高中物理 2.4 匀变速直线运动的位移与速度的关系导学案（无答案）新人教版必修1.doc

课题 2.4 匀变速直线运动的位移与速度的关系教学内容教学设计或学习心得学习目标1、理解匀变速直线运动的位移与速度的关系。2、掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间之间的相互关系，会用公式解匀变速直线运动的问题。课本导读1、做匀变速直线运动的物体，其速度公式为 ，其位移公式为 ，如果已知条件和所求结果都不涉及 ，它只是一个中间量，由以上两个公式消去 ，就可以得出匀变速直线运动的位移与速度的关系式 。 2.推论公式 中涉及的四个物理量均为矢量，应用解题时一般取般取 方向为正方向。达标检测1.关于公式，下列说法正确的是（ ）a. 此公式只适用于匀加速直线运动b. 此公式也适用于匀减速直线运动c. 此公式只适用于位移为正的情况d. 此公式不可能出现a、x同时为负值的情况2.以20m/s的速度作匀速直线运动的汽车，制动后能在2m内停下来，如果该汽车以40m/s的速度行驶，则它的制动距离应该是（ ）a 2m b. 4m c. 8m d. 16m3.神州5号载人飞船的返回舱距地面10km时开始启动降落伞装置，速度减至10m/s，并以这个速度在大气中降落。在距地面1.2m时，返回舱的4台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速。设最后减速过程中返回舱做匀减速运动，并且到达地面时恰好速度为0，求最后减速阶段的加速度。解析：合作探究合作探究探究一、匀变速直线运动的位移与速度的关系问题情境射击时，火药在枪简中燃烧燃气膨胀，推动弹头加速运动如果把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动，子弹的加速度是a=5xl05ms2，枪筒长x=0.64 m，你能计算子弹射出枪口时的速度吗？问题1：能否根据题意，用前面的运动规律解决？学生活动子弹在枪筒中的初速度是0，因此可以根据 先求出运动时间，然后根据 得出子弹离开枪口的速度。问题2：在这个问题中，已知条件和所求的结果都不涉及时间t，它只是一个中间量。能否根据前面学习的运动规律，得到位移x与速度v的关系呢？学生活动根据和两式中消去 ，从而直接得到位移与速度的关系式 其中=0，=5xl05ms2，=0.64 m带入上式算出=800m/s要点提炼1关系表达式： 2该公式为矢量式，应用它解题时，一般先规定 的方向为正方向。（1）物体做加速运动时，取 值，做减速运动时，取 值。（2）位移0，说明位移方向与初速度方向 ，0，说明位移方向与初速度方向 。3适用范围：匀变速直线运动。4特例（1）当=0时，公式变为 物体做初速度为0的匀加速直线运动，如自由下落问题。（2）当=0时，公式变为 物体做匀减速直线运动直到静止，如刹车问题。问题延伸某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为5 ms2，所需的起飞速度为50 m/s，跑道长100m。通过计算判断，飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置。对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有多大的初速度？解析：探究二、匀变速直线运动问题中三个基本公式的选择问题情境长100m的列车通过长1 000m的隧道，列车刚进隧道时的速度是10m/s，完全出隧道时的速度是12m/s，求：(1)列车过隧道时的加速度是多大？(2)通过隧道所用的时间是多少？思路点拨：解决运动学问题时，要认真分析物理过程，明确题目给出的条件，并且根据运动过程确定各矢量的正负，选择相应的公式列方程。解析： 要点提炼1三个基本公式(1)速度公式：(2)位移公式：(3)位移与速度的关系式：三个基本公式中涉及五个物理量，只要知道三个量，就可以求其他两个量，原则上只要应用三式中的两式，任何匀变速直线运动问题都能解。2解题时巧选公式的基本方法(1)如果题目中无位移，也不让求位移，一般选用速度公式。(2)如果题目中无末速度，也不让求末速度，一般选用位移公式。(3)如果题目中无运动时间t，也不让求运动时间，一般选用导出公式。问题延伸为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度（轿车起动时的运动可近似看做匀加速运动），某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片（如图所示）。如果拍摄时每隔2秒曝光一次，轿车车身总长为4.5m，那么这辆轿车的加速度为（ ）a. 1m/s2 b. 2m/s2 c. 3m/s2 d. 4m/s2探究三、 追及和相遇问题问题情境为了打击贩毒，我边防民警在各交通要道上布下天罗地网某日，一辆运毒汽车高速驶近某检查站，警方示意停车，毒贩见势不妙，高速闯来由于原来车速已很高，发动机早已工作在最大功率状态，此车闯卡后在平直公路上的运动可近似看作匀速直线运动，它的位移可用式子x140t来描述，运毒车过卡的同时，原来停在旁边的大功率警车立即启动追赶警车从启动到追上毒贩的运动可看作匀加速直线运动，其位移可用式子x22t2来描述，请回答：(1)毒贩逃跑时的速度是_m/s，警车追赶毒贩时的加速度是_m/s2，警车在离检查站的_m处追上毒贩(2)在追赶过程中，在t_s时刻警车与毒贩子的距离最远，最远距离为_m.解析：要点提炼1.追及问题“追及”的主要条件是两个物体在追赶过程中处在同一位置，常见的情形有三种：（1）初速度为0的匀加速直线运动的甲追赶同方向的匀速运动的乙时，一定能追上，在追上之前两者有最大距离的条件是两者速度相等。（2）匀速运动的甲追赶同方向做匀加速运动的乙，恰好追上或追不上的临界条件是两者速度相等。判断此情形能否追上的方法是：比较在追赶过程中的同一位置时的速度大小 ，若甲乙，则能追上；若甲乙，则追不上，且当两者速度相等时，间距最小。（3）速度大者减速（如匀减速）追速度小者（如匀速），两者速度相等，仍没追上，则永远追不上，此时两者有最小距离。两者速度相等，刚好追上，则也是避免相撞的临界条件。追上时追者速度仍大于被追者，则被追者还能有一次追上追者，两者速度相等时有最大距离。2.追及问题的解题思路：（1）分清前后两者的运动性质；（2）找出两者的位移、时间关系；（3）列出位移方程；（4）当两者速度相等时，距离出现极值。3.相遇问题（1）相遇的特点：在同一时刻两者处于同一位置。（2）相遇的条件：同向运动的两者追及即相遇；相向运动的两者，各自发生的位移的绝对值之和等于开始时两者之间的距离时即相遇。（3）临界状态：避免相撞的临界状态是两者处于相同位置时，相对速度为0. 新课导入：巩固提高巩固提高 夯实基础1.甲、乙两物体先后从同一地点出发，沿一条直线运动，它们的vt图象如图所示，由图可知() a甲比乙运动快，且早出发，所以乙追不上甲b由于乙在t10s时才开始运动，所以t10s时，甲在乙前面，它们之间的距离为乙追上甲前最大ct20s时，它们之间的距离为乙追上甲前最大dt30s时，乙追上了甲2物体沿一直线运动，在t时间内通过路程为s，它在中间位置s处的速度为v1，在中间时刻t时的速度为v2，则v1和v2的关系为()a当物体做匀加速直线运动时，v1v2b当物体做匀减速直线运动时，v1v2c当物体做匀加速直线运动时，v1v2d当物体做匀减速直线运动时，v1v23长100m的列车通过长1 000m的隧道，列车刚进隧道时的速度是10m/s，完全出隧道时的速度是12m/s，求：(1)列车过隧道时的加速度是多大？(2)通过隧道所用的时间是多少？能力提升1.列车长为l，铁路桥长为2l，列车匀加速行驶过桥，车头过桥头的速度为v1，车头过桥尾时的速度为v2，则车尾过桥尾时速度为()a3v2v1b3v2v1c. d.2一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s，在这1s内该物体()a位移的大小可能大于10mb加速度的大小可能大于10m/s2c位移的大小可能小于2.5md加速度的大小可能小于4m/s23一小车从a点由静止开始做匀加速直线运动(如图所示)，若到达b点时速度为v，到达c点时速度为2v，则ab：bc等于()a11b12c13d144电影特技中有一种“快镜头”，对一个匀加速直线运动的汽车，不使用特技时，屏幕上汽车的加速度为a1，运动到某标志的速度为v1，当使用2倍速度的“快镜头”时，屏幕上汽车