2018年高中物理必修一教案：2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系（本站推荐）

第一篇：2018年高中物理必修一教案：2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系（本站推荐）

2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系

【教学目标】

一、知识与技能

1.知道匀速直线运动的位移与时间的关系。

2.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用。

3.理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内的位移。

二、过程与方法

1.通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较。

2.感悟一些数学方法的应用特点。

三、情感、态度与价值观

1.经过微元法推导位移公式，培养自己动手能力，增加物理情感。2.体验成功的快乐。【教学重点】

1.理解匀变速直线运动的位移及其应用。

2.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用。【教学难点】

1.v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移。2.微元法推导位移公式。【课时安排】 2课时.【教学过程】

第一课时

一、导入新课

初中已学过匀速直线运动求位移的方法x=vt,在速度—时间图像中可看出位移对应着一块矩形面积。（此处让学生思考回答）

对于匀变速直线运动是否也对应类似关系呢？

二、新授

分析教材 “思考与讨论”，引入微积分思想，对教材P38图2.3-2的分析理解（教师与学生互动）确认v-t图像中的面积可表示物体的位移。

位移公式推导：

先让学生写出梯形面积表达式：

S=（OC+AB）OA/2 分请学生析OC,AB,OA各对应什么物理量？并将v = v0 + at 代入，得出：x = v0t + at2/2 注意式中x, v0 ,a要选取统一的正方向。应用：1.书上例题分析，按规范格式书写。

2.补充例题：汽车以10s的速度行驶，刹车加速度为5m/s，求刹车后1s，2s，3s的位移。

已知： v= 10m/s, a=-5m/s2。

由公式：x = v0t + at2/2

可解出：x1 = 10*15*22/2 = 10m

x3 = 10*3v02 = 2ax（注意：该式为不独立的导出式）

☺ 练习：由前面例题：v0 =10m/s, a =-5m/s2 求刹车经7.5m时的速度？

由公式：

v =-5m/s(舍去)

刹车经7.5米时的速度为5m/s,与初速度方向相同。

补充练习： 1．某航空母舰上飞机在跑道加速时，发动机最大加速度为5m/s2，所需起飞速度为50m/s，跑道长100m，通过计算判断，飞机能否靠自身发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有多大的初速度？（答：不能靠自身发动机起飞；39m/s。）

2．为了测定某轿车在平直路上运动时的加速度（轿车启动时的运动可以近似看做匀加速运动），某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片（如图），如果拍摄时每隔2s曝光一次，轿车车身总长为4.5m那么这辆轿车的加速度约为（）

A 1m/s；

B 2m/s；

C 3m/s；

D 4m/s；

（答：B）

第二课时

一、引入新课

上节课我们学习了匀变速直线运动的位移，知道了匀变速直线运动的速度－时间图象中，图线与时间轴所围面积等于运动的位移；并推导出了匀变速直线运动的位移－时间公式xv0t12at。这节课我们继续探究匀变速直线运动的位移与速度的关系。

2二、新课

匀变速直线运动的位移与速度的关系

我们分别学习了匀变速直线运动的位移与时间的关系，速度与时间的关系，有时还要知道物体的位移与速度的关系，请同学们做下面的问题：

（投影）“射击时，火药在枪筒中燃烧，燃气膨胀，推动弹头加速运动。我们把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动，假设子弹的加速度是a=5*103m/s2，枪筒长x=0.64m，计算子弹射出枪口时的速度。并推出物体的位移与速度的关系式。

2学生做题并推导出物体的位移与速度的关系：v2v02ax

培养学生在解答题目时简化问题的能力和推导能力；在解答匀变速直线运动的问题时，2如果已知量和未知量都不涉及时间，应用公式 v2v02ax求解，往往会使问题变得简单，方便。

小结：vv0at ①xv0t122at ② v2v02ax③是解答匀变速2直线运动规律的三个重要公式，同学们要理解公式的含义，灵活选择应用。

三、课堂总结

通过两节课的学习，掌握了匀变速直线运动的三个基本公式，vv0at ①xv0t122at ② v2v02ax③，这是解答匀变速直线运动规律的三个重要公2式，同学们要理解公式的含义，灵活选择应用。

在利用公式求解时，一定要注意公式的矢量性问题。一般情况下，以初速度方向为正方向；当a与v0方向相同时，a为正值，公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律；当a与v0方向相反对，a为负值，公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求解时，与正方向相同的代人正值，与正方向相反的物理量应代入负值。

四、实例探究

公式的基本应用（xv0t12at）2［例1］一辆汽车以10m/s2的加速度做匀减速直线运动，经过6秒（汽车未停下）。汽车行驶了102m。汽车开始减速时的速度是多少？

分析：汽车一直作匀减速运动，其位移可由多种不同方法求解。

11xat2102(1)621222解法1：由xv0tat得v020 m/s 2t6所以，汽车开始减速时的速度是20m/s 解法2： 整个过程的平均速度v又vv0vtat，而vtv0at，得vv0

22x102at1617 m/s，解得v0v1720 m/s t622所以，汽车开始减速时的速度是20m/s

点拨：①运动学公式较多，故同一个题目往往有不同求解方法；②为确定解题结果是否正确，用不同方法求解是一有效措施。

关于刹车时的误解问题

［例2］ 在平直公路上，一汽车的速度为15m／s。，从某时刻开始刹车，在阻力作用

下，汽车以2m/s2的加速度运动，问刹车后10s末车离开始刹车点多远？

读题指导：车做减速运动，是否运动了10s，这是本题必须考虑的。

分析： 初速度 v0=15m／s，a =-2m／s2，分析知车运动 7.5s就会停下，在后 2.5s内，车停止不动。

解：设车实际运动时间为t，v t=0，a=-2m／s2

由vv0at知 运动时间tv0157.5s a2说明刹车后7.5s汽车停止运动。

2由v2v02ax得

2v2v0152所以车的位移x56.25m

2a2(2)点评：计算题求解，一般应该先用字母代表物理量进行运算，得出用已知量表达未知量的关系式，然后再把数值代入式中，求出未知量的值。这样做能够清楚地看出未知量与已知量的关系，计算也比较简便。

关于先加速后减速问题（图像的巧妙应用）

［例3］从车站开出的汽车，做匀加速直线运动，走了12s时，发现还有乘客没上来，于是立即做匀减速运动至停车。汽车从开出到停止总共历时20s，行进了50 m。求汽车的最大速度。

分析：汽车先做初速度为零的匀加速直线运动，达到最高速度后，立即改做匀减速运动，可以应用解析法，也可应用图像法。

解法1：设最高速度为vm，由题意，可得方程组

x1212a1t1vmt2a2t2 tt1t2 22vma1t1 0vma2t2

整理得vm2x2505m/s t20解法2：用平均速度公式求解。

匀加速阶段和匀减速阶段平均速度相等，都等于

vmv，故全过程的平均速度等于m，22由平均速度公式得vmx2x2505m/s ＝，解得vmtt202可见，用平均速度公式求解，非常简便快捷，以后大家要注意这种解法。

解法3：应用图象法，做出运动全过程的v-t图象，如图所示。v-t图线与t轴围成三角形的面积与位移等值，故

xvmt2x2505m/s，所以vmt202

布置作业

书面完成P40“问题与练习”

1、2两题。

第二篇：高一物理必修一教学设计2.3《匀变速直线运动的位移与时间的关系》

2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系

一、教材分析 高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，上一章教科书用极限思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度。本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时，又一次应用了极限思想。当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，并不要求会计算极限。按教科书这样的方式来接受极限思想，对高中学生来说是不会有太多困难的。学生学习极限时的困难不在于它的思想，而在于它的运算和严格的证明，而这些，在教科书中并不出现。教科书的宗旨仅仅是“渗透”这样的思想。

二 教学目标

（1）知识与技能

1、知道匀速直线运动的位移与时间的关系

2、理解匀变速直线运动的位移及其应用

3、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用

4、理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移（2）过程与方法

1、通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较。

2、感悟一些数学方法的应用特点。（3）情感、态度与价值观

1、经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系，培养自己动手能力，增加物理情感。

2、体验成功的快乐和方法的意义。

三 教学重点

1、理解匀变速直线运动的位移及其应用

2、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用 教学难点

1、v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移

2、微元法推导位移公式。四 学情分析

我们的学生实行A、B、C分班，学生已有的知识和实验水平有差距。有些学生对于极限法

（三）、合作探究，精讲点拨

1、匀变速直线运动的位移

教师活动：（1）培养学生联想的能力和探究问题大胆猜想，假设的能力

（2）（投影）启发引导，进一步提出问题，但不进行回答：对于匀变速直线运动的位移与它的v-t图象是不是也有类似的关系？

学生活动：学生思考。

教师活动：我们先不讨论是否有上述关系，我们先一起来讨论课本上的“思考与讨论”。学生活动：学生阅读思考，分组讨论并回答各自见解。最后得出结论：学生A的计算中，时间间隔越小计算出的误差就越小，越接近真值。

总结：培养以微元法的思想分析问题的能力和敢于提出与别人不同见解发表自己看法的勇气。培养学生勤钻细研分析总结得出物理规律的品质。

这种分析方法是把过程先微分后再累加（积分）的定积分思想来解决问题的方法，在以后的学习中经常用到。比如：一条直线可看作由一个个的点子组成，一条曲线可看作由一条条的小线段组成。

教师活动：（投影）提出问题：我们掌握了这种定积分分析问题的思想，下面同学们在坐标纸上作初速度为v0的匀变速直线运动的v-t图象，分析一下图线与t轴所夹的面积是不是也表示匀变速直线运动在时间t内的位移呢？

学生活动：学生作v-t图象，自我思考解答，分组讨论。

总结：培养学生用定积分的思想分析v-t图象中所夹面积表示物体运动位移的能力。教师活动：（投影）学生作的v-t图解，让学生分析讲解。

（如果学生分析不出结论，让学生参看课本图23-2，然后进行讨论分析。）

学生活动：根据图解分析讲解，得出结论：v-t图象中，图线与t轴所夹的面积，表示在t时间内物体做匀变速直线运动的位移。

总结：培养学生分析问题的逻辑思维，语言表达，概括归纳问题的能力。

2、推导匀变速直线运动的位移－时间公式

教师活动：（投影）进一步提出问题：根据同学们的结论利用课本图2.3-2（丁图）能否推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式？

学生活动：学生分析推导，写出过程：

S面积1(OCAB)OA 2-3

（四）反思总结，当堂检测

反思总结

本节重点学习了对匀变速直线运动的位移－时间公式xv0t12at的推导，并学习了2运用该公式解决实际问题。在利用公式求解时，一定要注意公式的矢量性问题。一般情况下，以初速度方向为正方向；当a与v0方向相同时，a为正值，公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律；当a与v0方向相反对，a为负值，公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求解时，与正方向相同的代人正值，与正方向相反的物理量应代入负值。

当堂检测

［例1］ 火车沿平直铁轨匀加速前进，通过某一路标时的速度为10.8km／h，L。1min后变成 54km／h，再经一段时间，火车的速度达到 64.8km／h。求所述过程中，火车的位移是多少？

点拨①运动学公式较多，故同一个题目往往有不同求解方法；②为确定解题结果是否正确，用不同方法求解是一有效措施。

［例2］ 在平直公路上，一汽车的速度为15m／s。，从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2m/s2的加速度运动，问刹车后10s末车离开始刹车点多远？

读题指导：车做减速运动，是否运动了10s，这是本题必须考虑的。

分析： 初速度 v0=15m／s，a =-2m／s2，分析知车运动 7.5s就会停下，在后 2.5s内，车停止不动。

解：设车实际运动时间为t，v t=0，a=

运动时间tv01517.5s所以车的位移xv0tat256.25m

2a2［例3］从车站开出的汽车，做匀加速直线运动，走了12s时，发现还有乘客没上来，于是立即做匀减速运动至停车。汽车从开出到停止总共历时20s，行进了50 m。求汽车的最大速度。

由平均速度公式得vmx2x2505m/s ＝，解得vmtt202可见，用平均速度公式求解，非常简便快捷，以后大家要注意这种解法。

解法3：应用图象法，做出运动全过程的v-t图象，如图所示。v-t图线与t轴围成三角形的面积与位移等值，故

xvmt2x2505m/s，所以vmt202

（五）发导学案、布置预习。

第三篇：高中物理必修一：匀变速直线运动速度与时间的关系教案（推荐）

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．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关系的公式，能进行有关的计算． 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． 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、甩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一时间公式的理解及计算． 教学方法：探究、讲授、讨论、练习课时安排：新授课(2课时)教学过程： [新课导入]

匀变速直线运动是一种理想化的运动模型．生活中的许多运动由于受到多种因素的影响，运动规律往往比较复杂，但我们忽略某些次要因素后，有时也可以把它们看成是匀变速直线运动．例如：在乎直的高速公路上行驶的汽车，在超车的一段时间内，可以认为它做匀加速直线运动，刹车时则做匀减速直线运动，直到停止．深受同学们喜爱的滑板车运动中，运动员站在板上从坡顶笔直滑下时做匀加速直线运动，笔直滑上斜坡时做匀减速直线运动．

我们通过实验探究的方式描绘出了小车的v—t图象，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? [新课教学]

一、匀变速直线运动 [讨论与交流] 速度一时间图象的物理意义．

速度一时间图象是以坐标的形式将各个不同时刻的速度用点在坐标系中表现出来．它以图象的形式描述了质点在各个不同时刻的速度． 匀速直线运动的v—t图象，如图2—2—1所示．

上节课我们自己实测得到的小车运动的速度一时间图象，如图2—2—2所示．

试描述它的运动情况．

1.图象是一条过原点的倾斜直线，它是初速度为零的加速直线运动．

2.在相等的时间间隔内速度的增加量是相同的．

结论：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．

1.在匀变速直线运动中，如果物体的加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．

下列各种不同的匀变速直线运动的速度一时间图象，让学生说出运动的性质，以及速度方向、加速度方向．如图2—2—4至图2—2—8所示．

图2—2—4是初速度为v0的匀加速直线运动．

图2—2—5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． 图2—2—6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．

图2—2—?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。

图2—2—8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。

总结：我们能从速度一时间图象中得出哪些信息? 1.质点在任一时刻的瞬时速度及任一速度所对应的时刻． 2.比较速度的变化快慢． 3.加速度的大小和方向． [讨论与探究] 下面提供一组课堂讨论题，供参考选择．

1．如图2—2—9中的速度一时间图象中各图线①②③表示的运动情况怎样?图象中图线的交点有什么意义?

答案：①表示物体做初速为零的匀加速直线运动；

②表示物体做匀速直线运动；

③表示物体做匀减速直线运动；

④交点的纵坐标表示在t2时刻物体具有相等的速度，但不相遇； 2.如图2—2—10所示是质点运动的速度图象，试叙述它的运动情况．

答案：表示质点做能返回的匀变速直线运动，第1 s内质点做初速度为零的匀加速直线运动，沿正方向运动，速度均匀增大到4m／s。第1s末到第2s末，质点以4m／s的初速度做匀减速直线运动，仍沿正方向运动，直至速度减小为零；从第2s末，质点沿反方向做匀加速直线运动，速度均匀增大直至速度达到4 m／s;从第3s末起，质点仍沿反方向运动，以4m／s为初速度做匀减速直线运动，至第4s末速度减为零，在2 s末，质点离出发点4 m；在第2 s末到第4s末这段时间内，质点沿反方向做直线运动，直到第4s末回到出发点．(说一说)如图2—2—13所示是一个物体运动的v-t图象．它的速度怎样变化?请你找出在相等的时间间隔内，速度的变化量，看看它们是不是总是相等?物体所做的运动是匀加速运动吗?

1.首先物体做的不是匀变速运动，由于加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度越来越大，说明速度增大得越来越快，所以物体是做加速度增大的加速运动． 2.做曲线上某一点的切线，这一点的切线的斜率就表示物体在这一时刻的瞬时加速度．

3.随着时间的延续，这些切线越来越陡，斜率越来越大． [交流与讨论] 1．为什么v-t图象只能反映直线运动的规律? 答案：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． 2．速度图象的两个应用

(1)图2—2—14中给出了A、B、C三辆小车的v-t图象，不用计算，请你判断小车的加速度谁大谁小?然后再分别计算三辆小车的加速度，看看结果与判断是否一致．

(2)利用速度图象说出物体的运动特征．

分析图2—2—15中的(a)和(b)分别表示的是什么运动，初速度是否为零，是加速还是减速?

二、速度与时间的关系式

从运动开始(取时刻t＝0)到时刻t，时间的变化量就是t，所以△t＝t一0．

△v＝v一v0．

因为a＝△v/△t不变，又△t＝t一0 所以a＝△v/△t =（v-v0）/△t 于是解得：v＝v0 +at

在公式v=v0+at中，各物理量的意义，以及应该注意的问题．

1.公式中有起始时刻的初速度，有t时刻末的速度，有匀变速运动的加速度，有时间间隔t师：注意这里哪些是矢量，讨论一下应该注意哪些问题． 2.公式中有三个矢量，除时间t外，都是矢量．

3.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． 4.仅适用于匀变速直线运动 如图2—2—16．

1：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．

类似的，请画出一个初速度为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。[例题剖析] 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?加速多长时间后可以达到80km/h? 例题2:某汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是6 m／s2，如果必须在2s内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少? 例题3:一质点从静止开始以l m／s2的加速度匀加速运动，经5 s后做匀速运动，最后2 s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? [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．

作业：

教材第39页“问题与练习”． 板书设计: §2.2匀速直线运动的速度和时间的关系

1.匀变速直线运动

沿着一条直线运动，且加速度不变的运动 2.速度一时间图象是一条倾斜的直线 3.速度与时间的关系式 v＝vo+at

4.初速度vo再加上速度的变化量at就得到t时刻物体的末速度

第四篇：高中物理新课标人教版必修一优秀教案：3 匀变速直线运动的位移与时间的关系

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您身边的高考专家 匀变速直线运动的位移与时间的关系

整体设计

高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，上一章教材用极限思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度，本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时，又一次应用了极限思想.当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，并不要求会计算极限.按教材这样的方式来接受极限思想，对高中学生来说是不会有太多困难的.学生学习极限时的困难不在于它的思想，而在于它的运算和严格的证明，而这些，在教材中并不出现.教材的宗旨仅仅是“渗透”这样的思想.在导出位移公式的教学中，利用实验探究中所得到的一条纸带上时间与速度的记录，让学生思考与讨论如何求出小车的位移，要鼓励学生积极思考，充分表达自己的想法.可启发、引导学生具体、深入地分析，肯定学生正确的想法，弄清楚错误的原因.本节应注重数、形结合的问题，教学过程中可采用探究式、讨论式进行授课.教学重点

1.理解匀速直线运动的位移及其应用.2.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用.教学难点

1.v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移.2.微元法推导位移公式.课时安排

1课时 三维目标

知识与技能

1.知道匀速直线运动的位移与时间的关系.2.理解匀变速直线运动的位移及其应用.3.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用.4.理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移.过程与方法

1.通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较.2.感悟一些数学方法的应用特点.情感态度与价值观

1.经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系，培养自己动手的能力，增加物理情感.2.体验成功的快乐和方法的意义.课前准备

多媒体课件、坐标纸、铅笔

教学过程

导入新课

情景导入

“适者生存”是自然界中基本的法则之一，猎豹要生存必须获得足够的食物，猎豹的食物来源中，羚羊是不可缺少的.假设羚羊从静止开始奔跑，经50 m能加速到最大速度25 m/s，并能维持较长的时间；猎豹从静止开始奔跑，经60 m能加速到最大速度30 m/s，以后只能维持这个速度4.0 s.设猎豹在某次寻找食物时，距离羚羊30 m时开始攻击，羚羊在猎豹开始攻击后1.0 s才开始逃跑，假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速直线运动，且均沿同一直线奔www.xiexiebang.com

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学生分组讨论并说出各自见解.结论：学生A的计算中，时间间隔越小，计算出的误差就越小，越接近真实值.点评：培养用微元法的思想分析问题的能力和敢于提出与别人不同见解发表自己看法的勇气.说明：这种分析方法是把过程先微分后再累加（积分）的定积分思想来解决问题的方法，在以后的学习中经常用到.比如：一条直线可看作由一个个的点子组成，一条曲线可看作由一条条的小线段组成.教师活动：（投影）提出问题：我们掌握了这种定积分分析问题的思想，下面同学们在坐标纸上作初速度为v0的匀变速直线运动的v-t图象，分析一下图线与t轴所夹的面积是不是也表示匀变速直线运动在时间t内的位移呢？

学生作出v-t图象，自我思考解答，分组讨论.讨论交流：1.把每一小段Δt内的运动看作匀速运动，则各矩形面积等于各段匀速直线运动的位移，从图2-3-2看出，矩形面积之和小于匀变速直线运动在该段时间内的位移.图2-3-2

图2-3-3

图2-3-4

2.时间段Δt越小，各匀速直线运动位移和与匀变速直线运动位移之间的差值就越小.如图2-3-3.3.当Δt→0时，各矩形面积之和趋近于v-t图象下面的面积.4.如果把整个运动过程划分得非常非常细，很多很小矩形的面积之和就能准确代表物体的位移了，位移的大小等于如图2-3-4所示的梯形的面积.根据同学们的结论利用课本图2.3-2（丁图）能否推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式？

学生分析推导，写出过程：

S面积=12（OC+AB）·OA 1

2所以x=（v0+v）t

又v=v0+at

解得x=v0t+12at.2

点评：培养学生利用数学图象和物理知识推导物理规律的能力.做一做：位移与时间的关系也可以用图象表示，这种图象叫做位移—时间图象，即x-t图象.运用初中数学中学到的一次函数和二次函数知识，你能画出匀变速直线运动x=v0t+x-t图象吗？（v0、a是常数）

学生在坐标纸上作x-t图象.点评：培养学生把数学知识应用在物理中，体会物理与数学的密切关系，培养学生作关系式图象的处理技巧.（投影）进一步提出问题：如果一位同学问：“我们研究的是直线运动，为什么画出来的www.xiexiebang.com

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出之间的关系；若是，恒量是多少？

学生分析推导：xn=v0T+

xn+1=（v0+aT）T+

212aT2

12aT2

2Δx=xn+1-xn=aT（即aT为恒量）.展示论点：在匀变速直线运动中，某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度.学生分组，讨论并证明.证明：如图2-3-5所示

图2-3-5

vB=vA+at2

vC=vA+at vAvC2vAvAat2at2

vAC==

=vA+

所以vB=v.例1一个做匀变速直线运动的质点，在连续相等的两个时间间隔内，通过的位移分别是24 m和64 m，每一个时间间隔为4 s，求质点的初速度和加速度.解析：匀变速直线运动的规律可用多个公式描述，因而选择不同的公式，所对应的解法也不同.如：

解法一：基本公式法：画出运动过程示意图，如图2-3-6所示，因题目中只涉及位移与时间，故选择位移公式：

图2-3-6

x1=vAt+12at2

x2=vA（2t）+a（2t）-（vAt+

12at）

将x1=24 m、x2=64 m，代入上式解得：

a=2.5 m/s2，vA=1 m/s.解法二：用平均速度公式：

连续的两段时间t内的平均速度分别为：

v1=x1/t=24/4 m/s=6 m/s

v2=x2/t=64/4 m/s=16 m/s

B点是AC段的中间时刻，则

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v=v0vt2和x=vt求解.平均速度：v=v0vt2=

1.8m/s5.0m/s2xv=3.4 m/s

由x=vt得，需要的时间：t=

关于刹车时的误解问题：

=

85m3.4m/s=25 s.例2 在平直公路上，一汽车的速度为15 m/s，从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2 m/s的加速度运动，问刹车后10 s末车离开始刹车点多远？

分析：车做减速运动，是否运动了10 s，这是本题必须考虑的.初速度v0=15 m/s，a=-2 m/s，设刹车时间为t0，则0=v0+at.得：t=v0a22 =152 s=7.5 s，即车运动7.5 s会停下，在后2.5 s内，车停止不动.2解析：设车实际运动时间为t，vt=0，a=-2 m/s，由v=v0+at知t=7.5 s.故x=v0t+12at2=56.25 m.答案：56.25 m 思维拓展

如图2-3-7所示，物体由高度相同、路径不同的光滑斜面静止下滑，物体通过两条路径的长度相等，通过C点前后速度大小不变，问物体沿哪一路径先到达最低点？

图2-37

图2-3-8

合作交流：物体由A→B做初速度为零的匀加速直线运动，到B点时速度大小为v1；物体由A→C做初速度为零的匀加速直线运动，加速度比AB段的加速度大，由C→D做匀加速直线运动，初速度大小等于AC段的末速度大小，加速度比AB段的加速度小，到D点时的速度大小也为v1（以后会学到），用计算的方法较为烦琐，现画出函数图象进行求解.根据上述运动过程，画出物体运动的v-t图象如图2-3-8所示，我们获得一个新的信息，根据通过的位移相等知道两条图线与横轴所围“面积”相等，所以沿A→C→D路径滑下用的时间较短，故先到达最低点.提示：用v-t图象分析问题时，要特别注意图线的斜率、与t轴所夹面积的物理意义.（注意此例中纵轴表示的是速率）

课堂训练

“适者生存”是自然界中基本的法则之一，猎豹要生存必须获得足够的食物，猎豹的食物来源中，羚羊是不可缺少的.假设羚羊从静止开始奔跑，经50 m能加速到最大速度25 m/s，并能维持较长的时间；猎豹从静止开始奔跑，经60 m能加速到最大速度30 m/s，以后只能维持这个速度4.0 s.设猎豹在某次寻找食物时，距离羚羊30 m时开始攻击，羚羊则在猎豹开始攻www.xiexiebang.com

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提示：直尺做v0=0、a=g的匀加速直线运动，故x=

习题详解

12gt2t2xg.1.解答：初速度v0=36 km/h=10 m/s，加速度a=0.2 m/s2，时间t=30 s，根据s=v0t+s=390 m.根据v=v0+at得v=16 m/s.2.解答：初速度v0=18 m/s，时间t=3 s，位移s=36 m.根据s=v0t+m/s2.3.解答：x=121212at2得

at2得a=

2(sv0t)t2=-4 at2x∝a

即位移之比等于加速度之比.设计点评

本节是探究匀变速直线运动的位移与时间的关系，本教学设计先用微分思想推导出位移应是v-t图象中图线与t轴所夹图形的面积，然后根据求图形面积，推导出了位移—时间关系.这种分析方法是把过程先微分后再累加（积分）的定积分思想来解决问题的方法，在以后的学习中经常用到.因此本教学设计侧重了极限思想的渗透，使学生接受过程中不感到有困难.在渗透极限的探究过程中，重点突出了数、形结合的思路.www.xiexiebang.com

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第五篇：2.3匀变速直线运动的位移与速度的关系

2.4：匀变速直线运动的位移与速度的关系

课型：新课 执笔人：陈水兵 审核人：物理教研组 时间： 2012.10.10 学习目标：本节研究匀变速直线运动的位移与速度的关系，并用语言、公式、图象进行描述.体会公式表述和图象表述的优越性，为进一步应用规律奠定基础，体会数学在处理问题中的重要性.本节公式和推论较多，且公式间有相互联系，要分清公式的应用条件和前提，不可乱套公式，在物理过程比较复杂时可以分解过程，一一突破并建立相关联系，必要时可借助图象进行分析比较.自主探究：1.匀变速直线运动的位移时间关系公式是怎样得出的？

2.在匀变速直线运动中各个矢量的方向如何确定？

3.如何正确选用匀变速直线运动的三个公式？

自主学习：

1.匀变速直线运动的位移（1）匀变速直线运动的v－t图象，是一条____________，并且斜率的大小表示____________.（2）在匀变速直线运动的v－t图象中，图线与时间轴所包围的面积在数值上等于____________的大小.（3）在匀变速直线运动中，位移与时间的关系是：____________.式中v0表示____________，a表示____________.2.匀变速直线运动的位移与速度的关系

（1）在匀变速直线运动中，在v=v0+at和x=v0t+

2at两式中消去____________，可得位移2与速度的关系是：____________.22（2）如果问题的已知量和未知量都____________，利用v－v0=2ax求解，往往会使问题变得简单、方便.重点、难点、疑点解析

1.匀变速直线运动三个基本公式的选用

公式v=v0+at，x=v0t+

2at，v－v02=2ax，三个公式中包含五个物理量：初速度v0、加2速度a、运动时间t、末速度v、位移x，已知其中任意三个物理量，可求出其余两个.在解题过程中选用公式的基本方法是：

（1）若题目相关物理量无位移，选用公式v=v0+at.（2）若题目相关物理量无时间，一般选用公式v2－v02=2ax.（3）若题目相关物理量无末速度，一般选公式x=v0t+

12at.22.匀变速直线运动的几个常用推论

（1）任意两个连续相等时间间隔T内，位移之差是常量，即Δx=x2－x1=aT2

推导：如图

（2）中点时刻的速度公式：在一段时间内，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，还等于这段时间初末速度矢量和的一半，即vvvtv022.推导：如图

由匀变速直线运动的v－t图象可知下图时间t内的位移

是

所以这段时间的平均速度

.综合以上分析得出平均速度

.（3）中点位置的速度公式

（4）初速度为零的匀变速直线运动的公式 位移公式： 速度公式：

速度位移关系式：平均速度公式：

①在连续相等时间内的位移之比为：x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶（推导：设时间间隔为t，则

②通过连续相等时间时速度之比

③在前1T、2T、3T、4T、5T、6T 通过的位移之比

④通过连续相等的位移所用时间之比

⑤通过连续相等的位移所用时速度之比

例题剖析

2n－1）

应用点一：位移与速度关系的应用

例1：航天飞机着陆时速度很大，可用阻力伞使它减速.假设一架航天飞机在一条笔直的水平跑道上着陆，刚着陆时速度为100 m/s，在着陆的同时立即打开阻力伞，加上地面的摩擦作用，产生大小为4 m/s2的加速度.研究一下，这条跑道至少要多长？

练习1一辆正以8 m/s的速度沿直线行驶的汽车，突然以1 m/s2的加速度加速.求汽车加速行驶了18 m时的速度.应用点二：利用v－t图象分析匀变速直线运动问题

例2：甲、乙两人同时由A地沿直线向B地运动，他们初速度相同，甲先匀加速再匀减速到达B地，乙先匀减速再匀加速到达B地，他们到达B地时，速度均和初速度相同，试分析甲、乙两人谁先到达B地？

练习2 某物体做直线运动，物体的速度—时间图线如图所示，若初速度的大小为v0，末速度的大小为v，则在时间t1内物体的平均速度是（）

A.等于（v0+v）/2

B.小于（v0+v）/2 C.大于（v0+v）/2

D.条件不足，无法比较 夯实基础

1.一物体做匀变速直线运动，下列说法中正确的是（）

Ａ.物体的末速度一定与时间成正比Ｂ.物体的位移一定与时间的平方成正比 Ｃ.物体的速度在一定时间内发生的变化量与这段时间成正比

Ｄ.若为匀加速运动，速度和位移都随时间增加；若为匀减速运动，速度和位移都随时间减小

2.一物体由静止开始做匀加速直线运动，在t s内经过的位移为x m，则它从静止开始经

x m所用的时间为（）4Ａ.t Ｂ.t Ｃ.t

Ｄ.2t 23.做匀减速直线运动的物体经过4 s后停止，若在

A.v0v 2

B.v0v 2

C.2v0atD.v0+at

6.2006年我国自行研制的“枭龙”战机04架在四川某地试飞成功.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所需的时间为t，则起飞前的运动距离为（）

A.vt

B.vt 2

C.2vt

D.不能确定

7.物体的初速度是v0，以不变的加速度a做直线运动，如果要使速度增加到初速度的n倍，则经过的位移是（）

vA.0（n2－1）

2a12 at22vB.0（n－1）

2a12 at22vC.0n2

2a2

vD.0（n－1）2 2a12at 228.一质点做匀加速直线运动，加速度为a，t秒末的速度为v，则t秒内质点的位移为（）A.x=vt+

B.x=vt－

C.x=vt

D.x=9.甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v－t图中（如图2－3－13），直线a、b分别描述了甲乙两车在0～20 s的运动情况.关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是（）

A.在0～10 s内两车逐渐靠近

B.在10～20 s内两车逐渐远离

C.在5～15 s内两车的位移相等

D.在t=10 s时两车在公路上相遇

10.两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为v0.若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停车时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车.已知前车在刹车过程中所行驶的距离为s，若要保证两辆车在上述情况中不相撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少为（）

A.s

B.2s

C.3s

D.4s

11.自行车以4 m/s的初速度匀减速滑上一个斜坡，加速度的大小为0.2 m/s2，斜坡长20 m，则自行车通过斜坡所需的时间是多少？

12.汽车进站关闭发动机做匀减速直线运动，当滑行x1=30 m时，速度恰好减为初速度的一半，接着又滑行了t2=20 s才停止.求：汽车滑行的总时间t，关闭发动机时的速度v0和总位移x.13.汽车以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，刹车后经2 s速度变为6 m/s，求：（1）刹车后2 s内前进的距离及刹车过程中的加速度；（2）刹车后前进9 m所用的时间；（3）刹车后8 s内前进的距离.