的。在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中，圖像的運(yùn)用隨處可見(jiàn)，無(wú)論學(xué)生將來(lái)從事何種工作，掌握最基本的應(yīng)用圖像的知識(shí)，都是必須的。學(xué)生在初學(xué)時(shí)往往將數(shù)學(xué)和物理分割開(kāi)來(lái)，不習(xí)慣或不會(huì)將已學(xué)過(guò)的數(shù)學(xué)工具用于物理當(dāng)中。在教學(xué)中應(yīng)多在這方面引導(dǎo)學(xué)生。本節(jié)就是一個(gè)較好的機(jī)會(huì)，將圖像及其物理意義聯(lián)系起來(lái)。在本節(jié)教材最后，通過(guò)圖像提出了一般變速運(yùn)動(dòng)（非勻變速運(yùn)動(dòng)）的問(wèn)題，這是對(duì)問(wèn)題自然的擴(kuò)展和引伸，目的是開(kāi)闊學(xué)生思路，并不是要深入講解非勻變速運(yùn)動(dòng)。教學(xué)中對(duì)基礎(chǔ)較好的學(xué)生要求掌握，以利因材施教，使學(xué)生各得其所。教學(xué)目標(biāo)：（一）物理觀念1.知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象特點(diǎn)，理解圖象的物理意義。2.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念，知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象的特點(diǎn)。3.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng) v-t圖象的物理意義，會(huì)根據(jù)圖象分析解決問(wèn)題。4.體會(huì)數(shù)學(xué)在研究物理問(wèn)題中的重要性。（二）科學(xué)思維、科學(xué)探究1.培養(yǎng)學(xué)生識(shí)別、分析圖象和用物理語(yǔ)言表達(dá)相關(guān)過(guò)程的能力。2.引導(dǎo)學(xué)生研究圖象、尋找規(guī)律得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念。3.引 導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理規(guī)律并給出各符號(hào)的具體含義。（三）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.培養(yǎng)學(xué)生用物理語(yǔ)言表達(dá)物理規(guī)律的意識(shí)，激發(fā)探索和創(chuàng)新的欲望。2.培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)、用不同方法表達(dá)同一規(guī)律的科學(xué)意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)：1.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的物理意義。2.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系公式及應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：1.學(xué)會(huì)用 圖象分析和解決實(shí)際問(wèn)題。2.對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系的公式的理解及應(yīng)用。教學(xué)方法與學(xué)習(xí)策略建議教師對(duì)學(xué)生的啟發(fā)是比較重要的，教師清晰的思路能正確的引導(dǎo)學(xué)生掌握本節(jié)課的重難點(diǎn)并學(xué)習(xí)到新的方法，因此教學(xué)過(guò)程中以講授法為主。教學(xué)過(guò)程：一、引入新課勻變速直線運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型生活中的許多運(yùn)動(dòng)由于受到多種因素的影響，運(yùn)動(dòng)規(guī)律往往比較復(fù)雜，但我們忽略某些次要因素后，有時(shí)也可以把它們看成勻變速直線運(yùn)動(dòng)例如：在平直的高速公路上行駛的汽車，在超車時(shí)，可以認(rèn)為它做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，剎車時(shí)則做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到停止深受同學(xué)們喜愛(ài)的滑板車運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員站在板上從坡頂筆直滑下時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，筆直滑上斜坡時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方式描繪出了小車的vt圖象，它能否表示小車做什么樣的運(yùn)動(dòng)呢？小車的速度隨時(shí)間怎樣變化？我們能否用數(shù)學(xué)方法得出速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式呢？二、新課教學(xué)(一)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)1、這是什么圖象?圖線中的一點(diǎn)表示什么含義？圖像反映出什么物理量間的關(guān)系？2、圖象具有什么特點(diǎn)？從圖象可判斷物體做什么運(yùn)動(dòng)？3、物體的加速度是多少？1、從圖可判斷物體速度如何變化？2、物體的加速度如何表示？又如何變化呢?3、物體做什么運(yùn)動(dòng)？4、a>0一定是加速運(yùn)動(dòng)，a<0一定是減速運(yùn)動(dòng)嗎？縱軸截距表示初速度。斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正負(fù)表示加速度的方向。勻變速直線運(yùn)動(dòng)1定義：沿著一條直線且加速度不變的運(yùn)動(dòng)，叫勻變速直線運(yùn)動(dòng)。2性質(zhì)(1)任意相等的時(shí)間內(nèi)，速度的變化量相等。(2)a相等，保持不變。3分類(1)勻加速直線運(yùn)動(dòng)：物體的速度隨時(shí)間均勻增加的變速直線運(yùn)動(dòng)。(2)勻減速直線運(yùn)動(dòng)：物體的速度隨時(shí)間均勻減小的變速直線運(yùn)動(dòng)。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象勻變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象是一條傾斜的直線，如下圖所示，直線a反映了速度隨時(shí)間是的，即是勻加速直線運(yùn)動(dòng)的圖象；直線b反映了速度隨時(shí)間是的，即是勻減速直線運(yùn)動(dòng)的圖象。(二)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系式1速度公式：vv0at。2對(duì)公式的理解：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在t時(shí)刻的速度v等于物體在開(kāi)始時(shí)刻的速度v0加上在整個(gè)過(guò)程中速度的變化量at。1公式vv0at的物理意義：對(duì)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，描述其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。2公式中各符號(hào)的含義(1)v0、v分別表示物體的初、末速度。(2)a為物體的加速度，且a為恒量。3公式的矢量性(1)公式中的v0、v、a為矢量，應(yīng)用公式解題時(shí)，一般取v0的方向?yàn)檎较?，a、v與v0的方向相同時(shí)取正值，與v0的方向相反時(shí)取負(fù)值。(2)a與v0同向時(shí)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，a與v0方向相反時(shí)，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。4公式的適用條件：公式vv0at只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)。5公式vv0at的特殊形式(1)當(dāng)a0時(shí)，vv0(勻速直線運(yùn)動(dòng))(2)當(dāng)v00時(shí)，vat(由靜止開(kāi)始的勻加速直線運(yùn)動(dòng))【典型例題】【例題1】在某品牌汽車4S店，一顧客正在測(cè)試汽車的加速、減速性能某段時(shí)間內(nèi)汽車以36km/h的速度勻速行駛?cè)羝囈?.6m/s2的加速度加速，則10s后速度能達(dá)到多少？若汽車以0.6m/s2的加速度剎車，則10s后和20s后速度各減為多少？審題指導(dǎo)：(1)速度公式vv0at是矢量式(2)對(duì)勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a應(yīng)代入負(fù)值運(yùn)算，即a、v反向思路圖解：【答案】16m/s4m/s0特別提醒對(duì)勻減速直線運(yùn)動(dòng)，要注意減速為零后停止，加速度變?yōu)榱愕膶?shí)際情況如剎車問(wèn)題，若題目給定的時(shí)間大于“剎車”時(shí)間，則“剎車”時(shí)間以后的時(shí)間內(nèi)車是靜止的【針對(duì)訓(xùn)練】汽車以40km/h的速度勻速行駛，(1)若汽車以0.6m/s2的加速度加速運(yùn)動(dòng)，則10s后速度能達(dá)到多少？(2)若汽車剎車以0.6m/s2的加速度減速，則10s后速度減為多少？ (3)若汽車剎車以3m/s2的加速度減速，則10s后速度為多少？【答案】(1)17 m/s(2)5 m/s(3)0(三)速度圖象（vt）圖象的理解及應(yīng)用1勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖甲所示，由于勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度不隨時(shí)間改變，因而vt圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線從圖象中可以直接讀出速度的大小和方向2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象(1)如圖乙所示，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象是一條傾斜的直線，直線a反映速度隨時(shí)間是均勻增大的，為勻加速直線運(yùn)動(dòng)的圖象；直線b反映速度隨時(shí)間是均勻減小的，為勻減速直線運(yùn)動(dòng)的圖象(2)若物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a，當(dāng)速度減為零之后，又會(huì)反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，如果加速度不變，則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，如圖乙中的c所示3對(duì)vt圖象的幾點(diǎn)說(shuō)明(1)縱截距：表示物體的初速度(2)橫截距：表示物體在開(kāi)始計(jì)時(shí)后過(guò)一段時(shí)間才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，或物體經(jīng)過(guò)一定時(shí)間速度變?yōu)榱?3)與橫軸的交點(diǎn)：表示速度方向改變的時(shí)刻，如圖乙中直線c的t1時(shí)刻和圖丙中的t2時(shí)刻(4)圖線拐點(diǎn)：表示加速度方向改變的時(shí)刻，如圖丙中的t1時(shí)刻(5)兩圖線的交點(diǎn)：表示兩物體具有相同的速度(6)直線的斜率：大小等于加速度的大小；斜率的正負(fù)表示加速度的方向【典型例題】【例題2】（多選）甲、乙兩物體從同一位置出發(fā)沿同一直線運(yùn)動(dòng)，兩物體運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示，下列判斷正確的是()A甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)，乙做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B兩物體兩次速度相同的時(shí)刻分別在1s末和4s末C乙在前2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，2s后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)D2s后，甲、乙兩物體的速度方向相反【答案】BC特別提醒(1)由圖象可直接求出各時(shí)刻的速度(2)圖線的交點(diǎn)表示速度相同(3)圖線的斜率表示加速度分析v-t圖象時(shí)的兩點(diǎn)注意(1)加速度是否變化看有無(wú)折點(diǎn)：在折點(diǎn)位置，圖線的斜率改變，表示此時(shí)刻物體的加速度改變v-t圖象為曲線，可認(rèn)為曲線上處處是折點(diǎn)，加速度時(shí)刻在改變(2)速度方向是否改變看與時(shí)間軸有無(wú)交點(diǎn)：在與時(shí)間軸的交點(diǎn)位置，縱坐標(biāo)的符號(hào)改變，表示物體的速度方向改變【針對(duì)訓(xùn)練】A、B是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體的vt圖象，如圖所示(1)A、B各做什么運(yùn)動(dòng)？求其加速度(2)兩圖線的交點(diǎn)的意義是什么？(3)求1s末A、B的速度(4)求6s末A、B的速度【典型例題】【例題3】一物體從靜止開(kāi)始以2 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)5 s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，最后2 s的時(shí)間內(nèi)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至靜止求：(1)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是多大？(2)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度是多大？【思路點(diǎn)撥】(1)物體勻加速5 s的末速度即為勻速運(yùn)動(dòng)的速度(2)物體勻速運(yùn)動(dòng)的速度即為物體勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初速度【答案】(1)10 m/s(2)5 m/s2方向與速度方向相反【解析】解題關(guān)鍵是畫出如下的示意圖：設(shè)圖中AB為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，BC為勻速直線運(yùn)動(dòng)，CD為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)段的速度為AB段的末速度，也為CD段的初速度(1)由速度、時(shí)間的關(guān)系式得vBa1t12×5 m/s10 m/s，即做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為10 m/svCvB10 m/s.(2)由vv0a2t2得a2 m/s25 m/s2.負(fù)號(hào)表示加速度方向與vB方向相反特別提醒(1)畫出物體運(yùn)動(dòng)的草圖(vt圖象或軌跡)，弄清每一過(guò)程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定各過(guò)程的已知量和未知量；(2)列出每個(gè)過(guò)程的已知量與未知量之間的關(guān)系式，注意前后兩過(guò)程的銜接點(diǎn)【針對(duì)訓(xùn)練】滑雪運(yùn)動(dòng)員不借助雪杖，由靜止從山坡以加速度a1勻加速滑下，測(cè)得20s的速度為20m/s，50s到達(dá)坡底，又沿水平面以加速度a2減速20s停止，求：(1)a1和a2；(2)到達(dá)坡底后6 s末的速度【答案】(1)1 m/s22.5 m/s2(2)35 m/s三、課堂小結(jié)本節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)了對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理解和對(duì)公式vv0at的掌握四、板書設(shè)計(jì) §2.2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系1 勻速直線運(yùn)動(dòng)圖像：2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)圖像： 勻變速直線運(yùn)動(dòng)：概念：速度隨時(shí)間均勻地改變，即加速度不變的運(yùn)動(dòng)。圖像：傾斜的直線，斜率表示加速度。非勻變速直線運(yùn)動(dòng)：速度不是均勻改變的直線運(yùn)動(dòng)。速度與時(shí)間關(guān)系：速度與時(shí)間關(guān)系式五、布置作業(yè)