高一【物理(人教版)】匀变速直线运动的速度与时间的关系-教学设计

课程基本信息 课例编号 课题 教科书 出版社：人民教育出版社 出版日期：2024年6月 教学人员 授课教师 指导教师 姓名 单位 教学目标 教学目标：掌握匀变速直线运动的概念、规律及特点；理解匀变速直线运动的v-t图的物理意义；掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系式。 教学重点：理解匀变速直线运动的v-t图的物理意义；匀变速直线运动的速度与时间关系式及其应用。 教学难点：能够运用匀变速直线运动的速度与时间的关系解决实际问题；能够利用v-t图像解决实际运动问题。 教学过程 时间 1’ 1’ 2’ 3’

学科 物理 年级 高一 学期 上 匀变速直线运动的速度与时间的关系 书名：普通高中教科书《物理》（必修1） 教学环节 引入新课 匀变速直线运动 演示实验 加深对v-t图像的主要师生活动 通过回顾上节课的内容，继续挖掘上节课得到的实验数据反映的物理规律。与初中所学的匀速直线运动的v-t图做对照，引导学生思考上节课得到v-t图所反映的小车运动特点。 学生通过分析可以发现小车运动的速度大小是随时间变化的；而且是速度随时间线性变化，也就是说速度是均匀变化的；如果任意取一段时间，这是△v与△t的比值即这条直线的斜率也是定值，也就是小车运动中的加速度a保持不变。 物理上将这种加速度不变的直线运动称为匀变速直线运动，它的特点就是速度均匀变化。 利用传感器来重新做上节课的实验，但做一定改进，当小车运动至一半的时候重物着地，使得小车前半程做加速直线运动，后半程做减速直线运动。利用传感器记录小车每时每刻的位置信息，从而计算出小车的速度，得到小车运动的v-t图。 同学们可以观察一下传感器得到的小车运动的v-t图，如果对其进行分析，小车的运动可以分为几个阶段？ 第一个阶段跟我们上节课得到的运动规律类似，是个匀变速直线运动；那后一个阶段呢？这个阶段是配重着地，小车失去了拉力的作用，这

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及匀变速直线运动的理解 匀变速直线运动速度与时间的公式 讲解公式使用过程中的要点 巩固练习 个时候拉力虽然没有了，但阻碍物体运动的摩擦力却依然存在，小车由于惯性继续往前，这时候的是不是匀变速直线运动呢？ 第二阶段的v-t图也近似一条直线，相同的时间内小车的速度变化仍是均匀的，也属于匀变速直线运动，那么这两段都是匀变速直线运动，二者之间有没有区别呢？第一阶段小车做加速运动，a与v方向相同；第二阶段做减速运动，a此时为负值，即a与v反向。 由此可见，如果对匀变速直线运动进行分类的话，可以分为匀加速直线运动，匀减速直线运动。 继续分析图像，直线的斜率代表着物体运动的加速度，倾斜程度越大，说明加速度也越大，相同时间内速度的变化量也就越大。直线纵轴有个交点，这个交点的意义是什么呢？代表着起始时刻物体的速度，我们一般称之为初速度。如果是这样的一条直线，它与横轴这个交点代表的意义又是什么？代表着该时刻物体的速度为零。 通过v-t图像得到许多物体运动的信息。图像是一种非常有效的研究问题的方法，接下来我么看看能不能通过公式或者表达式来描述匀变速直线运动中速度与时间的关系呢？ 我们继续从图像着手，如果用一个函数关系去描述这个图像的话，这个函数关系式应该是什么样的呢？数学上都学习过，一次函数的表达式为y=kx+b，对应到这个具体情境中就是v=at + v0，我们一般写成v=v0+at。 如果从加速度的定义式出发我们也可以得到相同的关系。加速度的定义式a=△v/△t，如果我们取从0时刻到t时刻，a=（v-v0）/(t-0)，化简之后也可以得到v=v0+at的关系式，其中at就是△v，是t时间内速度的变化量。 在知道初速度和加速度的情况下，通过这个表达式，我们就可以计算出匀变速直线运动中任意时刻物体的瞬时速度。 在使用过程中，我们需要注意以下几个点，它仅适用于匀变速直线运动中，即加速度不变，如果整个运动过程中加速度发生变化，则不能简单套用；其次使用过程中，要清楚各物理量的意义，不能张冠李戴，v0为t=0时的初速度；a为加速度，v为t时刻物体的瞬时速度。如果初速度为零，那么v和t的关系式就更简单了，就是v=at，其图像就是一条过原点的直线。 还有在使用过程中我们需要使用国际单位制，比如加速度的单位应为2m/s，对应的速度和时间的单位分别就应该是m/s和s，如果遇到km/h的应换算成m/s，注意1m/s=3.6km、h，h、min也要换算成s，1h=60min=3600s。 接下来是最最重要的啦，我们在上一章运动的描述当中，一直在强调一个观点，位移、速度、加速度是矢量，那么在运算的过程当中我们就需要注意其矢量性，我们先得规定一个正方向，一般情况下选择初速度的方向为正方向，若加速度的方向与初速度方向相同则为“+”，反之为“-”，计算的结果如果出现“-”也表示的是速度方向与规定的正方向相反。 例题：一辆自行车以18km/h的速度在平直公路上匀速行驶，发现前方路口处红灯亮起，从该时刻起，做无动力滑行，加速度的大小为20.5m/s，假定下边两问中自行车均尚未到达红灯处。