沪科版必修一 第2章2.3匀变速直线运动的规律 学案.doc

2.3匀变速直线运动的规律学习目标重点难点1.知道从自由落体运动到匀变速直线运动的研究方法。2.会用匀变速直线运动的规律分析问题。3.会分析匀变速直线运动的速度时间图像。重点：应用匀变速直线运动的规律解决问题。难点：用v-t图像分析匀变速直线运动。匀变速直线运动的规律分类项目初速度为零的匀变速直线运动初速度不为零的匀变速直线运动速度公式vt_vt_位移公式s_s_速度与位移的关系v_vv_图像图像特点图像过_纵横有_应用图像斜率表示_大小，图线与时间轴所围面积表示位移大小预习交流某物体的速度时间图像如图所示，你能根据图像说明物体做什么性质的运动吗？答案：atv0atat2v0tat22as2as原点截距加速度预习交流：答案：物体沿负方向做初速度v0的匀加速直线运动。在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、初速度为零的匀变速直线运动1末速度为零的匀减速直线运动的v-t图像是怎样的？如何处理这类问题？2结合图像，试由a和vvtv0，推导物体运动的速度与时间的关系。3应用公式vtv0at时首先需要选取正方向。正方向一般如何选取？选取正方向后式中各量的正负如何确定？汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为0.5 m/s2，求汽车加速30 s时的速度大小和30 s内通过的位移大小。研究匀变速直线运动的方法1从特殊到一般和从一般到特殊的方法是科学研究中常用的两种思维方法。2利用v-t图像研究：匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线，匀加速直线运动的速度图像是一条向上倾斜的直线，匀减速直线运动的速度图像是一条向下倾斜的直线。二、匀变速直线运动的规律(1)请根据加速度的公式推导出速度公式；(2)根据公式(此式只适用于匀变速直线运动)推导出位移公式。汽车以20 m/s的速度匀速行驶，现以4.0 m/s2的加速度开始刹车，则刹车后3 s末和6 s末的速度各是多少？甲、乙两位同学的解答如下：甲同学的解答：由题意知：初速度v020 m/s，加速度a4.0 m/s2，由速度公式vtv0at，可知刹车后3 s末的速度v3v0at20 m/s4.03 m/s32 m/s。6 s末的速度v6v0at20 m/s4.06 m/s44 m/s。乙同学的解答：以初速度v020 m/s的方向为正方向，则加速度a4.0 m/s2，由速度公式vtv0at，可知刹车后3 s末的速度v3v0at20 m/s4.03 m/s8 m/s。6 s末的速度v6v0at20 m/s4.06 m/s4 m/s。以上两位同学的解答，你认为谁的解答错了？你能帮他改正过来吗？1.描述一段匀变速直线运动共有五个物理量：初速度v0、末速度vt、加速度a、时间t、位移s，速度公式、位移公式及速度位移公式各涉及其中的四个物理量，知道这五个物理量中的某三个，可以利用三个公式中的一个求出第四个。2一般选初速度方向或运动方向为正方向，在匀减速运动中，加速度方向与初速度方向或运动方向相反，故用“”号表示加速度的方向，比如a2 m/s2。3用公式计算时，要注意各物理量的单位都必须用国际单位制中的单位，题目中物理量的单位若不是国际单位制中的单位，代入公式前应先化成国际单位制中的单位。4对于较复杂的运动问题，要在分析运动过程的基础上，建立起物体运动的图景，明确物理量中哪些是已知的，哪些是未知的，用速度公式和位移公式等列方程，联立方程组求解。5要养成画草图帮助分析的习惯，主要有两种草图：一是v-t图像；二是运动过程示意图，这样可以使抽象的问题形象化，有助于发现解决问题的方法。三、匀变速直线运动的速度与位移的关系1位移与速度的关系式的导出过程。2vv2as关系式中，首先规定v0的方向为正，则a和s的正负的含义分别是什么？3初速度为零和末速度为零时的速度与位移的关系式分别是什么形式？高速公路给经济发展带来了高速度和高效率，但也经常发生重大交通事故。某媒体报道了一起高速公路连环相撞事故，撞毁的汽车达到数百辆，原因除雾天能见度低外，另一个不可回避的问题是大部分司机没有遵守高速公路行车要求。某大雾天能见度为50 m，司机的反应时间为0.5 s，汽车在车况良好时刹车可达到的最大加速度为5 m/s2，为确保安全，车速必须控制在多少以下(换算为千米每小时)?对公式vv2as的理解(1)公式是由匀变速直线运动的两个基本关系式推导出来的，不含时间，故对不涉及时间的问题应用时很方便。(2)公式中四个物理量vt、v0、a、s计算时注意统一各物理量的正负号。(3)若v00，则v2as。末速度为零的匀减速直线运动可看成初速度为零、加速度大小相等的反向匀加速直线运动。(4)适用范围：匀变速直线运动。答案：活动与探究1：1.答案： 末速度为零的匀减速直线运动v-t图像如图。可以认为是反向的初速度为零的匀加速直线运动。则v0at，sat2。2答案：因为加速度a，所以vat，又vvtv0，所以有vtv0at。也可以根据加速度的物理意义推出：加速度在数值上等于单位时间内速度的改变量，且时间t内速度的改变量vat，设物体的初速度为v0，则t秒末的速度为vtv0vv0at。3答案：(1)一般取v0的方向为正方向；(2)选取v0的方向为正方向后，a、vt与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值。迁移与应用1：答案：54 km/h225 m解析：汽车的加速度a0.5 m/s2，运动时间t30 s。根据速度公式得：vat0.530 m/s15 m/s54 km/h根据位移公式得：sat20.5302 m225 m活动与探究2：答案：(1)由a得：vtv0at，故vtv0at。(2)根据平均速度公式，stttv0tat2。迁移与应用2：答案：见解析解析：以上两位同学的解答都是错误的，正确解答为：由题意知：以初速度v020 m/s的方向为正方向，则加速度a4.0 m/s2，由速度公式vtv0at，可知刹车至停止所需时间t s5 s。故刹车后3 s时的速度v3v0at20 m/s4.03 m/s8 m/s。刹车后6 s时汽车早已停止运动，故v60。活动与探究3：1.答案：由vtv0at可得t，代入sv0tat2有sa，即vv2as。2答案：应用位移与速度的关系式vv2as解题时，若规定初速度v0的方向为正方向，(1)a与v0同向时a为正值，物体做匀加速运动，a与v0反向时a为负值，物体做匀减速运动。(2)位移s0，说明物体通过的位移的方向与初速度的方向相同；位移s0，说明位移的方向与初速度的方向相反。3答案：若物体由静止开始做匀加速运动，速度和位移的关系公式将变为v2as；若物体做匀减速运动直至停止，位移与速度的关系公式将变为v2as。迁移与应用3：答案：72 km/h解析：司机从发现意外情况到做出相应动作所需时间即为反应时间，该时间内汽车仍匀速前进，之后进入减速阶段。以初速度的方向为正方向，设为v0，则前一阶段匀速运动通过的位移s1v0t；第二阶段是以v0为初速度的匀减速直线运动，因不了解时间信息，可选用vv2as，其中vt0，a5 m/s2。第二阶段的位移s2v/10两段位移之和即为ss1s250 m，解上述方程可得v020 m/s或v025 m/s(舍掉)，取v020 m/s换算后得v072 km/h，即汽车的行驶速度应控制在72 km/h以下，方可保证安全。1飞机着陆后匀减速滑行，初速度是60 m/s，加速度的大小是3 m/s2，则飞机着陆后经多长时间停下()。a10 s b15 sc20 s d30 s22010年1月11日，中国首架隐形战机歼20在成都某机场试飞成功。假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动，达到起飞速度v所需的时间是t，则起飞前的运动距离是()。avt b.c2vt d无法确定3如图所示，一辆正以8 m/s速度沿直线行驶的汽车，突然以1 m/s2的加速度加速行驶，则汽车行驶了18 m时的速度为()。a8 m/s b12 m/sc10 m/s d14 m/s4一质点在x轴上做直线运动，其位移随时间的变化规律是s4t2t2，s的单位是m，t的单位为s。则：(1)质点的运动是匀速运动还是匀变速直线运动？(2)3 s末质点的位置？(3)3 s末质点的速度是多少？52010麦卡伦杯高尔夫巡回赛第五站的比赛，于8月29日在北京顺义区的北京高尔夫球俱乐部举行，在比赛中高尔夫球与其球洞的位置关系如图所示，假设球在草地上的加速度为0.5 m/s2，为使球以不大的速度落入球洞，求：(1)击球的速度应为多少？(2)在前面速度的前提下，球运动到球洞的时间为多少？答案：1c解析：设初速度方向为正方向，则v060 m/s、a3 m/s2、vt0，将数据代入公式vtv0at得，t20 s，c正确。2b3c解析：由vv2as得vt m/s10 m/s。故c正确。4答案：(1)匀变速直线运动(2)在x轴上30 m处(3)16 m/s解析：(1)由位移随时间的变化规律可知，质点做的是匀变速直线运动。(2)当t3 s时，s43 m232 m30 m。(3)由s4t2t2知，质点的初速度v04 m/s，a4 m/s2。当t3