高中物理2.4勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系導(dǎo)學(xué)案

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第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第4節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （1）理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系。 （2）掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度和時(shí)間的關(guān)系，會(huì)用公式解決勻變直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)際問題。 （3）提高對勻變速直線運(yùn)動(dòng)的分析能力，著重物理情景的過程，從而得到一般的學(xué)習(xí)方法和思維。 （4）培養(yǎng)學(xué)生將已學(xué)過的數(shù)學(xué)規(guī)律運(yùn)用到物理當(dāng)中，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力。 【重點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度公式的推導(dǎo)及其應(yīng)用 【難點(diǎn)】具體到實(shí)際問題當(dāng)中對物理意義、情景的分析。 預(yù)習(xí)案 【自主學(xué)習(xí)】 射擊時(shí)，火藥在槍簡內(nèi)燃燒，燃?xì)馀蛎洠苿?dòng)彈頭加速運(yùn)動(dòng)。若把子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)看作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，假設(shè)子彈的加速度是a=5l05m/s2，槍筒長x=0.64m，你能計(jì)算射出槍口時(shí)的速度嗎？ 反思：這個(gè)問題中，已知條件和所求結(jié)果都不涉及 ，它只是一個(gè)中間量。能不能根據(jù)和，直接得到位移x與速度v的關(guān)系呢？ 思考：在何種情況下用解題會(huì)簡便一些？ 探究案 【合作探究一】 位移—速度關(guān)系式的推導(dǎo) 問題：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式如果消去時(shí)間t會(huì)得到什么關(guān)系？ 得到的結(jié)論是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 【合作探究二】 位移—速度關(guān)系式的理解 問題：運(yùn)用公式應(yīng)注意的問題： （1）公式中v、v0、a、x均為矢量，一般先規(guī)定 為正方向，凡與正方向相同的取 ；待求量為正值時(shí)，與正方向 ，為負(fù)值時(shí)與正方向 。 （2）當(dāng)時(shí)，為 運(yùn)動(dòng)；當(dāng)時(shí)，為 運(yùn)動(dòng)； 當(dāng)時(shí)，公式為 。 針對訓(xùn)練1 物體做初速度v0=4m/s，加速度a=2m/s2的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，求位移x=45m時(shí)的速度v 。 【合作探究三】 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移中點(diǎn)速度公式的推導(dǎo)及應(yīng)用 問題: 在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，對于一段位移x，設(shè)初速度為v0，末速度為v，加速度為a，證明位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度 針對訓(xùn)練 2 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的列車出站時(shí)，車頭經(jīng)過站臺(tái)時(shí)的速度為1m/s，車尾經(jīng)過站臺(tái)時(shí)速度為7m/s，則車身的中部經(jīng)過站臺(tái)的速度為 ( ) A．3.5m/s B．4m/s C．5m/s D．5.5m/s 【合作探究四】 位移—速度關(guān)系式的應(yīng)用 問題：某型號的艦載飛機(jī)在航空母艦的跑道上加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大加速度為5.0m/s2 ， 所需的起飛速度為50m/s ，跑道長100m 。通過計(jì)算判斷，飛機(jī)能否靠自身的發(fā)動(dòng)機(jī)從艦上起飛？為了使飛機(jī)在開始滑行時(shí)就有一定的初速度，航空母艦裝有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng)。對于該型號的艦載飛機(jī)，彈射系統(tǒng)必須使它具有多大的初速度？ 思考：在何種情況下用解題會(huì)簡便一些？ 歸納總結(jié)： 對一般的勻變速直線運(yùn)動(dòng)涉及的物理量有5個(gè)，即vo、vt、t、a、x。一般來說，已知其中的三個(gè)物理量就可以求出其余的一個(gè)或二個(gè)物理量。 （1）不涉及位移x時(shí)： （2）不涉及末速度vt時(shí)： （3）不涉及時(shí)間t時(shí)： 對于以上三種關(guān)系式，只有兩個(gè)是獨(dú)立的，在做題時(shí)，應(yīng)正確分析題意，尋找題目給的物理量，選取適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律解決問題。 【課堂小結(jié)/本節(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】 【當(dāng)堂檢測】、 1．一質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第三秒內(nèi)的位移2m，第四秒內(nèi)的位移是2.5m，那么以下說法中不正確的是( ) A．這兩秒內(nèi)平均速度是2.25m/s B．第三秒末即時(shí)速度是2.25m/s C．質(zhì)點(diǎn)的加速度是0.125m/s2 D．質(zhì)點(diǎn)的加速度是0.5m/s2 2．某飛機(jī)起飛的速度是50m/s，在跑道上加速時(shí)可能產(chǎn)生的最大加速度是4m/s2，求飛機(jī)從靜止到起飛成功需要跑道最小長度為多少？ 3.一列火車作勻變速直線運(yùn)動(dòng)駛來，一人在軌道旁觀察火車的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)在相鄰的兩個(gè)10s內(nèi)，火車從他面前分別駛過8節(jié)車廂和6節(jié)車廂，每節(jié)車廂長8m（連接處長度不計(jì)）。求： ⑴火車的加速度a； ⑵人開始觀察時(shí)火車速度的大小。 【課后鞏固】 1．物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2m/s2，初速為2m/s，則下列說法正確的有（ ） A．每經(jīng)過1s，物體的速度增加2m/s B．第2s末的速度是初速的2倍 C．每經(jīng)過1s，物體的位移增加2m D．物體在前2s的位移是第1s內(nèi)位移的4倍 2．電梯上升過程的速度圖像如圖所示，從圖像可知電梯在9s鐘內(nèi)上升的高度是（ ） A．0 B．36m C．24m D．39m 3．一輛沿平直路面行駛的汽車，速度為36km/h.剎車后獲得加速度的大小是4m/s2，求： 　?。?）剎車后3s末的速度； 　?。?）從開始剎車至停止，滑行一半距離時(shí)的速度. 4．礦井底部的升降機(jī)，從靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過5s速度達(dá)到4m/s，接著又以這個(gè)速度勻速上升了20s，然后作勻減速運(yùn)動(dòng)4s恰好停在井口，求礦井的深度。 5．一輛轎車違章超車，以108 km/h的速度駛?cè)胱髠?cè)逆行道時(shí)，猛然發(fā)現(xiàn)正前方80 m處一輛卡車正以72 km/h的速度迎面駛來，兩車司機(jī)同時(shí)剎車，剎車加速度大小都是10 m/s2，兩司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間(即司機(jī)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情到實(shí)施剎車所經(jīng)歷的時(shí)間)都是Δt.試問Δt是何數(shù)值，才能保證兩車不相撞? 【答案】 自主學(xué)習(xí)：針對訓(xùn)練1 14m/s 針對訓(xùn)練2 C 當(dāng)堂檢測:1、C 2、312.5m 3、0.16 m/s2 7.2m/s 課后鞏固：1、AC 2、D 3、 0 4、 98m 5、 0.3s 5