匀变速直线运动----运动图像专题.doc

课题：匀变速直线运动-图像的应用设计者：余友煌 武平一中物理组上课班级：高三（7）班上课时间：2009-3-23匀变速直线运动-运动图像专题一、 教学内容分析：物理图像是形象描述物理过程和物理规律的有力工具，也是解决物理问题的一种手段。本课内容在福建省2009年高考考纲中“匀变速直线运动及其公式、图像”考点是级要求，要求熟练掌握并应用。在考试内容的能力要求中“能应用函数图像进行表达、分析”是应用数学处理物理问题的能力的一个重要方面。二、 学生知识基础：本节课是高考第二轮复习课当中的一节。经过前面的学习，学生对相关知识已有一定的理解和掌握，有一定的知识基础，并已经初步掌握了应用相关知识来解答一些基础题目。三、 设计思路：本设计的基本思路是：以学生活动为主线，以找错活动为切入点，通过分析、比较，归纳得出图像物理意义，发展图像来解答相关问题的思维；归纳用图像解题的注意事项及过程规律。本设计要求鼓励学生主动参与，在讨论交流过程中，感受分析、类比等科学方法；感悟相互合作在学习过程中的重要作用。四、教学目标：1、 知识与技能：（1）理解匀速直线运动的位移时间、速度时间图像及其物体意义；（2）学会用匀变速直线运动的图像在解题过程中的应用。2、过程与方法：（1）通过直线运动的图像的学习过程，感受分析、类比、归纳等科学方法；（2）通过用s - t图像和v - t图像描的应用情况，认识物理图像在研究物理问题中的直观、便捷作用。3、情感、态度与价值观：（1）通过学生参与活动，并对相关知识的归纳总结，激发自主学习的意识，从而引发对学习的热爱；（2）通过小组交流，探讨等，培养增强团队协作能力，应用图像解题能力。五、教学重点和难点：（1）理解s - t图像和v - t图像的物理意义；理解图像所描述的运动；（2）熟练掌握应用物理图像解题的能力；六、 教学过程设计：1、 情景引入：“蜻蜓点水”是常见的自然现象，蜻蜓点水后在水面上会激起波纹。某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得一张蜻蜓点水的俯视照片（部分），假设蜻蜓做匀速直线飞行且隔相等时间点一次水。求蜻蜓当时的飞行速度V1与波速V2的比值。 得出用图像能很生动的描述并反映物理情景，给解题带来极大的便利。引起学生用图像解题的兴趣。2、开展挑错活动：判断有无错误。如有，指出其中错误之处，并提出正确的陈述；目的让学生在活动中回顾知识，会识图。（1）b a 图0上图图0示:a.b物体同时出发，出发点a在b的前方1m处；刚开始阶段a图线在b图线上方所以a比b快，在t=2s附近相遇。（2）图1示：物体是做曲线运动，从0时刻到t时刻经过了完整的一圈回到原点， （3） A B 图甲上图甲示：A比B先出发1秒，且出发地比B前1m，都做匀加速直线运动，且A的加速度大于B的，当速度相等时;A.B相遇。（4）如上图乙示：该物体在0到8秒内做周期性往返运动，在8秒的时间内物体的位移为0。通过上述学习，同学们思考：匀变速直线运动的s - t图像和v t图像的点、线、面，斜率及截距所反映的物理意义？同学根据刚才得到的结论，共同分析下面两图：分析两物体做什么运动 vvv0v0v1 0 t0 t0t1t0t 图5 图6 分析得到：图5在v-t图中，图象是曲线说明做变速直线运动，0-t0时间里，曲线的斜率一直在变小，所以应该是加速度变小的加速运动。t0 以后是匀速直线运动；（这个图像的实际模型是汽车以额定功率启动） 图6有所不同，在0-t1时间里加速度为定值,是匀加速直线运动，接着是加速逐渐减小的加速运动，最后是匀速直线运动（图像的实际模板是汽车是以恒定牵引力启动的，速度越来越大，说明输出功率也越来越大（P=Fv），当输出功率达到额定功率后，速度继续增大只能靠减小牵引力，所以加速度也随之减小，这就进入图象的t1-t0时间段了；最后牵引力F等于阻力就匀速）2、问题探究：问题一：一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最 后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2)思考：物体做何运动？题目中物体的情形如何？怎样把物体的运动情形用图像直观的表示出来？小组讨论得：物体做匀加速直线运动，图像如下：梯形面积等于最后1s内的位移 ab=g(t-1) cd=gt bc= 1s t=3s 反思：如何用运动学图像解答单个物体运动问题？A.分析题给条件，能清物理过程所表达的物理意义；B构建物理图像C：根据题意解题。训练如右图所示，光滑圆轨道竖直放置不动，A、B是直 径上两个端点，小球以相同的初速率沿ACB和ADB运动到B点，比较两种情况用时长短。如右图所示，两个质量完全一样的小球，从A点沿光 滑矩形管ABCD中的a管和b管由静止滑下,设转弯处无能量损失，比较两球滑到C处用时长短？（B、D两点在同一水平线上）问题二：甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为16m/s.已知甲车紧急刹车时加速度大小a1=3m/s2，乙车紧急刹车时加速度大小a2=4m/s2，乙车司机的反应时间为0.5s(即乙车司机看到甲车刹车后O.5s才开始刹车)。求为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离?思考：两车如何运动？怎样应用图象两车直观反映出来？学生讨论得：两车都做刹车过程，匀减速，图像如下：思考讨论两车运动的区别与联系？交流合作得：为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，分别作出两种情况下甲、乙两车的速度时间图象，前者涉及速度相等临界条件。由速度图象的面积之差易得：甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离。反思：应用运动图像解答这题目有什么过程？共同讨论得到：（1）根据题意分析两物体的运动情景，做出运动的示意图；（2）借助于图象直观地反映两物体的运动情景，实现数形转换（3）分析图像区别与联系，结合实际与所学知识解题。变式训练：甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为16m/s.已知甲车紧急刹车时加速度大小a1=3m/s2，乙车紧急刹车时加速度大小a2=4m/s2，乙车司机的反应时间为0.5s(即乙车司机看到甲车刹车后O.5s才开始刹车)，求：若乙车紧急刹车时加速度大小a1=3m/s2，甲车紧急刹车时加速度大小a2=4m/s2，其他条件不变，为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离又该多大?前者甲车先停，后者乙车始终比甲运动快。由速度图象的面积之差易得：甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离与。3、板书设计：s - t图像和v - t图像的物理意义应用运动图像解题的步骤：（1）根据题意做出运动的示意图；（2）借助于图象直观地反映追及过程，实现数形转换，从而形象直观地反映两车的追及情景；（3）分析图像，讨论与比较，联系生活中实际解题。课后问题探究：有这样一典型的运动学问题：历史上有些科学家曾把在相等时间内的单向直线运动称为“匀变速直线运动”（现称“另类匀变速直线运动”），“另类加速度”定义为，