高中必修第一册《3匀变速直线运动的位移与时间的关系》优质课教案教学设计

1、匀变速直线运动的位移与时间的关系第1课时教学目标1. 经历推导匀变速直线运动的位移与时间关系的过程，并能用此关系解决生活中的相 关问题。2. 经历推导匀变速直线运动的移位与速度关系的过程，并能用此关系解决生活中的相 关问题。3. 在推导位移与时间关系的过程，体会极限的思想与逼近的思想在物理中的应用。4. 在推导匀变速直线运动的位移与时间关系的过程中，体会物理学中的统一性。教学重难点教学重点匀变速直线运动的位移与时间的关系、匀变速直线运动的位移与速度的关系教学难点匀变速直线运动的位移与时间关系的推导过程、匀变速直线运动规律在实际生活中的应 用教学准备多媒体课件教学过程引入新课教师活动：展示匀速直

2、线运动的速度-时间图像，讲解做匀速直线运动的物体在某一时 间段内的位移等于与这一段时间相对应的速度-时间图像与坐标轴所用成的面积。v(ms)设想某一物体以速度V做匀速直线运动，在时间/内它的位移为仔细观察，你会发现这个物体的位移在速度时间图像中表示的是速度时间图像与坐标 轴所围成的矩形的面积。教师活动：展示匀变速直线运动的图像SI教师设问：对于匀变速直线运动，速度时间图像与坐标轴所国成的而积是不是就等于 物体的位移？讲授新课一、匀变速直线运动的位移教师活动：讲解匀变速直线运动中位移与时间关系的推导过程。某一物体做匀变速直线运动的图像如图甲所示。可将物体的运动分成按时间的若干小段, 将每一小段内

3、的运动看成是匀速直线运动，其速度用这一小段起始时刻的瞬时速度。这样匀 变速直线运动转变成了匀速直线运动的问题*v(ms)设物体运动的初速度为V0,加速度为G时间为人若将物体的运动分成"个小段，则 每个小段的时间为第/(1N ielfn)个小段内物体的初速度为 Vr=Vo+(Z-I)Zo于是可得第/(N*, 71,)小段内物体的位移为Xi = Vifo = (j + (/ 1 )dfo"o =+ (，将这"个小段的位移加起来，于是有X = X+x2+. 9. + xn=,z VOro+ ,z(,乙= 72V0 + -2(l-)2Ii由上式可得，当H时，有1 ?X =

4、 Vi)t + -at对照速度-时间图像，上式即为速度-时间图像与坐标轴所国成的图形的而积。即匀变速 直线运动的图像与坐标轴所用成的梯形的面积即为物体在相应时间内的位移。二、速度与位移的关系教师设问：前面我们学习了匀变速直线运动的速度与时间的关系，这肖课又学习了匀变 速直线运动的位移与时间的关系。如果对于某一运动过程，我们所知逍的和要求的物理量仅 涉及速度、位移、加速度，而不涉及时间应该如何解决？学生活动：思考老师所提问题。教师活动：演示速度与时间关系式的推导过程。速度与位移的关系VI-VOI=2ax典题剖析例1 一物体做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为=2ms2,求：(1) 第5 s末物

5、体的速度多大？(2) 前4 s的位移多大？(3) 第4 s内的位移多大？解：由速度与时间的关系得VI = v0 ÷ati =0 + 2 ms2 ×5 s = 10m/s(2)由位移与时间的关系式得此物体在前4 S内的位移为1 ，×2=2at2代入数据解得X2=16n(3)由位移与时间的关系得此物体在前3 S内的位移为1 2 =V3 +23代入数据解得x3=9 mo于是可得此物体在第4 S内的位務为xs=X2-X3=16 m-9 m=7 m例2如图所示是直升机由地而竖直向上起飞的卩一/图象，试汁算直升机到达的最大髙 度及25 s时直升机所在的髙度。解：(1)由图像知

6、此直升飞机在/=2OS时开始向下运动，故此时直升飞机的髙度最大。又由于速度时间图像与坐标轴所困成的图形的而积代表物体在这段时间内的位移，故有h = SOABC= *(10 + 20)x4Om=60Orn(2)由题意，直升飞机在25 s时所处的高度为力1 = sOABC+sCDE=(10 +20)×40m+×5×(-40) In=500 m例3有一汽车在平直的公路上以20ms的速度匀速行驶,忽然司机发现前面路况异常， 于是开始刹车，汽车开始以5ms2的加速度减速。求汽车刹车6s内的位移。解：由题意汽车减速至速度为O所用的时间为O 一 Vo O 20 ns . =二=4sa -5 ms-由此可知，汽车在刹车至第4 s末时，已经停下来了。故汽车刹车6 s内的位移等于刹车后4 s内的位移，于是有代入数据解得=40m,此即此汽车刹车6 s内的位移。过E点的速度是"到C点的速度是3“则疋坊：世C等于(例4、B. C三点在同一条直线上，一物体从ZI点由静上开始做匀加速直线运动，经 )A. 1