第二章 匀变速直线运动
第2节 匀变速直线运动的规律
本节内容是全章的核心,是运动学重点内容之一,上一节通过实验,使学生了解了匀变速直线运动的相关现象以及特点,本节课进一步对匀变速直线运动进行深入研究,本节课是对上一节课的推广和拓展,这是高一学生第一次系统地学习用数学公式表达物理规律,为此,本节课内容既是重点,也是难点。
物理观念:能根据匀变速直线运动的特点,推导匀变速直线运动的公式:vt=v0+at;s= v0t+at2,并利
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用相关公式分析和解决简单的相关问题。
科学思维:从现象入手,用数学公式来描述相关现象,从而形成相关的物理规律。
科学探究:通过历经探究匀变速直线运动的速度公式和位移公式的推导过程,体会数学思想和方法在解决物理问题中的作用。
科学态度与责任:通过观察生活中的匀变速直线运动,感受物理与生活之间的联系;通过师生合作,小组合作,增强合作意思。
1. 匀变速直线运动规律及应用(重点) 2. 匀变速直线运动规律的推导(难点)
一、 情景导入
生活中时不时会遇到紧急刹车的事件:假如你自己开车以30m/s行驶在高速公路上,前面有辆车子突然停下来,于是你开始紧急刹车,刹车是的加速度为6m/s,为了避免意外,你至少与前车保持多远的距离?学习了本节之后,我们就会明白高速公路上保持安全车距的重要性。
二、新课探究
探究点一 匀变速直线运动的速度与时间的关系
1. 提出问题:上节课我们已经知道了匀变速运动中的速度特点,那速度与时间之间有着怎样的关系呢,能
不能用数学公式表示出来?
2
2. 小组合作:阅读教材第37页,交流与讨论上述问题。 3. 归纳小结:由加速度的定义式:a=
vt=v0+at
对于匀变速直线运动,a不变,故其速度时间图像是一条直线,直线的斜率代表加速度。
vt?v0t
可得:
例题一:一质点做匀变速直线运动,其速度v与时间t的数值关系为v=6–2t(各物理量均采用国际单位制单位)。关于该质点的运动,下列说法正确的是( ) A. 初速度大小为2 m/s
2
B. 加速度大小为4 m/s
C. 物体在第1 s末的速度大小为4 m/s D. 物体运动方向始终保持不变 【答案】 C
2
【解析】A、根据v=v0+at=6﹣2t得,质点的初速度v0=6m/s,加速度a=﹣2m/s , A、B不符合题意. C、物体在第1s末的速度v=6-2x1=4(m/s);C符合题意;
D、当t=3s时,物体速度减少到0,此后物体运动方向将发生改变, D不符合题意. 探究点二 匀变速直线运动位移与时间的关系
1. 提出问题:上节课我们已经知道了匀变速运动中的位移的特点,那位移与时间之间有着怎样的关系呢,
能不能用数学公式表示出来?
2. 小组合作:阅读教材第38页,交流与讨论上述问题。 3. 归纳小结:
匀变速直线运动的位移等于直线与坐标轴围城的阴影部分面积(如下图所示)
则有:s=
v0+Vt2
t,
把vt=v0+at代入上述式子可得:
1
s=v0t+at2
2这就是匀变速直线运动位移随时间变化的关系,称为匀变速直线运动的位移公式
例题二:物体自由下落6s落地,不计空气阻力。g取10m/s . 则最后2s内通过的位移为( ) A. 100m B. 180m
C. 80m D. 20m 【答案】 A
【解析】物体在6s内的位移
,所以最后2s内的位移
符合题意,B、C、D不符合题意。
探究点三 速度位移关系式
1. 提出问题:匀变速直线运动速度与位移有什么关系?
2. 小组合作:阅读39页,小组交流与讨论匀变速直线运动的速度与位移的关系 3. 归纳小结:
由匀变速直线运动的速度时间关关系式vt=v0+at和位移时间关系式s=v0t+2at2,消去时间t,可以得
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到匀变速直线运动的速度与位移关系式:vt?v0=2as
1
2
,物体在4s内的位移
,A
例题三:一辆汽车在刹车过程中做匀减速直线运动,刹车的加速度大小为6m/s , 开始刹车后ls时的速度减小为12m/s.那么,该汽车完成这次刹车走过的路程是( ) A. 9m B. 12m C. 18m D. 27m 【答案】 D
【解析】 由v=v0-at可知汽车刹车时的初速度为:v0=v+at=12+6×1=18m/s;则刹车的路程为:
.
探究点四 匀变速直线运动规律的应用
1. 提出问题:反映匀变速直线运动的主要公式有那些?如何应用这些规律解决相关问题? 2. 小组合作:小组交流与讨论匀上述问题 3. 归纳小结:
2
匀变速直线运动的常用公式有如下:
vt=v0+at (1) s=
v0+Vt2
t (2)
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s=v0t+at2 (3)
22vt?v0=2as (4)
公式特点:所有公式一共5个物理量,每个公式包含4个物理量,其中(1)式缺s,(2)式缺a,(3)式缺 vt,(4)式缺t
公式选用:缺什么,选什么,例如,(4)式缺t,如果题目不涉及到时间,可以选取(4)式求出相关物理量。
例题四:汽车以大小为 的速度做匀速直线运动,刹车后获得的加速度的大小为 ,那么刹车
后2s内与刹车后6s内通过的路程之比为( ) A. 1:1 B. 1:2
C. 3:4 D. 3:5 【答案】 C
【解析】汽车速度减为零的时间为: 则刹车后2s内的位移为:
刹车后6s内的位移等于4s内的位移,则: 则刹车2s后和6s后的位移之比为 三、练习设计
完成学案达标检查部分习题。 四、课堂小结
1.匀变速直线运动的规律的推导 2.匀变速直线运动规律的应用
通过小组合作,组织学生进行物理规律的推导,提高学生的合作意识与对所学知识的理解。
,C符合题意,ABD不符合题意。