(人教版)2.3《匀变速直线运动的位移与时间的关系》.ppt

第二章匀变速直线运动的研究 第三节匀变速直线运动的位移与时间的关系 高速跑车惊险刺激 极易激发学生的兴趣 首先利用金太阳好教育云平台备课中心素材视频 跑车加速与高尔夫 击出高尔夫球的同时跑车从同一地点加速启动 结果两者同时到达终点 引出两者在相同的时间内位移相同 自然引入位移与时间的关系 导入新课 对新课的讲授 首先通过对匀速运动和匀变速直线运动的v t图象的研究 找出求匀变速直线运动的位移的方法 推导出位移与时间的关系式 利用微元法的极限思想解决物理问题的科学思维方法学生第一次接触 需要耐心细致讲解和重点练习 利用v t图象的面积求位移是本节的重点 也是难点 特别要使学生明确面积与位移的对应关系 在教学设计上也是要重点练习的 匀变速直线运动的位移与时间关系式的理解和在解决实际问题中的应用是本节的重中之重 特别是加速度的方向在公式中的体现 刹车问题等 更是学生容易失误的地方 在教学设计上也是需要重点练习的 对于重点知识和典型题型 设计一个典例探究 典例探究后接一个练一练 以加深学生的理解 练一练可以根据时间自由安排 最后 再设计4个课堂检测题 来检测学生掌握的情况 发现存在的问题 1 了解微元法的基本思想 2 理解vt图象中由 面积 求位移的物理意义和方法 3 掌握匀变速直线运动的公式 会用公式分析计算 学习重点 1 根据vt图象的 面积 推导匀变速直线运动的位移与时间的关系式 2 对公式的理解和应用 学习难点 1 利用极限思想解决物理问题的科学思维方法 2 面积 和位移的对应关系 击出高尔夫球的同时跑车从同一地点加速启动 结果两者同时到达终点 引出两者在相同的时间内位移相同 自然引入位移与时间的关系 知识回顾 1 匀速直线运动 2 匀变速直线运动 a方向和v方向相同 加速运动 a方向和v方向相反 减速运动 v v0 at O v t v0 O v t v0 O v t v0 一 匀速直线运动的位移 x vt v t 结论 匀速直线运动的位移就是v t图线与t轴所夹的矩形 面积 公式法 图象法 O v t 7 二 匀变速直线运动的位移公式 S 根据对比提出猜想 v0 O v t O v t v0 t t 面积S表示位移x 面积S可以表示位移x吗 阅读课本第37页 思考与讨论 科学思想方法 把过程先微分后再累加 积分 的思想 无限分割 逐渐逼近 问题4 材料中体现了什么科学思想 问题5 此科学思想方法能否应用到v t图象上 思考与讨论 从v t图象中探究匀变速直线运动的位移 1 2 3 4 梯形OABC的面积就代表做匀变速直线运动物体在0 此时速度为v0 到t 此时速度为v 这段时间的位移 由图可知 梯形OABC的面积 S OC AB OA 2 代入各物理量得 又v v0 at 得 匀变速直线运动的位移 匀变速直线运动的位移公式 1 反映了位移随时间的变化规律 2 因为v0 a x均为矢量 使用公式时应先规定正方向 一般以v0的方向为正方向 若物体做匀加速运动 a取正值 若物体做匀减速运动 则a取负值 3 若v0 0 则 4 特别提醒 t是指物体运动的实际时间 要将位移与发生这段位移的时间对应起来 5 代入数据时 各物理量的单位要统一 用国际单位制中的主单位 例1 一质点以一定初速度沿竖直方向抛出 得到它的vt图象如图所示 试求出它在前2s内的位移 前4s内的位移 前2s内物体的位移为5m前4s内物体的位移为0 注意 当图象在时间轴下方时 表示的位移为负 1 一辆汽车以1m s2的加速度行驶了12s 驶过了180m 汽车开始加速时的速度是多少 解 以汽车运动的初速v0为正方向 答案 9m s 例2 在平直公路上 汽车以15m s的速度匀速行驶 从某时刻开始刹车 在阻力作用下 汽车以2m s2的加速度运动 问刹车后3s末和10s末汽车离开始刹车点多远 解 以汽车初速方向为正方向 由得 刹车后3s末的位移 刹车后10s末的位移 例2 在平直公路上 汽车以15m s的速度匀速行驶 从某时刻开始刹车 在阻力作用下 汽车以2m s2的加速度运动 问刹车后3s末和10s末汽车离开始刹车点多远 正确解答 设车实际运动时间为t0 以汽车初速方向为正方向 由得运动时间 说明刹车后7 5s汽车停止运动 所以汽车10s末的位移 在应用位移公式解决实际问题时 要具体问题具体分析 2 一辆汽车以20m s的速度行驶 现因故刹车 并最终停止运动 已知汽车刹车过程的加速度大小是5m s2 则汽车从开始刹车经过5s所通过的距离是多少 解 设汽车从开始刹车到停止的时间为t0 以汽车初速方向为正方向 则 说明刹车后4s汽车停止运动 所以车的位移 推论 匀变速直线运动的平均速度 即 t时间内的平均速度等于t 2时刻的瞬时速度 注意 此公式只适用于匀变速直线运动 由 得 或 1 匀速直线运动的位移 1 匀速直线运动 物体的位移对应着vt图象中的一块矩形的面积 2 公式 x vt2 匀变速直线运动的位移与时间的关系 1 匀变速直线运动 物体的位移对应着vt图象中图线与时间轴之间包围的梯形面积 2 公式 1 一质点沿一直线运动 t 0时 位于坐标原点 图为质点做直线运动的速度一时间图象 由图可知 1 该质点的位移随时间变化的关系式是 x 2 在时刻t s时 质点距坐标原点最远 3 从t 0到t 20s内质点的位移是m 通过的路程是m 4t 0 2t2 10 40m 0 2 矿井里的升降机从静止开始做匀加速运动 经过3s 它的速度达到3m s 然后做匀速运动 经过6s 再做匀减速运动 3s后停止 求升降机上升的高度 并画出它的vt图象 27m 3 如图所示 一艘快艇以2m s2的加速度在海面上做匀加速直线运动 快艇的初速度是6m s 求这艘快艇在8s末的速度和8s内经过的位移 22m s112m 4 骑自行车的人以5m s的初速度匀减速地上一个斜坡 如图所示 加速度的大小为0 4m s2 斜坡长30m 骑自行车的人通过斜坡需要多少时间 10s 5 一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动 公路边每隔15m有一棵树 如图所示 汽车通过AB两相邻的树用了3s 通过BC两相邻的树用了2s 则汽车运动的加速度和通过树B时的速度为多少