視頻標簽:勻變速直線運動,位移與時間的關系
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視頻課題:高中物理必修一2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系_廣東省優課
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高中物理必修一2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系_廣東省優課
§2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系
【教材分析】
高中物理引入極限思想的出發點就在于它是一種常用的科學思維方法,在學習第一章時用極限思想介紹了瞬時速度和加速度。本節從勻速直線運動的位移與v-t圖象中矩形面積的對應關系出發,猜想對于勻變速直線運動是否也有類似的關系?并通過“思考與討論”,從而介紹v-t圖象中圖線下面梯形的面積代表勻變速直線運動的位移,又一次應用了極限思想。最后得到勻變速直線運動的位移與時間的關系。
【學情分析】
高一學生經過近一個多月的高中物理的學習,對高中物理學習的方法有了一定的了解。通過前面有關瞬時速度和加速度的學習,學生對用極限思想來研究物理問題以及通過圖象來表達物理量間的變化規律也有了初步的認識,有了這個基礎,本節內容對學生來說是完全可以學好的。
教學三維目標
(一)知識與技能
1.知道勻速直線運動的位移與v-t圖線中的面積對應關系;
2.理解勻變速直線運動的v-t圖象中的圖線與時間軸所夾的面積表示物體在這段時間內運動的位移;
3.掌握勻變速直線運動的位移公式及其應用。 (二)過程與方法
通過極限思想的應用,感悟數學方法在物理學中的應用。 (三)情感、態度與價值觀
1.通過猜想與推導位移公式,培養自己獨立思考能力,增強對物理學習的信心。 2.體驗猜想和數學方法在物理學中的應用,感受成功的快樂和方法的意義。 【教學重點】
勻變速直線運動的位移與時間關系的推導,以及位移公式的應用。
【教學難點】
運用極限思想,用v-t圖象中圖線下面的梯形面積代表位移,導出勻變速直線運動的位移公式。
【教學過程】 一、引入新課
上一節課同學們已經學習了勻變速直線運動的速度與時間的關系,其關系式為v=v0+at。.我們知道,描述物體運動的物理量還有位移,那么位移與時間的關系又是怎樣的呢? 二、新課教學
(一)勻速直線運動的位移
取運動的初始時刻物體的位置為坐標原點,這樣,物體在時刻t的位移等于這時的坐標x,從開始到t時刻的時間間隔為t,則:
做勻速直線運動的物體在時間t內的位移x=v t。
引導:由勻速直線運動的位移公式x=v t,結合它的v-t圖象可知,勻速直線運動的位移對應著v-t圖象下面的面積。
問題:勻變速直線運動的位移與它的v-t圖象是否也有類似的關系? (二)勻變速直線運動的位移
學生針對問題思考,并閱讀“思考與討論”。
學生思考討論回答:學生A計算中時間間隔越小計算出的誤差就越小,對位移的估算就越精確。
問題:這種分析方法是先把過程無限分割,以“不變”近似代替“變”,然后再進行累加的思想。那么此思想方法能否應用到勻變速直線運動的v-t圖象上?
投影:從v-t圖象中探究勻變速直線運動的位移 老師分析講解(無限分割逐漸逼近) 當時間分得無限小時,小矩形就會無窮多,它們的面積之和就等于斜線下面的面積而十分準確地代表了整個運動的位移。
結論:勻變速直線運動的位移仍可用圖線與坐標軸所圍的面積表示。
問題:能否利用上述分析的結論,來推導出勻變速直線運動的位移與時間的關系式? 教師引導、學生活動,最后寫出過程。
由圖可知:梯形OABC的面積 S梯形=(OC+AB)×OA/2
代入各物理量得:x=(v0+v)t/2 把v=v0+at代入解得
X=v0t+at2/2 上式表示勻變速直線運動的位移與時間關系的公式,我們把它簡稱為位移公式。 對位移公式的理解:
1、 公式適用于勻變速直線運動。
2、 υ0、α、x均為矢量,使用公式時應先規定正方向。(一般以υ0的方向為正方向)
若物體做勻加速運動,a取正值,若物體做勻減速運動,則a取負值。 3、 若v0=0,則x=at2/2
4、 代入數據時,各物理量的單位要統一 (用國際單位制中的單位) 。 (三)勻變速直線運動位移時間公式應用
例題1、一輛汽車以2m/s的初速度,1m/s2的加速度加速行駛了8s,問汽車行駛了多遠?
老師引導分別用圖象法、公式法解答。
例題2、在平直公路上,汽車以15m/s的速度勻速行駛。突然剎車,做加速度大小為2m/s2的勻減速直線運動,問汽車剎車后能行使多遠?需要多長時間?
老師引導分別用圖象法、公式法解答。
針對訓練:
1、在平直公路上,汽車以15m/s的速度勻速行駛。從某時刻開始剎車,在阻力作用下,汽車以2m/s2的加速度運動,問剎車后10s末汽車離開始剎車點多遠?
2、一輛汽車以20m/s的速度行駛,現因故剎車,并最終停止運動,已知汽車剎車過程的加速度大小是5m/s2,則汽車從開始剎車經過5s所通過的距離是多少?
【小結】
勻變速直線運動的位移與時間的關系
1、勻變速直線運動,物體的位移對應著v- t圖象中圖線與時間軸所圍的幾何圖形面積。 2、公式:X=v0t+at2/2
【板書設計】
§2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系
1、位移公式:X=v0t+at2/2 2、對位移公式的理解:
(1)公式適用于勻變速直線運動。
(2)υ0、α、x均為矢量,當物體做勻加速運動時,a與υ0同向;若物體做勻減速運動時, a與υ0反向。
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