第一篇:匀变速直线运动的速度与时间的关系(教案最终版)教案
匀变速直线运动的速度与时间的关系
引言:本节课学习第二章第二节
匀变速直线运动的速度与时间的关系,回忆一下在前面我们学过,由速度和时间这两个物理量定义的一个新物理量。(加速度)
我们把物体运动的速度变化量△V与发生这一变化所用时间△t的比值定义为加速度,(1)加速度是用来描述什么的物理量?(描述物体速度变化快慢的物理量,它是速度对时间的变化率),加速度是标量还是矢量?(加速度有大小有方向是矢量)加速度的大小是单位时间内,速度变化量的大小,方向呢?由什么决定?(速度变化量的方向)
(2)怎样根据初速度和加速度的方向判断加速运动还是减速运动?
相同
加速直线运动
不同
减速直线运动
(3)可以通过建立V-t图象更直观的描述 速度与时间的关系,请问V-t图象中的点表示什么?(任意时刻t所对应的瞬时速度v)我们能从v-t图象中得到与运动有关的哪些信息?
怎样判断物体的运动情况?(可以根据图象所对应的速度方向,为正说明物体沿正方向运动,速度为负说明物体沿负方向运动)
在V-T图象上怎样判断是加速直线运动
减速直线运动
还是匀速直线运动呢?(主要是看随着时间的增加,图象对应速度的大小是增加 减少 还是不变)
怎样通过图线的倾斜方向判断加速度的大小?(图线的指向)
同一坐标系中怎样比较两个运动加速度的大小?(图线的倾斜程度)
一、匀变速直线运动
提问:观察v-t图象可以得到那些信息?
v-t图象是一条倾斜的直线,速度方向为正而且大小随着时间逐渐变大,所以小车的运动是沿正方向的加速直线运动。从斜线的指向可以判断加速度方向为正,那大小呢?
如果我们任意选取两段时间间隔t1,t2,两个t分别对应的速度变化量v1,v2,计算发现v1v2==a所以在这个图象中无论t取在什么区间,t所对应的速度变化量t1t2v都是一样的,即这个实验中小车的运动是加速度保持不变的运动。tv与它的比值沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。
1、概念:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。
① ② 沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。所以一个物体要是做匀变速直线运动,一定是沿着一条直线运动。
加速度是矢量,既有大小又有方向。加速度不变,指的是加速度的大小和方向都不变。若物体虽然沿直线运动,且加速度的大小不变,但加速度的方向发生了变化,从总体上讲,物体做的也不是匀变速直线运动。注意这里的匀变速直线运动是加速度不变,匀变速直线运动的速度是均匀变化的,即变速运动
也可以说匀变速直线运动是加速度保持不变的变速直线运动。要与匀速直线运动相区别 ③
我们知道在v-t图象中,可以根据图线的倾斜程度来判断加速度的大小,如果a表示直线的倾斜角,k表示直线的斜率,则斜率的大小等于倾斜角的正切值,等于纵坐标的变化量除以横坐标的变化量。我们又知道在v-t图中纵坐标的变化量除以横坐标的变化量就等于加速度的大小。同一直线的斜率是不变的,说明v-t图中所表示的加速度大小是不变的。而加速度的方向也是不变的(不知要不要说明哈怎么不变的),所以这个v-t图描述的运动是匀变速直线运动,也就是说匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线。
2、说明:
1、匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线。
判断四个图象所描述的运动是不是匀变速直线运动?
从v-t图中也可以看出匀变速直线运动的速度是随着时间均匀变化的,而这个变化可以是均匀的增加,也可以是均匀减少。在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减少,这个运动叫做做匀减速直线运动。
2、匀变速直线运动包括两种情形。
如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;
如果物体的速度随着时间均匀减少,这个运动叫做匀减速直线运动。
提问:
用图像可以直观描述物体运动速度与时间的关系,那么能否用数学表达式描述呢?它们的关系又是怎样?
二、速度与时间的关系式
板书推导过程:
设一个物体做匀变速直线运动,它在计时起点(t=0)的速度是v0,在t时刻的速度是v
所以,△t=t-0, 对应的速度变化量△v=v-v0,从而,由
avvv0vv0,tt0t可得
vv0at。
这就是匀变速直线运动的速度公式。
1、速度公式:vv0at
2、说明:
(1)这个公式只是用于匀变速直线运动中
这个关系式只适用于匀变速直线运动,它反映了匀变速直线运动的瞬时速度随时间的规律。必须清楚式子中各个符号的物理意义,a大小等于单位时间内速度的变化量,at是0~t时间内的速度变化量,加上初速度v0,就是t时刻的瞬时速度。所以t时刻的速度v与初速度v0、加速度a和时间t有关。
(2)这个公式是矢量式
式子中的初速度v0、加速度a和t时刻的速度v都是矢量,在直线运动中,可以用数值表示它们的大小,正负号表示方向(一般情况下都是以初速度v0 方向为正方向),再判断加速度的方向,如果是匀加速直线运动,说明加速度a的方向和初速度v0 方向相同,是正方向,反之如果是匀减速直线运动,加速度a的方向和初速度v0 方向相反,是负值。最后根据计算结果判断t时刻的速度v的方向和大小。
三、速度与时间关系式的应用
例题
1、汽车以40km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能达到多少?
(1)认真审题,理清题意,分析已知量,未知量、待求量
初速度V0=40km/h=11m/s,加速度a=0.6m/s2,时间t=10s(2)画出运动草图,标出各个物理量(最好用简图)
分析物体的运动问题,要养成画运动草图的习惯,(3)根据公式建立方程,代入数据求解(板书解题过程)
① 规定正方向
规定初速度V0的方向为正方向,② 判断各矢量的方向,并进行单位换算
由题意可知初速度V0=40km/h=11m/s,加速度a=0.6m/s2,时间t=10s
③ 建立方程求解
根据速度公式V=V0+at得
10s后的速度
V=V0+at =
11m/s+0.6m/s2×10s =17m/s=61km/h
④ 计算结果的检验,并得结论
所以10s后速度的大小是61km/h,方向与初速度方向相同。
说一说: 这个图象所描述的运动是不是匀变速直线运动? 在相等时间间隔内,速度的变化量相等吗?
课堂小结:
作业的布置:
第二篇:匀变速直线运动的速度与时间关系教案
2、匀变速直线运动的速度与时间的关系
一、知识与技能
1、知道匀变速直线运动的v-t图象特点,理解图象的物理意义.
2、掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动v-t图象的特点.
3、理解匀变速直线运动v-t图象的物理意义。会根据图象分析解决问题。
4、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式,能进行有关的计算.
二、过程与方法
1、培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力。
2、引导学生研究图象,寻找规律得出匀变速直线运动的概念.
3、引导学生用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义.
三、情感、态度与价值观
1、培养学生用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新欲望.
2、培养学生透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识. ★教学重点
1、理解匀变速直线运动v-t图象的物理意义。
2、掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用。★教学难点
1、匀变速直线运动v-t图象的理解及应用.
2、匀变速直线运动的速度-时间公式的理解及计算。★教学方法
1、复习设问,导入目标——寻找规律,得出概念——讨论交流,明确分类。
2、创新思路,公式推导——理解公式,应用计算——明确符号,理解意义。★教学用具:多媒体,三角板 ★教学过程
一、引入新课
教师活动:通过复习v-t图象引导学生回忆图象的物理意义。
利用多媒体展示匀速运动的v-t图象,引导学生思考:在v-t图象中能看出那些信息呢?启发引导学生讨论t图象的特点。
学生活动:学生观看老师的演示,在教师的指导下进行讨论。点评:复习v-t图象为下一步讨论图象特点做好知识准备,有利于学生迅速进入状态。
二、进行新课
1、匀变速直线运动
教师活动:(1)导入上节小车在重物牵引下的运动图象,引导学生思考图象特点,激发学生的求知欲。
(2)利用多媒体展示小车v-t图象,组织学生讨论图象的特点:图象形状、速度、加速度等。
学生活动:学生观看,在教师指导下讨论图象特点。教师活动:(1)引导学生继续思考,培养学生的探究意识。
(2)组织学生总结图象特点,引导学生继续思考加速度与直线的倾斜程度的关系。
学生活动:学生总结汇报,思考问题.
教师活动:教师引导学生概括小车运动的特点,明确运动的性质。学生活动:学生在教师指导下得到匀变速直线运动的概念。
点评:利用图象的方法引入匀速和匀变速直线运动,学生在对规律的把握上感觉比较直观,有利于学生迅速抓住运动特点,理解概念,培养学生空间想象能力。
教师活动:利用多媒体展示变化了的图象(如图所示),组织学生讨论:匀变速直线运动可分为哪两种类型?“均匀变化”的含义是什么?启发学生思考后得到结论.
学生活动:学生观看图象,讨论图象的区别及共同点,得到匀变速直线运动的两种类型。教师活动:出示课堂练习(如图所示),引导学生思考和讨论:速度、加速度如何变化?是匀加速运动吗?
学生活动:完成课堂练习。点评:让学生知道图象是研究物理问题的一种重要方法,优点是直观形象,通过图象变化,帮助学生进一步理解概念,培养学生思考的周密性;在应用中加深对图象及概念的理解。
2、速度与时间的关系式
教师活动:教师引导学生思考:除了图象外,还可以用什么方法表达物理规律?启发引导学生用数学公式来表达。指导学生推导公式。
学生活动:思考教师的问题,学习用物理语言表述过程,根据有关知识进行公式推导。教师活动:引导学生从物理角度理解公式,进一步思考:式中各符号是矢量还是标量?直线运动中正负各表示什么意思?
学生活动:学生思考教师提出的问题,理解直线运动中矢量性的表示。
教师活动:通过例题1和例题2,加深对公式的理解,培养学生应用知识解决问题的能力。
教师引导学生读题和审题,理解题意,画出运动草图,挖掘隐含条件,正确应用公式及公式变形解题。
学生活动:学生读题,正确理解题意,画出运动草图,找出有关物理量,正确应用公式解题。
点评:通过推导公式,培养学生用物理语言表达过程的能力和应用数学工具的能力;通过具体题目,培养学生读题、审题、画草图分析运动学问题的能力。直线运动中,物理量的矢量性通过正负号来表示,要指导学生在矢量运算中的符号如何确定。
三、课堂总结、点评
本节重点学习了对匀变速直线运动的理解和对公式vv0at的掌握。对于匀变速直线运动的理解强调以下几点:
1、任意相等的时间内速度的增量相同,这里包括大小方向,而不是速度相等。
2、对这个运动中,质点的加速度大小方向不变,但a不能说与v成正比,与t成反比,a决定于v和t的比值。
3、a能混淆。
4、公式中v、v0、a都是矢量,必须注意其方向。
四、实例探究 vvvvv0而不是a,a即vv0at,要明确各状态的速度,不tttt☆关于匀变速直线运动的理解
[例1] 跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地而某一高度静止于空中时,运动员离 开飞机自由下落,运动一段时间后打开降落伞,展伞后运动员以5m/s的加速度匀减速下降,则在运动员减速下降的任一秒内()
A.这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/s B.这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍 C.这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/s D.这一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/s 解析:根据加速度的定义式:a
2vvv0,vat,这一秒末的速度比前一tt秒初的速度变化了:vat5t,且这一秒末与前一秒初的时间间隔为2s,所以v10 m/s,故A、B选项错误,D选项正确。又因为这一秒末与前一秒末间的时间间隔为1s,因此选项C也正确。故本题答案为CD。
答案CD ☆关于速度与加速度的方向问题
[例2]一个物体以5m/s的速度垂直于墙壁方向和墙壁相撞后,又以5m/s的速度反弹回来。若物体在与墙壁相互作用的时间为0.2s,且相互作用力大小不变,取碰撞前初速度方向为正方向,那么物体与墙壁作用过程中,它的加速度为()
A.10m/s B.–10m/s C.50 m/s D.–50m/s
思维入门指导: 推理能力和分析综合能力是高考要求的五种能力中的两种能力。近年高考对考生能力考查有逐渐加重的趋势,本题的考查即为推理能力的考查,考查了基本知识的应用问题。
解析:由于取碰撞前的初速度为正方向,则初速度v0=5m/s,末速度为v =-5m/s,因此物体在与墙壁作用过程中,其加速度为:a2
vvv05550m/s2,D正确。tt0.2加速度的负值不代表加速度的大小,只表示加速度的方向.说明加速度的方向与规定的正方向相反。加速度的负值也不能说明物体在做减速运动,如果此时物体的速度也为负值,则物体做的为加速运动。
☆关于基本公式vv0at的应用 [例3]一质点从静止开始以1m/s的加速度匀加速运动,经5s后做匀速运动,最后2s的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度是多大?减速运动时的加速度是多大?
分析:质点的运动过程包括加速一匀速一减速三个阶段,如图。
在解决直线运动的题目时要善于把运动过程用图描绘出来,图示有助于我们思考,使整个运动一目了然,可以起到事半功倍的作用。同学们要养成这个习惯。
图示中AB为加速,BC为匀速,CD为减速,匀速运动的速度既为AB段的末速度,也为CD段的初速度,这样一来,就可以利用公式方便地求解了。
解析:由题意画出图示,由运动学公式知:
vBv0at=5m/s,vCvB=5m/s 由vv0at应用于CD段(vD0)得:a负号表示a与v0方向相反。
vDvC052.5m/s2
t2
第三篇:教案--匀变速直线运动的速度与时间的关系
第二节 匀变速直线运动的速度与时间的关系
一、教学目标:
知识与技能:
1、理解匀变速直线运动的含义;
2、识别匀变速直线运动的v-t图像;
3、能根据加速度的定义推导匀变速直线运动的速度公式,理解公式中各物理量的含义;
4、掌握匀变速直线运动的公式,能运用公式进行有关计算;
过程与方法:
1、通过v-t图像,学会识别、分析图像和运用物理语言表达过程;
2、体会研究图像,得出匀变速直线运动的概念的过程;
3、学习用数学公示表达物理规律,并知道个符号的含义;
情感态度与价值观:
1、通过速度公式的推导过程培养用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新的欲望;
2、通过v-t 图象的理解及应用,培养学生透过现象看本质,用不同方法表达同一规律的科学意识。
二、教学重点:1.理解v-t图像的物理意义;
2.公式v =v0 + at的推导及应用;
三、教学难点:1.匀变速直线运动v—t 图象的理解及应用;
2.匀变速直线运动的速度一时间公式的理解及计算;
四、教学过程:
(一)新课导入:
师:上节课我们通过实验探究的方式描绘除了小车的v-t图像,那么,它表示小车做什么样的运动呢?小车的速度随时间怎样变化?我们能否用数学方法得出速度随时间变化的关系式呢?带这些问题让我们来进行今天的学习。
(二)新课
一、匀变速直线运动 师:(板画)
师:首先我们考虑左图。这个v-t图像有什么特点? 生:是一条平行于时间轴的直线。
师:它表示的速度有什么特点?
生:速度大小是10m/s,方向与正方向相同,描述的是匀速直线运动。师:匀速直线运动是表示速度恒定的运动,那它的加速度是多少? 生(众):零。
师:好,大家观察右图。它与左图有什么相似和不同的地方?
生:速度大小也是10m/s,是反向运动,速度值不变,因此也是匀速直线运动。师:你能断定这两个图象中所表示的运动方向相反吗?
生:是的,它们肯定相反,因为一个是正值,与规定的正方向相同,一个是负值,与规定的正方向相反。师:它们是在同一个坐标系中吗?两个坐标系中规定的正方向一定是相同的吗? 生:正方向不一定相同,所以不能断定它们的方向一定相反。师:是的,在两个不同的坐标系中不能确定它们的方向关系。
师:(板画)
师:这是我们上节课实验测得的小车速度-时间图像。同学们思考一下,小车的速度随时间怎样变化?小车做的是什么样的运动?
下面我们来对这幅v-t图像进行分析。(板画)
我们发现每过一个相等的时间间隔,速度的增加量是相等的.所以无论Δ t(选在什么区间,对应的速度v的变化量△v与时间t变化量△t之比Δ x / Δ t 是一样的,即这是一种加速度不随时间(时间间隔)改变的直线运动。
师:质点沿着一条直线运动,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动.它的速度一时间图象是一条倾斜的直线。(板书)在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增大,这个运动就是匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动就是匀减速直线运动。(板书)
师:好下面我们再来看几幅图,看看它们做的是什么运动?【板书】
师:要注意对于图象的完整表达。
生:图一是初速度为v0的匀加速直线运动,速度与加速度方向均为正。
生:图二是初速度为v0的匀减速直线运动.速度方向为正,加速度方向与规定的正方向相反,是负的。
生:图三是初速度为零的匀加速直线运动,但速度方向与规定的速度方向相反,加速度方向为正。生:图四是初速度为v0的匀减速直线运动,速度为零后又做反向(负向)匀加速运动。
生:图五是初速度为v0的负向匀减速直线运动,速度为零后又做反向(正向)匀加速运动。
(教师及时总结和补充学生回答中出现的问题。)师:下面,我们来系统总结一下能从v-t图象中得出哪些信息? 生:质点在任一时刻的瞬时速度及任一速度所对应的时刻,比较速度的变化快慢,加速度的大小和方向。师:(板书)
师:好。现在同学们对于v-t图象已经有了一个比较深刻的认识
师:所谓数理不分家。数学知识在物理中的应用很多,除了我们上面采用图象法来研究外,是为了方便进行定量计算,我们有必要找出物体速度与时间的定量关系。那么做匀变速直线运动的定量描述是怎样的呢?
二、速度与时间的关系式
师:(板书)
1、规定开始时刻为计时起点(即0时刻),则从开始时刻到时刻t,时间的变化量为: △t = t – 0 = t
2、初速度v0
:计时起点(t =0)的速度
末速度v:时刻t 的速度
速度的变化量为: △v = v – v0
3、速度与时间关系:
a=vx=vv0t0=v-v0t
得到:v = v0+at 即为速度与时间的关系式。(板书)强调这是本节课的重点以及应该注 意的问题。①公式中各符号的物理意义
②v、a、v0都是矢量,应用时要统一正方向,给各矢量带上正负号
生:公式中有三个矢量,除时间t外,都是矢量.
师:物体做直线运动时,矢量的方向性可以在选定正方向后,用正、负来体现.方向与规定的正方向相同时,矢量取正值,方向与规定的正方向相反时,矢量取负值.一般我们都取物体的运动方向或是初速度的方向为正.
③运用该公式解题时,要注意研究过程,各物理量是相对于同一过程的
师:(板书)
式的理解.
师:我给大家在图上形象地标出了初速度,速度的变化量.请大家从图象上来进一步加深对公生:at是0~t时间内的速度变化量△v,加上基础速度值——初速度vo,就是t时刻的速度v,即v=vo+at. 师:类似的,请大家自己画出一个初速度为v0的匀减速直线运动的速度图象,从中体会:在零时刻的速度询的基础上,减去速度的减少量at,就可得到t时刻的速度v。下面我们来就两道例题巩固一下:
例1.汽车以40km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速10s后速度能达到多少?
教师引导学生读题和审题,理解题意,明确已知量、待求量,挖掘隐含条件,确定研究对象和研究过程,画出运动草图正确应用公式及公式变形解题。取汽车初速度的方向为正方向 已知v0 =40km/h =11m/s a =0.6m/s,t =10s 求:v 解:根据v = v0+at
可得10s时速度为:
v=11m/s+0.6m/s2×10s
=17m/s
=61km/h 例题2汽车以36km/h的速度匀速行驶,若汽车以0.6m/s2的加速度刹车,则10s和20s后的速度减为多少?
教师指导学生用速度公式建立方程解题,代入数据,计算结果。教师巡视查看学生自己做的情况,投影出示典型的样例并加以点评。有的同学把a=0.6m/s2代入公式v=vo+at,求出v10=16m/s
v20=22 m/s 师:这种做对吗?
生:汽车在刹车,使减速运动,所以加速度应代负值,即a=﹣0.6 m/s2。
有的同学把a=﹣0.6m/s代入公式v=vo+at,求出v10=4m/s
v20=﹣2 m/s 师:这样做对吗? 生:对,我也是这样做的
师:v20= —2 m/s中负号表示什么? 生:负号表示运动方向与正方向相反。
师:请同学们联系实际想一想,汽车刹车后会再朝反方向运动吗? 生:哦,汽车刹车后经过一段时间就会停下来。师:那这道题到底该怎么做呢? 生:先计算出汽车经多长时间停下来。
教师出示规范解题的样例。
解:设初速度v0=36km/h=10m/s,加速度a=﹣0.6m/s2,时间t=10s,由速度公式v=vo+at,可知刹车至停止所需时间t=v﹣v0/a=0﹣10/﹣0.6=16.7s。
故刹车10s后的速度v10=v0+at=10m/s﹣0.6×10m/s=4m/s 刹车20s时汽车早已停止运动,故v20=0 师:通过这道题,我们大家知道了汽车遇到紧急情况时,虽然踩了刹车,但汽车不会马上停下来,还会向前滑行一段距离。因此,汽车在运行时,要被限定最大速度,超过这一速度,就可能发生交通事故。请同学们结合实际想一想:当发生交通事故时,交警是如何判断司机是否超速行驶的?
生:汽车刹车时会留下痕迹,交警可以通过测量痕迹的长度,计算出司机刹车时的速度。以此来判断司机是否超速行驶。师:好极了。22规律方法总结:
1.速度公式vt=v0+at的适用条件是匀变速直线运动,所以应用公式时必须首先对运动性质和运动过程进行判断和分析.2.分析物体的运动问题,要养成画运动草图的习惯,主要有两种草图:一是v-t图象;二是运动轨迹.这样将加深对物体运动过程的理解,有助于发现已知量和未知量之间的相互关系.3.如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,弄清物体在每段上的运动规律.如果全过程不是匀变速运动,但只要每一小段做匀变速运动,也可以在该小段应用匀变速速度公式求解.三.小结
本节重点学习了对匀变速直线运动的理解和对公式v=vo+at的掌握.对于匀变速直线运动的理解强调以下几点:
1.任意相等的时间内速度的增量相同,这里包括大小方向,而不是速度相等.
2.从速度一时间图象上来理解速度与时间的关系式:v=vo+at,t时刻的末速度v是在初速度v0的基础上,加上速度变化量△v=at得到.
3.对这个运动中,质点的加速度大小方向不变,但不能说a与△v成正比、与△t成反比,a决定于△v 和△t 的比值.
4.a=△v/△t 而不是a=v/t , a=△v/△t =(vt-v0)/△t即v=vo+at,要明确各状态的速度,不能混淆.
5.公式中v、vo、a都是矢量,必须注意其方向.
数学公式能简洁地描述自然规律,图象则能直观地描述自然规律.利用数学公式或图象,可以用已知量求出未知量.例如,利用匀变速直线运动的速度公式或v-t图象,可以求出速度,时间或加速度等.
用数学公式或图象描述物理规律通常有一定的适用范围,只能在一定条件下合理外推,不能任意外推.例如,讨论加速度d=2 m/s2的小车运动时,若将时间t推至2 h,即7 200s,这从数学上看没有问题,但是从物理上看,则会得出荒唐的结果,即小车速度达到了14 400m/s,这显然是不合情理的.
五、作业:教材第39页“问题与练习”
六、板书设计
第四篇:教案(匀变速直线运动的速度与时间的关系)
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匀变速直线运动的速度与时间的关系
教学重点
1.匀变速直线运动的定义.2.匀变速直线运动的速度公式的推导.教学难点
灵活运用速度公式解决实际问题.课时安排
2课时 三维目标
知识与技能
1.掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动v-t图象的特点,会根据图象分析解决问题;
2.掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式,能进行有关的计算.过程与方法
1.通过探究速度公式,经历由特殊到一般的推理过程,体会科学研究方法;
2.通过寻找规律得出匀变速直线运动的概念,并用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义.情感态度与价值观
1.通过速度公式的推导过程培养用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新的欲望.2.通过v-t图象的理解及应用,培养学生透过现象看本质,用不同方法表达同一规律的科学意识.教学过程
导入新课
故事导入
2007年2月,在泰安市青年路上,一位女士推着一辆电动车在斑马线上,正准备穿过马路.突然,一辆小轿车自西向东冲了过来,站在斑马线上的女士还没来得及反应就被撞飞了出去.由于小轿车以超过了每小时60千米的速度行驶,推车的女士一下子被撞飞了两米多高,然后重重地摔在了肇事车辆的挡风玻璃上,接着又掉在了路中心,当场不省人事.可见,速度过大会带来严重危害.但若司机紧急刹车的话,就有可能避免这场灾难.若司机刹车之后,小轿车会做什么样的运动?需要用多长时间刹车才能避免灾难.图2-2-1
情景导入
播放影片资料(跳伞表演).当飞机离地面某一高度静止于空中时,运动员离开飞机自由下落,运动一段时间后打开降落伞,直到落到地面.运动员在打开伞前做什么样的运动?在打开降落伞之后又做了什么样的运动呢?(假设空气阻力恒定)运动员的速度发生了怎样的变化?打开降落伞的时间是运动员任意选取的吗?
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图2-2-2
复习导入
复习旧知:1.速度—时间图象的意义:描述速度随时间的变化关系,即质点在不同时刻的速度.描点作图法
2.速度—时间图象的绘制:
计算机绘制vt图象(如Excel)
课件展示:
图2-2-3
图2-2-4
以上两图为两个质点运动过程中的v-t图象.图2-2-3表示质点在任意时刻速度均不变化,它描述的是匀速直线运动.图2-2-4是一条倾斜的直线,与上节实验中,小车在重物牵引下运动的v-t图象相同.它表示质点在做什么样的运动? 推进新课
一、匀变速直线运动
在现实生活中,不同物体的运动快慢程度往往不同.就是同一物体的运动,在不同的过程中,运动情况也不一定相同.比如:火车出站时速度由零逐渐增大,速度达到一定值后匀速运动,进站时速度逐渐减小至零.整个过程中,运动情况不同.教师设疑:火车在不同阶段速度如何变化?加速度发生变化吗?
交流讨论:火车出站时速度增加,其v-t图象如同上节小车在重物牵引下运动的v-t图象;
在平直轨道上行驶时速度不变,v-t图象是平行于t轴的直线;
进站时速度逐渐减小,三个阶段v-t图象分别如图2-2-5甲、乙、丙所示:
图2-2-5
1.在以上三个v-t图象中,取相同时间Δt看速度的变化量Δv如何变化.发现图甲Δv>0,且数值相同,图乙Δv=0,图丙Δv<0且数值也相同.2.取相同时间间隔Δt′<Δt,观察Δv的变化,结论与上述相同.3.取相同时间间隔Δt″<Δt′,观察Δv的变化,仍得到上述结论.中鸿智业信息技术有限公司
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vt
结论:在任意相等的时间内:图甲、图丙Δv不变.由a=知:加速度不变
图乙Δv=0,说明做匀速直线运动.归纳:如果一个运动物体的v-t图象是直线,则无论Δt取何值,对应的速度变化量Δv与Δt的比值vt都是相同的,由加速度的定义a=
vt可知,该物体做加速度恒定的运动.课件展示:1.匀变速直线运动的定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动.2.特点:(1)相等时间Δv相等,速度均匀变化;
(2)vt=a恒定,保持不变;
(3)v-t图象是一条倾斜直线.3.分类匀加速直线运动匀减速直线运动:a与v0同向,v越来越大.:a与v0反向,v越来越小.课堂训练
如图2-2-6所示为四个物体在一条直线上运动的v-t图象,由图象可以看出,做匀加速直线运动的是()
图2-2-6
解析:v-t图象的斜率就是物体的加速度,A中图象平行于时间轴,斜率为零,加速度为零,所以做匀速直线运动.B图象斜率不变,加速度不变,是匀变速直线运动,且由图象可看出,物体的速度随时间减小,所以是做匀减速直线运动.C图象斜率不变,加速度不变,做匀加速直线运动.D图象的切线斜率越来越大,表示物体做加速度越来越大的变加速运动.答案:C
二、速度与时间的关系式
解决物理问题的常用方法有两种,即图象法和数学分析法.我们可以通过对图象的分析判定物体是否做匀变速运动,做匀变速直线运动的定量描述是怎样的呢?
(设计方案一):利用例题用数学归纳法得出v-t关系.例1火车原以10.0 m/s的速度匀速行驶,后来开始做匀加速直线运动,加速度是0.2 m/s2,从火车加速起第1 s末、第2 s末、第3 s末„„第t秒末的速度分别是多少?
解析:火车匀加速运动时,速度是均匀增大的.加速度是0.2 m/s2,说明火车每1 s速度增大0.2 m/s.v1=10.0 m/s+0.2 m/s=10.2 m/s
v2=10.2 m/s+0.2 m/s=10.4 m/s=10.0 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s
v3=10.4 m/s+0.2 m/s=10.6 m/s=10.0 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s+0.2 m/s.由以上可类推:第t秒末的速度应等于初速度加上t秒内速度的增加,即为:vt=v0+at.(设计方案二)利用加速度的定义式推导
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a=vx=vv0t0=v-v0t
解出v=v0+at
答案:v=v0+at
这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式.点评:通过两个方案推导出速度时间关系,领悟多种途径可解决同一问题,培养学生的发散思维、创新思维,提高学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力.要点扫描
1.速度公式反映了匀变速直线运动的瞬时速度随时间变化的规律,式中v0是开始计时时的瞬时速度,vt是经过时间t后的瞬时速度.2.速度公式中v0、vt、a都是矢量,在直线运动中,规定正方向后(常以v0的方向为正方向),都可用带正、负号的代数量表示,因此,对计算出的结果中的正、负,需根据正方向的规定加以说明.若经计算后vt>0,说明末速度与初速度同向;若a<0,表示加速度与v0反向.3.若初速度v0=0,则vt=at,瞬时速度与时间成正比.4.若初速度v0的方向规定为正方向,减速运动的速度公式vt=v0-at.当vt=0时,可求出运动时间t=v0/a.5.利用v=v0+at计算未知量时,若物体做减速运动,且加速度a已知,则代入公式计算时a应取负数,如v0=10 m/s,以2 m/s做减速运动,则2 s后的瞬时速度vt=10 m/s-2×2 m/s=(10-4)m/s=6 m/s.课堂训练
汽车以40 km/h的速度匀速行驶,现以0.6 m/s2的加速度加速,10 s后速度能达到多少?
分析:此问题已知v0、a、t,求vt,因此可利用速度关系来求解.解析:设初速度的方向为正方向,v0=40 km/h=
403.6m/s=11 m/s
因为加速,故a与v0同向,a=0.6 m/s2,时间t=10 s s后速度为:v=v0+at=11 m/s+0.6 m/s2×10 s=17 m/s.答案:17 m/s
知识拓展
以上是关于匀加速直线运动的练习,而对于匀减速直线运动的物体,解题结果要符合物理实际,物理问题并不是简单的数学运算.例2小明驾驶汽车以v=20 m/s的速度匀速行驶,突然前面有紧急情况,(如图2-2-7所示)小明紧急刹车,加速度大小为4 m/s2.求汽车6 s末的速度.图2-2-7
解析:在式子v=v0+at中有四个物理量,题目中出现了其中的三个,即v0=20 m/s,a=-4 m/s2,t=6 s代入公式中,解得:
v=v0+at=20+(-4)×6 m/s=-4 m/s
意思是车正以4 m/s的速度后退,这显然与实际现象违背.中鸿智业信息技术有限公司
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根据题意知,刹车一段时间(t=
204 s=5 s)后,汽车速度减为零,以后就会静止,不会后退,故所求速度v=0.答案:0
交流讨论:1.在实际生活中,汽车刹车停止后,不会做反向加速运动,而是保持静止.2.题目给出的时间比刹车时间长还是短?若比刹车时间长,汽车速度为零.若比刹车时间短,可利用公式v=v0+at直接计算,因此解题前先求出刹车时间t0.3.刹车时间t0的求法.由v=v0+at,令v=0,求出t0便为刹车时间,即t0=若tt0,则v0;
4.比较t与t0,
若tt0,则vv0at.v0a.课堂训练
某汽车在平直公路上以43.2 km/h的速度匀速正常行驶,现因前方出现危险情况而紧急刹车,加速度的大小是6 m/s2.问刹车后经过5 s,汽车的速度变为多少?
分析:此题与例题相似,解此类题目先求刹车时间t,然后比较t与t0的关系得出结论.解析:设汽车经时间t0停止.v0=43.2 km/h=12 m/s,v=0,a=-6 m/s2
由v=v0+at得t0=v-v0a=
0126 s=2 s
则知汽车从刹车开始经过2 s速度就减为零,故再经过3 s,汽车速度仍为零.答案:0
三、对速度—时间图象的理解
速度—时间图象描述物体的速度随时间的变化关系,从“v-t”图象中我们可获得如下信息:
1.某时刻的瞬时速度.2.某段时间内速度变化量.3.加速度大小.4.位移的大小.合作探究
为了加深对“v-t”图象的理解,说出如图2-8-示图线所代表的意义.图2-2-8
1.若图象过原点,说明物体做初速度为零的匀加速直线运动,如图①.2.图象不过原点,若与纵轴有截距,表示运动物体初速度为v0,如图②;若与横轴有截距,表示物体经过一段时间后从t0开始运动,如图③.3.两图线交点说明两物体在该时刻具有相同的速度.中鸿智业信息技术有限公司
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4.图线是直线说明物体做匀变速直线运动;图线是曲线则表示物体做变加速运动,如图④.5.图线⑤表示物体的速度逐渐减小,做匀减速运动.6.图线⑥在t轴下方表示物体运动的速度方向反向(与正方向相反).7.图线与横轴t所围成的面积在数值上等于该物体在该段时间内的位移.8.图线的倾斜程度(即斜率),反映了速度改变的快慢,倾斜程度越大,表示速度改变得越快;倾斜程度越小,表示速度改变得越慢,如图线②比图线③速度改变得慢.说明:1.若图线⑤跨过t轴,表示在交点时刻速度减为零,之后做反向加速运动.如图2-2-9所示.图2-2-9
2.图线不表示物体的运动轨迹.课堂训练
如图2-2-10所示,物体在各段时间内做何种运动?哪一段时间内加速度最大?
图2-2-10
分析:v-t图象的斜率等于加速度的大小,负斜率表示加速度方向与规定的正方向相反.解析:由v-t图象的意义可知,物体在0——t1、t4——t5时间内做匀加速运动;t2——t3、t6——t7时间内做匀减速直线运动;在t1——t2、t5——t6时间内做匀速直线运动.v-t图象的斜率大小等于加速度大小,t2——t3段斜率最大,所以加速度最大.小结:速度大小的变化情况仅由速度和加速度方向的关系确定,不要认为加速度为负值,就做匀减速运动.思考与讨论:为什么v-t图象只能反映直线运动的规律?
因为速度是矢量,既有大小又有方向.物体做直线运动时,只可能有两个速度方向,规定了一个为正方向时,另一个便为负值,所以可用正、负号描述全部运动方向.当物体做一般曲线运动时,速度方向各不相同,不可能仅用正、负号表示所有的方向,所以不能画出v-t图象.所以,只有直线运动的规律才能用v-t图象描述,任何v-t图象反映的也一定是直线运动规律.四、速度—时间关系的应用
运动学问题往往有多种解法.解题时可灵活处理,以开拓思路,提高能力.本节课学习了速度—时间关系,利用此关系,我们来探究一道题目的解法.例3火车沿平直铁轨匀加速前进,通过某一路标时的速度为10.8 km/h,1 min后变成54 km/h,又需经多少时间,火车的速度才能达到64.8 km/h?
分析:题中给出了火车在三个不同时刻的瞬时速度,分别设为v1、v2、v3,火车的运动的示意图如图2-2-11所示.由v1、v2和时间t1可以算出火车的加速度a,再用速度公式就可算出t2.还可以画出v-t图,如图2-2-12所示.中鸿智业信息技术有限公司
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图2-2-11
解法一:三个不同时刻的速度分别为
v1=10.8 km/h=3 m/s
v2=54 km/h=15 m/s
v3=64.8 km/h=18 m/s
时间t1=1 min=60 s
据a=
a=v2v1t得加速度
15360m/s2=0.2 m/s2 v3v2a18150.2则时间t2== s=15 s.解法二:此运动加速度不变
由于a=vt,所以v2v1t1=
v3v2t2
得所求时间t2=v3v2v2v1t1=15 s.解法三:因为物体加速度不变,作出其v-t图象如图2-2-12所示,由图中的相似三角形可知v3v1v2v1=t1t2t1
图2-2-12
代入数据183153=60t260,解得t2=15 s.答案:15 s
规律方法总结:1.速度公式vt=v0+at的适用条件是匀变速直线运动,所以应用公式时必须首先对运动性质和运动过程进行判断和分析.2.分析物体的运动问题,要养成画运动草图的习惯,主要有两种草图:一是v-t图象;二是运动轨迹.这样将加深对物体运动过程的理解,有助于发现已知量和未知量之间的相互关系.中鸿智业信息技术有限公司
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3.如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,弄清物体在每段上的运动规律.如果全过程不是匀变速运动,但只要每一小段做匀变速运动,也可以在该小段应用匀变速速度公式求解.课堂训练
发射卫星一般应用多级火箭,第一级火箭点火后,使卫星向上匀加速运动的加速度为50 m/s,燃烧30 s后第一级脱离,第二级火箭没有马上点火,所以卫星向上做加速度为10 m/s2的匀减速运动,10 s后第二级火箭启动,卫星的加速度为80 m/s2,这样经过1分半钟第二级火箭脱离时,卫星的速度多大?
解析:整个过程中卫星的运动不是匀变速直线运动,但可以分为三个匀变速直线运动处理.第一级火箭燃烧完毕时的速度v1=a1t1=50×30 s=1 500 m/s
减速上升10 s后的速度v2=v1-a2t2=1 500 s-10×10 s=1 400 m/s
第二级火箭脱离时的速度v3=v2+a3t3=400 s+80×90 s=8 600 m/s.答案:8 600 m/s 课堂小结
本节课主要学习了匀变速直线运动的概念、匀变速直线运动速度—时间关系以及图象.本节课不仅是知识的学习,更为重要的是渗透着探究科学问题所采用的一系列方法.这在物理学研究中以及整个人类探索自然科学的研究中,发挥着极其重要的作用.本节课主要内容包括:
1.匀变速直线运动的概念:沿着一条直线,且加速度不变的运动.2.匀变速直线运动速度公式:v=v0+at.3.匀变速直线运动的v-t图象:一条倾斜的直线.布置作业
1.教材第36页“问题与练习”1、2、4题.2.课下观察现实生活中哪些运动可近似认为是匀变速直线运动.根据本节所学内容,探究如何避免车祸的发生.板书设计 匀变速直线运动的速度与时间的关系
定义:加速度恒定的直线运动匀变速直线运动vt图象:倾斜的直线匀变速直线运动速度与时间的关系公式:vv0at求某时刻的速度:vv0atvv0应用求加速度:atvv0求运动时间:ta
2活动与探究
课题:火车道上枕木之间的距离可以认为是相等的,均为Δx,火车进站的运动是匀减
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速直线运动,现在想估算一下火车进站的过程加速度大小,而手边没有计时工具,但是知道自己脉搏跳动的时间间隔为T.你该怎么做呢?
分析:1.在T时间内听有几次响动,就有几个Δx,由此估算出此时速度v1.2.心中默数经过时间nT.3.在T时间内听有几次响动,由此估算出此时速度v2.4.利用本节所学速度公式v=v0+at估算加速度a的大小.结论:能估算出加速度的大小,测量方式如上述分析.习题详解
21.解答:初速度v0=36 km/h=10 m/s,加速度a=0.2 m/s,末速度v=54 km/h=15 m/s.根据v=v0+at得t=vv0a=
15100.2 s=25 s.2
2.解答:初速度v0=72 km/h=20 m/s,加速度a=-0.1 m/s,时间t=2 min=120 s,根据v=v0+at得v=20 m/s-0.1×120 m/s=8 m/s.3.解答:(1)1 s末速度是1.5 m/s,4 s末速度为2 m/s,最大,7 s末速度为1 m/s,最小.(2)这三个时刻的速度均为正值,速度方向相同.(3)1秒末加速度为0.5 m/s,4 s末加速度为零,最小,7 s末加速度为1 m/s,最大.(4)1 s末加速度为正值,7 s末加速度为负值,加速度方向相反.说明:速度、加速度都是矢量,比较矢量的大小是按矢量的绝对值判定.4.如图2-2-13所示.2
2图2-2-13 设计点评
本节课内容虽仅涉及一个公式:v=v0+at,但对于此公式的推导相当重要.因为这种推导所采用的方法,渗透着学科思想,对今后探索很多物理规律有很大的借鉴意义.因此本设计注重了过程的推导.分别从三个角度,把公式推导出来,利用图象、教学归纳、公式变形.这样可培养学生的创新思维,用多种方法解决同一问题的能力.中鸿智业信息技术有限公司
第五篇:2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系 教案
2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
教学目标 知识与技能
1.掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动v-t图象的特点,会根据图象分析解决问题;
2.掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式,能进行有关的计算.过程与方法
1.通过探究速度公式,经历由特殊到一般的推理过程,体会科学研究方法;
2.通过寻找规律得出匀变速直线运动的概念,并用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义.情感态度与价值观
1.通过速度公式的推导过程培养用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新的欲望.2.通过v-t图象的理解及应用,培养学生透过现象看本质,用不同方法表达同一规律的科学意识.教学重点
1.匀变速直线运动的定义.2.匀变速直线运动的速度公式的推导.教学难点
灵活运用速度公式解决实际问题.教学过程
导入新课
复习导入
复习旧知:1.速度—时间图象的意义:描述速度随时间的变化关系,即质点在不同时刻的速度.2.速度—时间图象的绘制:
课件展示:
描点作图法计算机绘制vt图象(如Excel)
图1
图2
以上两图为两个质点运动过程中的v-t图象.图1表示质点在任意时刻速度均不变化,它描述的是匀速直线运动.图2是一条倾斜的直线,与上节实验中,小车在重物牵引下运动的v-t图象相同.它表示质点在做什么样的运动? 推进新课
一、匀变速直线运动
在现实生活中,不同物体的运动快慢程度往往不同.就是同一物体的运动,在不同的过程中,运动情况也不一定相同.比如:火车出站时速度由零逐渐增大,速度达到一定值后匀速运动,进站时速度逐渐减小至零.整个过程中,运动情况不同.教师设疑:火车在不同阶段速度如何变化?加速度发生变化吗?
交流讨论:火车出站时速度增加,其v-t图象如同上节小车在重物牵引下运动的v-t图象;
在平直轨道上行驶时速度不变,v-t图象是平行于t轴的直线;
进站时速度逐渐减小,三个阶段v-t图象分别如图2-2-5甲、乙、丙所示:
图2-2-5
1.在以上三个v-t图象中,取相同时间Δt看速度的变化量Δv如何变化.发现图甲Δv>0,且数值相同,图乙Δv=0,图丙Δv<0且数值也相同.2.取相同时间间隔Δt′<Δt,观察Δv的变化,结论与上述相同.3.取相同时间间隔Δt″<Δt′,观察Δv的变化,仍得到上述结论.结论:在任意相等的时间内:图甲、图丙Δv不变.由a=
图乙Δv=0,说明做匀速直线运动.归纳:如果一个运动物体的v-t图象是直线,则无论Δt取何值,对应的速度变化量Δv与Δt的比值都是相同的,由加速度的定义a=
v知:加速度不变 tvtv可知,该物体做加速度恒定的运动.t
课件展示:1.匀变速直线运动的定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动.2.特点:(1)相等时间Δv相等,速度均匀变化;
(2)v=a恒定,保持不变; t
(3)v-t图象是一条倾斜直线.3.分类匀加速直线运动:a与v0同向,v越来越大..匀减速直线运动:a与v0反向,v越来越小
二、速度与时间的关系式
解决物理问题的常用方法有两种,即图象法和数学分析法.我们可以通过对图象的分析判定物体是否做匀变速运动,做匀变速直线运动的定量描述是怎样的呢?
利用加速度的定义式推导
a=vvv0v-v0== xt0t
解出v=v0+at
答案:v=v0+at
这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式.点评:通过两个方案推导出速度时间关系,领悟多种途径可解决同一问题,培养学生的发散思维、创新思维,提高学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力.(重点说明)
1.速度公式反映了匀变速直线运动的瞬时速度随时间变化的规律,式中v0是开始计时时的瞬时速度,vt是经过时间t后的瞬时速度
2.速度公式中v0、vt、a都是矢量,在直线运动中,规定正方向后(常以v0的方向为正方向),都可用带正、负号的代数量表示,因此,对计算出的结果中的正、负,需根据正方向的规定加以说明.若经计算后vt>0,说明末速度与初速度同向;若a<0,表示加速度与v0反向.3.若初速度v0=0,则vt=at,瞬时速度与时间成正比.4.若初速度v0的方向规定为正方向,减速运动的速度公式vt=v0-at.当vt=0时,可求出运动时间t=v0/a.5.利用v=v0+at计算未知量时,若物体做减速运动,且加速度a已知,则代入公式计算时a应取负数,如v0=10 m/s,以2 m/s2做减速运动,则2 s后的瞬时速度vt=10 m/s-2×2 m/s=(10-4)m/s=6 m/s.三、对速度—时间图象的理解
速度—时间图象描述物体的速度随时间的变化关系,从“v-t”图象中我们可获得如下信息:
1.某时刻的瞬时速度.2.某段时间内速度变化量.3.加速度大小.4.位移的大小.合作探究
为了加深对“v-t”图象的理解,说出如图3示图线所代表的意义.图3
1.若图象过原点,说明物体做初速度为零的匀加速直线运动,如图①.2.图象不过原点,若与纵轴有截距,表示运动物体初速度为v0,如图②;若与横轴有截距,表示物体经过一段时间后从t0开始运动,如图③.3.两图线交点说明两物体在该时刻具有相同的速度.4.图线是直线说明物体做匀变速直线运动;图线是曲线则表示物体做变加速运动,如图④.5.图线⑤表示物体的速度逐渐减小,做匀减速运动.6.图线⑥在t轴下方表示物体运动的速度方向反向(与正方向相反).7.图线与横轴t所围成的面积在数值上等于该物体在该段时间内的位移.8.图线的倾斜程度(即斜率),反映了速度改变的快慢,倾斜程度越大,表示速度改变得越快;倾斜程度越小,表示速度改变得越慢,如图线②比图线③速度改变得慢.说明:1.若图线⑤跨过t轴,表示在交点时刻速度减为零,之后做反向加速运动.如图2-2-9所示.图2-2-9
2.图线不表示物体的运动轨迹 课堂训练
如图2-2-6所示为四个物体在一条直线上运动的v-t图象,由图象可以看出,做匀加速直线运动的是()
图2-2-6
解析:v-t图象的斜率就是物体的加速度,A中图象平行于时间轴,斜率为零,加速度为零,所以做匀速直线运动.B图象斜率不变,加速度不变,是匀变速直线运动,且由图象可看出,物体的速度随时间减小,所以是做匀减速直线运动.C图象斜率不变,加速度不变,做匀加速直线运动.D图象的切线斜率越来越大,表示物体做加速度越来越大的变加速运动.答案:C 2汽车以40 km/h的速度匀速行驶,现以0.6 m/s2的加速度加速,10 s后速度能达到多少?
分析:此问题已知v0、a、t,求vt,因此可利用速度关系来求解.解析:设初速度的方向为正方向,v0=40 km/h=
m/s=11 m/s 3.6
因为加速,故a与v0同向,a=0.6 m/s2,时间t=10 s s后速度为:v=v0+at=11 m/s+0.6 m/s2×10 s=17 m/s.答案:17 m/s
3小明驾驶汽车以v=20 m/s的速度匀速行驶,突然前面有紧急情况,(如图2-2-7所示)小明紧急刹车,加速度大小为4 m/s2.求汽车6 s末的速度.图2-2-7
解析:在式子v=v0+at中有四个物理量,题目中出现了其中的三个,即v0=20 m/s,a=-4 m/s2,t=6 s代入公式中,解得:
v=v0+at=20+(-4)×6 m/s=-4 m/s
意思是车正以4 m/s的速度后退,这显然与实际现象违背.根据题意知,刹车一段时间(t=速度v=0.答案:0
交流讨论:1.在实际生活中,汽车刹车停止后,不会做反向加速运动,而是保持静止.题目给出的时间比刹车时间长还是短?若比刹车时间长,汽车速度为零.若比刹车时间短,可利用公式v=v0+at直接计算,因此解题前先求出刹车时间t0.刹车时间t0的求法.由v=v0+at,令v=0,求出t0便为刹车时间,即t0=s=5 s)后,汽车速度减为零,以后就会静止,不会后退,故所求4v0.a若tt0,则v0;
比较t与t0,
若tt,则vvat.00
尝试:某汽车在平直公路上以43.2 km/h的速度匀速正常行驶,现因前方出现危险情况而紧急刹车,加速度的大小是6 m/s2.问刹车后经过5 s,汽车的速度变为多少?
分析:此题与例题相似,解此类题目先求刹车时间t,然后比较t与t0的关系得出结论.解析:设汽车经时间t0停止.v0=43.2 km/h=12 m/s,v=0,a=-6 m/s2
由v=v0+at得t0=v-v0012= s=2 s 6a
则知汽车从刹车开始经过2 s速度就减为零,故再经过3 s,汽车速度仍为零.答案:0
课堂小结
1.匀变速直线运动的概念:沿着一条直线,且加速度不变的运动.2.匀变速直线运动速度公式:v=v0+at.3.匀变速直线运动的v-t图象:一条倾斜的直线.布置作业
1.作业本
2.课时讲练通
板书设计 匀变速直线运动的速度与时间的关系
定义:加速度恒定的直线运动匀变速直线运动vt图象:倾斜的直线匀变速直线运动速度与时间的关系公式:vvat
0求某时刻的速度:vv0atvv0应用求加速度:atvv0求运动时间:ta