高中物理《勻變速直線運動的速度與位移的關系》教案（新人教版必修1）

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111 4 勻變速直線運動的速度與位移的關系 一、學習目標 1、知道位移速度公式，會用公式解決實際問題。 2、知道勻變速直線運動的其它一些擴展公式。 3、牢牢把握勻變速直線運動的規(guī)律，靈活運用各種公式解決實際問題。 二、課前預習 1、勻變速直線運動的速度與時間的關系 ，位移與時間的關系　　　　　。 2、勻變速直線運動的平均速度公式有 　　　 、 　　　 。 3、勻變速直線運動中，連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為 　　　　　　 。 4、勻變速直線運動某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于 　　　　　　　。 5、物體做初速度為零的勻加速直線運動，則 1T秒末、2T秒末、3T秒末……速度之比為 　　　 　　 ； 前1T秒、前2T秒、前3T秒……位移之比 　　　　　 　　　 ； 第一個T秒、第二個T秒、第三個T秒……位移之比 　　　　　 　　　?。? 連續(xù)相等的位移所需時間之比 　　　　　　　　 。 三、探究過程 請同學們回憶一下，勻變速直線運動的速度公式和位移公式。 （１）速度公式――― （２）位移公式―—— 有了上述兩個公式,下面請看一個實例： ［例題1］射擊時，火藥在槍筒中燃燒。燃氣膨脹，推動彈頭加速運動。我們把子彈在槍筒中的運動看做勻加速直線運動，假設子彈的加速度是a＝5105m/s2,槍筒長x＝0.64m，計算子彈射出槍口時的速度。 學生看題分析，畫出子彈加速運動的示意圖。 由題意，根據(jù)先求出時間t再求υ 能否只用一個關系式就能求得結(jié)果呢？ 學生討論：得到推論 題中已知條件和所求的結(jié)果都不涉及時間t，將兩個公式聯(lián)立，消去t，就直接得到位移與速度的關系式了。學生推導過程如下： 由得代入位移公式， 　 即　 解答：在子彈的運動中，已知，m/s2，x=0.64m， 由得 代入數(shù)據(jù)得子彈離開槍口的速度m/s 評價：（1）公式中共有五個物理量，一般來說，已知其中的三個量就可以求出其余的一個或兩個物理量。（兩個公式中都是四個物理量）即已知三個物理量，就基本能解決勻變速直線運動的規(guī)律問題。 （具體說明及寫出相應的公式） （2）對公式的理解 ［例題2］一架載滿乘客的客機由于某種原因緊急著陸，著陸時的加速度大小為6.0m/s2，著陸前的速度為60m/s,問飛機著陸后12s內(nèi)滑行的距離為多大？ 學生的解答中有許多可能出現(xiàn)的解答過程， 甲生：直接運用位移公式求得結(jié)果是288m； 乙生：應用速度公式先求出從開始著陸到停止所需的時間t=10s,再把t=10s代入位移公式求出結(jié)果是300m； 丙生：會應用速度公式先求出從開始著陸到停止所需的時間t=10s<12s，然后再用位移與速度的關系式求出結(jié)果也300m。 教師從各種解題方法中引導學生分析運動的實際性。 解法歸納： 解法一：飛機著陸后做勻減速運動至停下之后保持靜止，是勻減速運動，即a＝－6.0 m/s2.故有：飛機做勻減速運動至停止所用時間為： 可見：飛機著陸后的12s內(nèi)前10s做勻減速運動，后2s停止不動。所以著陸后12s內(nèi)滑行的距離即為前10s內(nèi)滑行的距離： =300m 解法二：飛機著陸后做勻減速運動至停下之后保持靜止，是勻減速運動，即a＝－6.0 m/s2.故有：飛機做勻減速運動至停止所用時間為： 可見：飛機著陸后的12s內(nèi)前10s做勻減速運動，10s末飛機就已經(jīng)停止即末速度為零。所以著陸后12s內(nèi)滑行的距離即為速度從60m/s到停止的過程中滑行的距離，根據(jù)位移與速度關系式得到 ＝300m 即飛機著陸后12s內(nèi)滑行的距離為300m. 思考題 勻變速直線運動某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于 　　　　　　　。 這段過程中間位置的瞬時速度等于 ， 兩者的大小關系是 。（假設初末速度均已知為） 方法一： t v 0 t v 0 所以： 方法二、作圖法： 練習題 1. 一小球以3m/s的初速度沿一光滑斜面向上做加速度恒定為4m/s2，方向沿斜面向下的勻變速運動，起始點為A，求小球運動到A點下方2m處的B點時的速度和所用的時間。 該題中加速度是恒定不變的，所以是勻變速運動，解題時無需進行分段處理，對整個過程進行處理就行，選AB過程為研究對象，沿斜面向上為正方向，則已知=3m/s、a=-4m/s2、s=-2m，則，方向沿斜面向下； 2、完全相同的三個木塊，固定在水平地面上，一顆子彈以速度v水平射入，子彈穿透三塊木塊后速度恰好為零，設子彈在木塊內(nèi)做勻減速直線運動，則子彈穿透三木塊所用的時間之比是 ；如果木塊厚度不同，子彈穿透三木塊所用的時間相同，則三木塊的厚度之比是 （子彈在三木塊中做勻減速直線運動的加速度是一樣的） 3、一質(zhì)點做初速度為零的勻加速直線運動，若在第3秒末至第5秒末的位移為40m，則質(zhì)點在前4秒的位移為多少？ 由可得，由公式有 4、觀察者站在列車第一節(jié)車廂前端一側(cè)的地面上，列車由靜止開始勻加速直線運動，測得第一節(jié)車廂通過他用了5秒，列車全部通過他用了20秒，則列車一共有幾節(jié)車廂？（車廂等長且不計車廂間距） 方法一：根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動連續(xù)相等位移的時間之比為（一節(jié)車廂的時間為t0=5秒，則n節(jié)總時間為=20,n=16 方法二、連續(xù)相等的時間內(nèi)位移之比為1：3：5……：(2n-1)，20內(nèi)共有4個5秒，則連續(xù)四個5秒的位移之比為1：3：5：7，則有7+5+3+1=16個單位車廂長度。 方法三：一節(jié)車廂長度,20秒內(nèi)總長度，有 111