人教版高中物理必修1《2　匀变速直线运动的速度与时间的关系》教学设计1

《匀变速直线运动的速度与时间的关系》教学设计

一、设计思想

通过本节教学，不但要使学生认识掌握匀变速直线运动的规律，而且要通过对这问题的研究，使学生了解和体会物理学研究问题的一个方法，图象、公式、以及处理实验数据的方法等。这一点可能对学生更为重要，要通过学习过程使学生有所体会。本节在内容的安排顺序上，既注意了科学系统，又注意学生的认识规律。讲解问题从实际出发，尽量用上一节的实验测量数据。运用图象这种数学工具，相对强调了图象的作用和要求。这是与以前教材不同的。在现代生产、生活中，图象的运用随处可见，无论学生将来从事何种工作，掌握最基本的应用图象的知识，都是必须的。学生在初学时往往将数学和物理分割开来，不习惯或不会将已学过的数学工具用于物理当中。在教学中应多在这方面引导学生。本节就是一个较好的机会，将图象及其物理意义联系起来。

在本节教材最后，通过图象提出了一般变速运动（非匀变速运动）的问题，这是对问题自然的扩展和引伸，目的是开阔学生思路，并不是要深入讲解非匀变速运动。教学中对基础较好的学生要求掌握，以利因材施教，使学生各得其所。

二、教学设计流程图

三、教学目标

1、知识与技能

（1）掌握匀变速直线运动的概念、运动规律及特点。

（2）掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式，会推导，能进行有关计算。

（3）知道v-t图象的意义，会根据图象分析解决问题。

2、过程与方法

引导学生通过研究v-t图象，寻找规律，发现匀变速直线运动的速度与时间的关系。

3、情感态度与价值观

（1）激发学生探索规律的兴趣。

（2）体验同一物理规律的不同描述方法，培养科学价值观。

（3）将所学知识与实际生活相联系，增加学生学习的动力和欲望。

四、教学重点

1、   理解匀变速直线运动的v-t图象的物理意义。

2、   匀变速直线运动的速度与时间的关系式及应用。

五、教学难点

1、   学会用v-t图象分析和解决实际问题。

2、   掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式并会运用。

六、教学过程

新课导入

师：上一节课，我们通过实验探究小车速度随时间变化的规律学习了如何描绘运动物体的v-t图象，本节课我们就从v-t图象入手，探究匀变速直线运动的运动规律。

新课教学

一、   匀变速直线运动

师：请同学们观察下面的v-t图象（课件逐个展示），它们分别表示物体在做什么运动？

①                       ②                       ③

生1：①中物体的速度的大小和方向都不随时间变化，说明物体在做匀速直线运动。

生2：②中物体的速度随时间不断增大，说明物体在做加速直线运动。

师：仔细观察②中物体速度增加的有规律吗？

生：是均匀增加。如果取相等的时间间隔，速度的变化量是相同的。

师：很好。请同学们自己画图操作，试一试。

学生自己画图，动手操作

教师用课件投影，进一步加以阐述。

师：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△t选在什么区间，对应的速度v的变化量△v与时间的变化量△t 之比△v /△t都是一样的，即物体的加速度保持不变。

投影出示匀变速直线运动的定义

沿着一条直线运动 ，且加速度保持不变的运动，叫做匀变速直线运动（uniform variable rectilinear motion ）。

匀变速直直线运动的速度时间图象是一条倾斜的直线，直线的斜率表示加速度。

在匀变速直线运动中，如果物体的速度随时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动。

师：那大家现在能说出上图中③是什么运动吗？

生：我知道了，在刚才图中③的速度随时间均匀减小，表示的就是物体在做匀减速直线运动。

师：你说的对！如果物体的速度随时间均匀减小，这个运动就叫做匀减速直线运动。请同学们再思考一下，下图中三条直线的交点表示什么？

生1：是相遇！

生2：不是相遇，应该表示在同一时刻，三者的速度相等。

师：是的，在v-t图象中，交点仅表示他们的速度相等，并不表示相遇，同学们不要把v-t图象与x-t图象相混淆。

教师接着引导学生思考教材第35页“说一说”

这条图线表示物体的速度怎样变化？在相等的时间间隔内，速度的变化量总是相等的吗？物体在做匀加速直线运动吗?

生：速度增加，但在相等的时间间隔内，速度的变化量越来越小，说明△v /△t逐渐减小，即加速度减小，加速度不是恒量，那物体的运动就不是匀加速直线运动了。

师：没错。在不同的瞬时，物体的加速度不同，那我们怎么找某一点的瞬时加速度呢？

学生纷纷讨论。

生：是做切线吗？

师：非常好。我们可以做曲线上某点的切线，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。

二、速度与时间的关系

师：除了图像外，我们还可以用公式表示物体运动的速度与时间的关系。

从运动开始（这时t=0）到时刻t，时间的变化量△t=t-0,速度的变化量△v=v-v0,因为加速度a=△v /△t是一个恒量，所以a=△v /△t=v-v0/t-0

解出速度v, 得到  v=v0+at

这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式。

师：想一想，at在数值上等于什么？

生：a在数值上等于单位时间内速度的变化量，再乘以t就是0—t时间内速度的变化量。

生：at再加上vo就是t时刻的速度了。

师：我们还可以从图象上进一步加深对公式的理解。

师：能否直接从图线结合数学知识得到速度与时间的关系式?

生：因为匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线，所以v与t是线性关系。或者说v是t的一次函数，应符合y＝kx+b的形式：其中k是图线的斜率，在数值上等于匀变速直线运动的加速度。b是纵轴上的截距，在数值上等于匀变速直线运动的初速度v0，所以v=v0+at

例题1

（投影）汽车以40km/h的速度行驶，现以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度能达到多少？

教师引导学生明确已知量、待求量，确定研究对象和研究过程

学生自主解题

师：投影出示规范步骤

解：初速度vo=40km/h=11m/s，加速度a=0.6m/s2，时间t=10s，10s后的速度为

           v=v0+at

            =11m/s+0.6m/s2×10s

            =17m/s

            =61km/h

例题2

（投影）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/s2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。

小结

本节重点从图象和公式两个方面研究了匀变速直线运动，理解时注意以下几点：

1、在匀变速直线运动中，质点的加速度大小和方向不变，但不能说a与△v成正比、与△t成反比，决定于△v和△t的比值。

    2、公式中v、v0、a都是矢量，必须注意其方向。

布置作业：教材第36页“问题与练习”

七、板书设计：

    匀变速直线运动速度与时间的关系

1．匀速直线运动图像：v值恒定，是平行于t轴的直线；

匀变速直线运动：概念：速度随时间均匀地改变，即加速度不变的运动。

图像：倾斜的直线，斜率表示加速度。

非匀变速直线运动：速度不是均匀改变的直线运动。

2．速度与时间关系：速度与时间关系式