勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系教案設(shè)計(jì)
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系教案設(shè)計(jì)
一、教材分析
在上一節(jié)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析v-t圖像時(shí)一條傾斜直線的意義——加速度不變，由此定義了勻變速直線運(yùn)動(dòng)。而后利用描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像的是傾斜直線，進(jìn)一步分析勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系：無(wú)論時(shí)間間隔t大小， 的值都不變，由此導(dǎo)出v = v0 + at，最后通過(guò)例題以加深理解，并用“說(shuō)一說(shuō)”使學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)物體做變速運(yùn)動(dòng)的理解。
二、目標(biāo)
1、知道勻速直線運(yùn)動(dòng) 圖象。
2、知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的 圖象,概念和特點(diǎn)。
3、掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系的公式v = v0 + at,并會(huì)進(jìn)行計(jì)算。
重點(diǎn)
1、 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的 圖象,概念和特點(diǎn)。
2、 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系的公式v = v0 + at,并進(jìn)行計(jì)算。
三、 教學(xué)難點(diǎn)
會(huì)用 圖象推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系的公式v = v0 + at。
四、教學(xué)過(guò)程
預(yù)習(xí)檢查：加速度的概念，及表達(dá)式 a=
導(dǎo)入新：
上節(jié),同學(xué)們通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了速度與時(shí)間的關(guān)系,小車運(yùn)動(dòng)的－t圖象。
設(shè)問(wèn)：小車運(yùn)動(dòng)的 －t圖象是怎樣的圖線？（讓學(xué)生畫(huà)一下）
學(xué)生坐標(biāo)軸畫(huà)反的要更正，并強(qiáng)調(diào)調(diào)，縱坐標(biāo)取速度，橫坐標(biāo)取時(shí)間。
－t圖象是一條直線，速度和時(shí)間的這種關(guān)系稱為線性關(guān)系。
設(shè)問(wèn)：在小車運(yùn)動(dòng)的－t圖象上的一個(gè)點(diǎn)P（t1,v1）表示什么？
學(xué)生畫(huà)出小車運(yùn)動(dòng)的－t圖象，并能表達(dá)出小車運(yùn)動(dòng)的－t圖象是一條傾斜的直線。
學(xué)生回答：t1時(shí)刻,小車的速度為v1 。
學(xué)生回答不準(zhǔn)確，教師補(bǔ)充、修正。
預(yù)習(xí)檢查
情境導(dǎo)入
精講點(diǎn)撥：
1、勻速直線運(yùn)動(dòng)圖像
向?qū)W生展示一個(gè)－t圖象：
提問(wèn)：這個(gè)－t圖象有什么特點(diǎn)？它表示物體運(yùn)動(dòng)的速度有什么特點(diǎn)？物體運(yùn)動(dòng)的加速度又有什么特點(diǎn)？
在各小組陳述的基礎(chǔ)上教師請(qǐng)一位同學(xué)總結(jié)。
2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)圖像
提問(wèn)：在上節(jié)的實(shí)驗(yàn)中，小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線，物體的加速度有什么特點(diǎn)？直線的傾斜程度與加速度有什么關(guān)系？它表示小車在做什么樣的運(yùn)動(dòng)？
從圖可以看出，由于v-t圖象是一 條傾斜的直線，速度隨著時(shí)間逐漸變大，在時(shí)間軸上取取兩點(diǎn)t1,t2,則t1,t2間的距離表示時(shí)間間隔t= t2—t1，t1時(shí)刻的速度為 v1, t2 時(shí)刻的速度為v2,則v2—v1= v，v即為間間隔t內(nèi)的速度的變化量。
提問(wèn)：v與t是什么關(guān)系？
知識(shí)總結(jié)：沿著一條直線，且加速度不變的運(yùn)動(dòng)，叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線。
提問(wèn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖線的斜率表示什么？勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示什么？
展示以下兩個(gè)v-t圖象，請(qǐng)同學(xué)們觀察，并比較這兩個(gè)v-t圖象。
知識(shí)總結(jié)：在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，如果物體的速度隨著時(shí)間均勻增加，這個(gè)運(yùn) 動(dòng)叫做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；如果物體的速度隨著時(shí)間均勻減小，這個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
分小組討論
每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié) 果。
學(xué)生回答：是一條平行于時(shí)間軸的直線。表示物體的速度不隨時(shí)間變化，即物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)。作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，v = 0， = 0，所以加速度為零。
分小組討論
每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。
由于v-t圖象是一條直線，無(wú)論t選在什么區(qū)間，對(duì)應(yīng) 的速度v的變化量v與時(shí)間t的變化量t之比 都是一樣的， 表示速度 的變化量與所用時(shí)間的比值，即加速度。所以v-t圖象是一條傾斜的直線的運(yùn)動(dòng)，是加速度不變的運(yùn)動(dòng)。
學(xué)生回答：v-t圖線的斜率在數(shù)值上等于速度v的變化量v與時(shí)間t的變化量t之比，表示速度的變化量與所用時(shí)間的比值，即加速度。
v-t圖線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示t = 0 時(shí)刻的速度，即初速度v0。
學(xué)生回答：甲乙兩個(gè)v-t圖象表示的運(yùn)動(dòng)都是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，但甲圖的速度隨時(shí)間均勻增加，乙圖的速度隨著時(shí)間均勻減小。
讓學(xué)生通過(guò)自身的觀察，發(fā)現(xiàn)勻加速直線運(yùn)動(dòng)與勻減速直線運(yùn)動(dòng) 的不同之處，能幫助學(xué)生正確理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
3、勻變速直線速度與時(shí)間的關(guān)系式
提問(wèn)：除用圖象表示物體運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系外，是否還可以用公式表達(dá)物體運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系？
教師引導(dǎo)，取t=0時(shí)為初狀態(tài)，速度為初速度V0，取t時(shí)刻為末狀態(tài)，速度為末速度V,從初態(tài)到末態(tài)，時(shí)間的變化量為t，則t = t—0，速度的變化量為V,則V = V—V0
提問(wèn)：能否直接從圖線結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)得到速度與時(shí)間的關(guān)系式?
知識(shí)總結(jié)：勻變速直線 運(yùn)動(dòng)中，速度與時(shí)間的關(guān)系式是V= V0 + a t
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系的公式：V= V0 + a t可以這樣理解：由于加速度a在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，所以at就是整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的變化量；再加上運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)物體的速度V0，就得到t時(shí)刻物體的速度V。
4、例題
例題1、汽車以40 km/h的速度勻速行駛，現(xiàn)以0.6 m/s2的加速度加速，10s后速度能達(dá)到多少？加速后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)汽車的速度達(dá)到80 km/h？
例題2、某汽車在某路面緊急剎車時(shí)，加速度的大小是6 m/s2，如果必須在2s內(nèi)停下，汽車的行駛速度最高不能超過(guò)多少？如果汽車以最高允許速度行駛，必須在1.5s內(nèi)停下, 汽車剎車勻減速運(yùn)動(dòng)加速度至少多大？
分析：我們研究的是汽車從開(kāi)始剎車到停止運(yùn)動(dòng)這個(gè)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小是6 m/s2。由于是減速運(yùn)動(dòng)，加速度的方向與速度方向相反，如果設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎瑒t汽車的加速度方向?yàn)樨?fù)，我們把它記為a = 一6 m/s2。這個(gè)過(guò)程的t時(shí)刻末速度V是0，初速度就是我們所求的最高允許速度，記為V0，它是這題所求的“最高速度”。過(guò)程的持續(xù)時(shí)間為t=2s
學(xué)生回答：因?yàn)榧铀俣?/p>
a = ,所以V =a t
V—V0= a t
V—V0= a t
V= V0 + a t
學(xué)生回答：因?yàn)閯蜃兯僦本�運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條傾斜的直線,所以v與t是線性關(guān)系,或者說(shuō)v是t的一次函數(shù),應(yīng)符合y = k x + b 的形式。其中是圖線的斜率，在數(shù)值上等于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a，b是縱軸上的截距，在數(shù)值上等于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的初速度V0,所以V= V0 + a t
同學(xué)們思考3-5分鐘，
讓一位同學(xué)說(shuō)說(shuō)自己的思路。其他同學(xué)糾正，補(bǔ)充。
讓同學(xué)計(jì)算。
展示某同學(xué)的解題，讓其他同學(xué)點(diǎn)評(píng)。
解：初速度V0= 40 km/h = 11 m/s，加速度a = 0.6 m/s2，時(shí)間t＝10 s。
10s后的速度為V= V0 + a t
= 11 m/s + 0.6 m/s2×10s
= 17 m/s = 62 km/h
由V= V0 + a t得
同學(xué)們思考3-5分鐘，
讓一位同學(xué)說(shuō)說(shuō)自己的思路。其他同學(xué)糾正，補(bǔ)充。
讓同學(xué)計(jì)算。
展示某同學(xué)的解題，讓其他同學(xué)點(diǎn)評(píng)。
解：根據(jù)V= V0 + a t，有
V0 = V — a t
= 0 — （—6m/s2）×2s
= 43 km/h
汽車的速度不能超過(guò)43 km/h
根據(jù)V= V0 + a t，有
汽車剎車勻減速運(yùn)動(dòng)加速度至少9m/s2
注意同一方向上的矢量運(yùn)算，要先規(guī)定正方向，然后確定各物理量的正負(fù)（凡與規(guī)定正方向的方向相同為正，凡與規(guī)定正方向的方向相反為負(fù)。）然后代入V-t的關(guān)系式運(yùn)算。
五、 堂小結(jié)
六、利用V-t圖 象得出勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
七、并進(jìn)一步利用V-t圖推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間的關(guān)系式。
布置作業(yè)
（1）請(qǐng)學(xué)生后探討本第3 9頁(yè)，“說(shuō)一說(shuō)”
（2）請(qǐng)學(xué)生后探討本第39頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”中的1~4題。
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