勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高一 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


[物理2-6-1]
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
一、目標(biāo)
1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式
(1)知道如何推導(dǎo)出vt=v0+at
(2)會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)行分析和計(jì)算
2、掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度式
(1)會(huì)推導(dǎo)
(2)會(huì)應(yīng)用
1、會(huì)推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式,并能熟練地應(yīng)用
2、理解并掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移公式中物理量的符號(hào)法則.
二、重點(diǎn)難點(diǎn)
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移公式及其符號(hào)法則是本節(jié)的重點(diǎn),而位移公式的推導(dǎo)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用是難點(diǎn).
三、方法
師生討論,以學(xué)生活動(dòng)為主
四、教學(xué)過(guò)程
(一)新引入
上節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了在變速直線運(yùn)動(dòng)中用加速度a描述物體速度變化快慢,本節(jié)將從加速度的定義式a =(vt-v0)/t出發(fā),研究在變速直線運(yùn)動(dòng)中速度和位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。
(二)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度
1、提問(wèn):根據(jù)a=(vt-v0)/t,質(zhì)點(diǎn)的末速度vt怎樣表達(dá)?學(xué)生推導(dǎo).
Vt = v0+at
這是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式,當(dāng)物體的初速度v0和加速度a已知時(shí),任意時(shí)刻t的瞬時(shí)速度vt可由該式計(jì)算得出.
1、速度公式表示出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度vt是時(shí)間t的一次函數(shù).
3、用圖象表示vt與t的關(guān)系,顯然是一條傾斜直線,直線的斜率等于物體的加速度,直線在縱軸上的截距等于初速度,這正是前面學(xué)習(xí)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象.

4、例題1;教材第31頁(yè)例題1(學(xué)生閱讀)
提問(wèn)1:題目給出的是什么運(yùn)動(dòng)?已知條是什么?求什么?
答:研究汽車剎車后的勻減速運(yùn)動(dòng)
已知加速度的大小a=6m/s,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2s,隱含條:末速度vt=0.求汽車的初速度v0.
提問(wèn)2:在運(yùn)用公式vt=v0+at求v0之前,對(duì)加速度a的符號(hào)作了怎樣的處理?原因何在?
答:汽車因作勻減速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)初速度方向?yàn)檎瑒t加速度a為負(fù).故a=-6m/s2.
提問(wèn)2:在解答書寫上,例題作了怎樣的示范?書寫步驟是怎樣的?
步驟(1)依題意,寫出顯性及隱性已知條,標(biāo)明單位及符號(hào)(正、負(fù)號(hào))
(2)依據(jù)公式(依vt=v0+at),進(jìn)行字運(yùn)算(得v0=vt-at)
(3)代入數(shù)據(jù),得出結(jié)果(注意標(biāo)明單位)
(4)簡(jiǎn)答
3、討論:通過(guò)本題,有何啟示?
(1)將題目交代的物理情景理想化為典型的運(yùn)動(dòng)模型是關(guān)鍵,本題交代的是汽車剎車,我們將它抽象為勻減速直線運(yùn)動(dòng),從而可以應(yīng)用速度公式求未知量.
(2)模型化以后的工作應(yīng)該是分析題意,用字母表達(dá)出題目給出的已知條,注意挖掘隱含條(vt=0),弄清要求的物理量(v0).
(3)速度公式vt=v0+at是矢量方程,在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中演變?yōu)榇鷶?shù)關(guān)系式,公式中的矢量vt,v0,a有方向,分別用正負(fù)號(hào)表達(dá),如果是未知量,則設(shè)為正,由最終結(jié)果再確定方向,各物理量的正負(fù)以初速度v0的方向?yàn)檎较蜃鳛榍疤?
(4)公式vt=v0+at中有四個(gè)物理量,只要知道其中的任意三個(gè),第四個(gè)量可求.不一定總是求vt,如上述例題求的就是v0.
(5)應(yīng)特別注意解題時(shí)的書寫格式.
(三)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度
1、提問(wèn):下圖是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象.
已知初速度為v0,末速度為vt,經(jīng)歷時(shí)間為t,如果用某一勻速直線運(yùn)動(dòng)代替,使其在時(shí)間t 內(nèi)的位移與之相等,試在圖中畫出該勻速運(yùn)動(dòng)的速度圖象,進(jìn)而用v0和vt表示這一速度.
答案:v=(v0+vt)/2

2、評(píng)講:顯然,上面的速度v就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度,必須注意,它只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng),用 v- 表示平均速度,則 v- =(v0+vt)/2.
(四)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移(學(xué)生推導(dǎo))
1、提問(wèn):由s=v- t, v- =(v0+vt)/2 ,vt=v0+at推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式,要求用v0、a、t表示.
2、結(jié)果:s=v0t+(1/2)at2
這就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式,它表示出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間t的關(guān)系.
2、由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象得到位移公式

如圖所示,勻變速運(yùn)動(dòng)的位移大小為陰影總面積,其中矩形面積s1=v0t ,三角形面積s2=(1/2)•at•t=(1/2)at2,因而總面積s=v0t+(1/2)at2,即勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式:s=v0t+(1/2)at2
3、閱讀:第32頁(yè)例題(學(xué)生閱讀)
(1)例題講述:(學(xué)生講述)題目交待的情景,已知條,待求物理量各是什么?
__汽車由勻速運(yùn)動(dòng)改作勻加速運(yùn)動(dòng),已知a=1m/s2,t=12s,s=180m,求初速度v0.
(2)解題步驟:寫出已知條后,依,s=v0t+(1/2)at2
字運(yùn)算得s=s/t-(1/2)at,代入數(shù)值,解得v0=9m/s
結(jié)果說(shuō)明
可見(jiàn)其解題步驟與前一例題步驟一致.
(3)啟示:與例題1的啟示相同.
位移公式s=v0t+(1/2)at2涉及s、v0、a、t四個(gè)物理量,其中前三個(gè)是矢量.運(yùn)用前應(yīng)在理解題意的基礎(chǔ)上,選定初速度vo為正方向,然后用正負(fù)號(hào)表示s、v0、a,依照原始公式先作字運(yùn)算,得到待求量的表達(dá)式,然后代入數(shù)據(jù),求出結(jié)果,并對(duì)結(jié)果加以具體說(shuō)明.
(五)堂練習(xí)
(5)閱讀教材第33頁(yè)練習(xí)六中的6個(gè)習(xí)題,指出每道題給出的物理情景應(yīng)簡(jiǎn)化成怎樣的運(yùn)動(dòng)模型?各道題的已知條是什么?求什么?如何進(jìn)行符號(hào)設(shè)定?
答案:(1)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng),已知v0=18m/s,a=0.5m/s2,t=20s,求vt
(2)火車做勻減速運(yùn)動(dòng),已知v0=72km/h=20m/s,t=2min=60s,a=-0.1m/s2,求vt,整理已知條時(shí)要統(tǒng)一單位.
(3)機(jī)車作勻加速運(yùn)動(dòng),已知v0=36km/h=10m/s,a=0.2m/s2,vt=54km/h=
15m/s,求t.
(4)鋼球做勻加速運(yùn)動(dòng),v0=0,t1=0.2s,s1=3cm=3×10-2m,t2=1s,s2=?若s3=
1.5m求t3=?,解答本題時(shí),應(yīng)該運(yùn)用s∝t2求解.
汽車做勻減速運(yùn)動(dòng),已知v0=18m/s,t=3s,s=36m,求加速度a.解答結(jié)果加速度為負(fù)值,要說(shuō)明負(fù)號(hào)的物理意義.
(6)騎車人做勻減速運(yùn)動(dòng),已知v0=5m/s,a=-0.4m/s2,t=10s,求s.
(六)堂小結(jié)

速度公式 vt =v0+at
1、勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 平均速度 v- =(v0+vt)/2
s=v0t+(1/2)at2
位移公式
s= v- t
1、運(yùn)用規(guī)律解題時(shí)的步驟
(1)審查題意,構(gòu)建模型;(2)設(shè)定方向,寫出條;(3)依據(jù)公式,字運(yùn)算;(4)代入數(shù)據(jù),數(shù)字運(yùn)算;(5)結(jié)果分析,完善答案.
一、外作業(yè)
教材第33頁(yè)練習(xí)六:(1)~(6)




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