高中物理 第一章 运动的描述 第6节 匀变速直线运动位移与时间的关系教案 教科版必修1.doc

第一章 运动的描述六、匀变速直线运动位移与时间的关系教学目标 1.理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移2.了解位移公式的推导方法，掌握位移公式3.知道位移-时间图像重点难点重点：理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用难点：微元法推导位移时间关系式设计思想 高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，前面教材用极限思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度，本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时，又一次应用了极限思想当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，并不要求会计算极限按教材这样的方式来接受极限思想，对高中学生来说是不会有太多困难的学生学习极限时的困难不在于它的思想，而在于它的运算和严格的证明，而这些，在教材中并不出现教材的宗旨仅仅是“渗透”这样的思想在导出位移公式的教学中，利用实验探究中所得到的一条纸带上时间与速度的记录，让学生思考与讨论如何求出小车的位移，要鼓励学生积极思考，充分表达自己的想法，可启发、引导学生具体、深入地分析，肯定学生正确的想法，弄清楚错误的原因本节应注重数、形结合的问题，教学过程中可采用探究式、讨论式进行授课教学资源 匀变速直线运动位移与时间的关系多媒体课件教学设计【课堂引入】前面我们学习了匀变速直线运动中速度与时间的关系，其关系式为v=v0+at在探究速度与时间的关系时，我们分别运用了不同方法来进行我们知道，描述运动的物理量还有位移，那位移与时间的关系又是怎样的呢？我们又将采用什么方法来探究位移与时间的关系呢？【课堂学习】学习活动一：匀变速直线运动的位移问题1：对于匀速直线运动，物体的位移对应着v-t图象中一块矩形的面积对于匀变速直线运动，它的位移与它的v-t图象，是不是也有类似的关系？问题2：在“探究小车的运动规律”的测量记录中，某同学得到了小车在0，1，2，3，4，5几个位置的瞬时速度如下表：位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5速度v/(ms-1)0.380.630.881.111.381.62能否根据表格中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？（估算时可以用某一时刻的瞬时速度代表它附近的一小段时间内的平均速度）（x0.380.10.630.10.880.11.110.11.380.1）问题3：在上面的讨论中不是取0.1s时，而是时间间隔更小时，结果会怎样？（所取的时间间隔越短，平均速度越能更精确地描述那一瞬时的速度，误差也就越小）活动：根据上面提出的思想，我们利用v-t图象，研究以初速度v0做匀速直线运动的物体在时间t内发生的位移作出以初速度v0做匀加速直线运动的速度时间图象（图甲）乙甲丙丁cba学生分组活动：a组：将整个运动过程分为5个小段（如图乙）b组：将整个运动过程分为10个小段（如图丙）各个小矩形的面积之和近似地代表物体在整个过程中的位移：问题4：比较a、b两组，观察哪组更接近于物体在整个过程中的位移？问题5：为了使结果更精确一些，可以怎么做？（可以想象，如果把整个运动过程划分得非常非常细，很多很多的小矩形的面积之和就能准确地代表物体的位移了，这时小矩形顶端的“锯齿形”就看不出来了，这些小矩形合在一起就成了一个梯形oabc（如图丁）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）这段时间内的位移）学习活动二：位移与时间的关系式在v-t图象中直线下面的梯形oabc的面积是：把面积及各条线段换成所代表的物理量，上式变为：把前面已学过的速度公式：代入上式，得到：这就是匀变速直线运动的位移与时间关系的公式，虽然是在匀加速直线运动的情况下导出的，但也同样适用于匀减速直线运动（1）匀加速直线运动，a 与 v0 同方向，a 0（2）匀减速直线运动，a与v0 反方向时，a 0（2）匀减速直线运动，a与v0反方向时，a0三、位移-时间图像课堂反馈1、物体的位移随时间变化的函数关系是，则它运动的初速度、加速度分别是（ ）a0，4 b，2c，1 d，42、一个做匀加速直线运动的物体，初速度，它在第内通过的位移是，则它的加速度为（ ）a0.5 b1.0 c1.5 d2.03、汽车以 的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度大小为，那么开始刹车后2s与开始刹车后的6s汽车通过的位移之比为（ ）a1：1 b3：1 c3：4 d4：34、海滨浴场的滑梯从顶端到入水处长约12，一个由滑梯顶端开始做初速度为零的匀加速直线运动，开始运动后第一秒通过路程是0.75，则人的加速度大小是 ，从顶端开始到入水，所需要的时间是 ，人入水时的速度大小是 ，从顶端开始到入水人的平均速度的大小是 。5、火车刹车后7停下来，设火车匀减速运动的最后1内的位移是2，则刹车过程中的位移是多少米？6、汽车以10的速度在平直公路上匀速行驶，刹车后经速度为6求：（1）刹车后内前进的距离及刹车过程中的加速度；（2）刹车后前进所用的时间；（3）刹车后内前进的距离7、从车站开出的汽车做匀加速运动，走了12s时，发现还有乘客没上来，于是立即做匀减速运动至停车，总共历时20s，行进了50m，求汽车的最大速度。8、甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。参考答案：1、d 2、b 3、c 4、1.5m/s2，4s，6m/s，3m/s5、98m6、（1）-2 m/s2，16m（2）1s（3）25m7、5m/s8、5:7课后测评1、做匀加速直线运动的质点，运动了，下列说法中正确的是（ ）a、它的初速度越大，通过的位移一定越大b、它的加速度越大，通过的位移一定越大c、它的末速度越大，通过的位移一定越大d、它的平均速度越大，通过的位移一定越大2、一辆汽车关闭发动机后，沿一斜坡由底端以3m/s的初速度匀减速上滑，滑至坡顶时速度恰好为零，如果汽车关闭发动机后由底端以5m/s的初速度匀减速上滑，滑至坡顶时速度大小为（ ）a1m/s b2m/s c3m/s d4m/s3、如图所示，物体由静止在斜面上匀加速滑下x1后，又在水平面上匀减速滑过x2最后停下，假设物体从斜面滑到水平面时速度大小不变，测得x2=2x1，则物体在斜面上的加速度a1与水平面上的加速度a2的大小关系为（ ）x1x2题3图a b c d4、a、b、c三点在同一直线上，一个物体自a点从静止开始做匀加速直线运动，经过b点时的速度为v，到c点时的速度为2v，则ab与bc两段距离大小之比是（ ）a14 b13 c12 d115、一辆汽车正在笔直的公路上以72km/h的速度行驶，司机看见红色交通信号灯便踩下制动器，设汽车做匀减速直线运动的加速度大小为5m/s2，开始制动后，前2s内汽车行驶的距离为_m，前6s内汽车行驶的距离为_m，从开始制动到完全停止，所花时间为_s，汽车的最大行驶距离为_m6、神州五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1m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7、物体从长1m的斜面顶端由静止开始匀加速下滑，经0.5s到达斜面的中点。求（1）物体从斜面顶端滑到底端所用的总时间t；（2）物体滑至斜面底的速度v的大小。8、“奋进”号航天飞机着陆时，使用阻力伞时获得减速运动的加速度是不使用阻力伞时的2倍，若使用阻力伞，航天飞机做匀减速滑行时需2200m才能停下来，假如不使用阻力伞，航天飞机着陆时需滑行多长距离？9、汽车驾驶员手册规定：具有良好刹车的汽车，以v1=80km/h的速度行驶时，应在s1=56m的距离内被刹住；以v2=48km/h的速度行驶时，应在s2=24m的距离内被刹住假设两种情况下刹车后的加速度大小相同，驾驶员在这两种情况下的反应时间相同，则反应时间约为多少秒？10、汽车由静止出发做匀加速直线运动，途中先后经过相距50m的a、b两点，所用时间为5s，已知汽车经过b点时的速度为vb=15m/s，求：（1）汽车经过a点时的速度va；（2）汽车的加速度a；（3）a点距出发点的距离xa11、某市规定卡车在市区某一特殊路段行驶时的速度不得超过40km/h，有一辆卡车在危急情况下紧急刹车，车轮抱紧，滑动一段距离后停止运动交警测得刹车过程中车轮在路面上擦过的笔直的痕迹长9m，假设刹车后卡车做匀减速直线运动吗，从厂家的技术手册中查得汽车刹车时加速度大小为8m/s2，请你判断此辆车刹车前是否超速行驶？12、在某市区内，一辆汽车在平直的马路上以速度va向东匀速行驶，一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路汽车司机在a处发现前方有危险（游客正在d处），经t0=0.5s作出反应后紧急刹车，但仍将正在步行到b处的游客撞伤，而汽车仍保持匀减速直线运动到c处停下，如图所示为了判断汽车司机是否超速行驶，警方用一性能完全相同的汽车以法定最高速度v0=12m/s行驶在这同一地段，由于事前有思想准备，司机在a处即紧急刹车，经12m停下在事故现场测得ab=19.5m，bc=6.75m， bd=3.9m问：（1）该肇事汽车刹车前的速度va是多大？是否超速？刹车时的加速度多大？（2）游客横过马路的步行速度多大？（3）若汽车司机以法定最高速度v0行驶，发现情况和作出反应条件不变，事故是否会发生？abcd东南西北题12图题13图13、一辆汽车在笔直的公路上做匀变速直线运动，该公路每隔15安置一个路标，如图所示。汽车通过ab两相邻路标用了2，通过bc两路标用了3，求汽车通过a、b、c三个路标时的速度。14、羚羊从静止开始奔跑，经过50m的距离能加速到最大速度25m/s，并能维持一段较长的时间，猎豹从静止开始奔跑，经过60m的距离能加速到最大速度30m/s，以后只能维持这速度4.0s。设猎豹距离羚羊x m时开始攻击，羚羊则在猎豹开始攻击后1.0s才开始奔跑，假定羚羊和猎豹在加速阶段分别作匀加速运动，且均沿同一直线奔跑，求：（1）猎豹要在从最大速度减速前追到羚羊，x值应在什么范围?（2）猎豹要在其加速阶段追到羚羊，x值应在什么范围?15、已知o、a、b、c为同一直线上的四点，ab间的距离为l1，bc间的距离为l2，一物体自o点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过a、b、c三点已知物体通过ab段与bc段所用的时间相等，求o与a的距离参考答案：1、d 2、d 3、b 4、b 5、30 40 4 406、由，得负号表示加速度方向与速度方向相反7、（1）（2）8、由题意， 得9、由题意， 得反应时间10、（1）由，即，得（2）（3）由，得11、由，得，可知卡车超速12、（1）对于实验汽车，由，得由，得va=1