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文档简介
1、第一节 几个基本概念 教学目标1、知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同参考系时,观察的结果可能不同。2、理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。3、知道时间和时刻的含义以及它们的区别。4、知道位移的概念,它是表示质点位置变动的物理量,是矢量,可以用有向线段来表示。5、知道位移和路程的区别。教学步骤一、导入新课 同学们,在初中我们学过,一个物体相对于别的物体的位置改变叫做机械运动,简称运动机械运动是最普遍的自然现象宇宙中的一切物体,小到原子内部的质子、中子和电子,大到遥远的恒星和星系,都在不停地运动着有些物体,例如耸立的山峰、马路两侧的房屋、路面上的铁轨,看
2、起来是不动的,其实,这些物体是随着地球一起运动的物体的运动是千差万别的,第二章从最简单、最基本的直线运动入手,开始我们的研究。 板书:几个基本概念 二、新课教学1、(1)参考系:为了描述一个物体的运动,选来作为标准的物体,叫参考系。 (2)选择不同的参考系观察同一个运动,观察的结果会有不同。实例分析:坐在行驶的火车里乘客的运动情况以火车为参考系,乘客是静止;而以路边的树木为参考系乘客是运动的。(选择不同的参考系来观察同一运动,观察的结果会有不同。要比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系,比较才有意义) (3)总结:参考系是可任意选取,但选择的原则要使运动的描述尽可能简单。比如,研究地面上物
3、体的运动,选择地面或相对地面不动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单。2、质点物体都有一定的大小和形状。但是,在某些情况下却可以不考虑物体的大小和形状,从而使问题大为简化。实例分析:在讨论一列火车从北京开往天津需用多少时间时,火车的长度和北京到天津的距离相比,可以不考虑。我们抛开火车的形状、大小等起作用很小的次要因素,把火车看作一个有质量的点,可使计算大大简化。质点:不考虑物体的形状、大小,把物体看成是具有物体全部质量的点,叫做质点。设问:是不是任何物体在任何情况下都可简化为质点呢?在研究整列火车通过某遂道所用时间时,能不能忽略列车的长度,把它当成质点?(否)在研究地球自转时,能不能忽略地球的
4、大小,把它当做质点?(否)说明:质点是实际物体的一种理想化模型,是实际物体的一种科学抽象。实际物体可抽象为质点的条件:当物体的形状、大小在所研究的问题中属于次要因素,对所研究问题的影响可以忽略不计时,可视物体为质点。一个物体能不能看做质点,要看问题的具体情况而定。【例1】下列关于质点的判断正确的是( B、D ) A、质点是指很小的物体;B、研究在平直的高速公路上行驶的汽车的速度时,汽车可视为质点;C、杂技演员做空翻动作时,可视为质点;D、研究巨轮停在海面上所在的位置时,巨轮可视为质点;3、时刻、时间间隔(也称时间)运动是和时间相联系的,因此,要研究物体的运动情况,就要先弄清时间上的两个不同概念
5、时刻和时间间隔强调:若在时间轴上表示出时刻、时间:时刻表示为一点,时间表示为一线段(如图所示)。见课本P21图4、位移和路程观察课本P21图:由北京去上海,你可以选择不同的交通交通路线,可以乘火车、乘飞机,还可以先坐汽车到天津然后换轮船到达上海。使用不同的交通工具,交通路线不同及运动轨迹是不一样的,走过的路程不相同,但是,就位置的变动而言,你总是由初始位置北京到达了末位置上海(直线距离约1080Km) 物理学中用一个叫做位移的物理量来表示质点的位置变动。位移:从初位置指向末位置的有向线段;注意:位移是矢量;质点位移与运动路径无关;运动的质点通过的路线,叫做质点的轨迹;如果质点运动轨迹是直线,这
6、样的运动叫做直线运动;如果是曲线,就叫做曲线运动。位移与路程不同,路程表示在一定时间内运动轨迹的长度,只有大小,没有方向,是标量。(一般情况下,位移的大小不等于路程,只有单向直线运动时,位移的大小才等于路程)作业 基训第二章第一节机械运动第二节 位移和时间的关系教学目标1、理解匀速运动、变速运动的概念;2、知道什么是位移时间图象,能及如何用图象表示位移和时间的关系;3、知道匀速直线运动的st图象的意义;教学步骤:一、导入新课上一节课我们学习了机械运动的概念,并且知道物理学中为了研究物体的运动我们引进了质点和位移,一个物体运动时不但其位置在不断改变,其位移在随时间不断地改变,那么一个物体运动时位
7、移和时间有什么关系呢?这节课我们就来研究这个问题。板书:位移和时间的关系二、新课教学1、匀速直线运动实例:一辆汽车在一段平直公路上行驶,观察者测定出以下结果时间t/s02.54.97.610.012.415.117.519.9位移s/m050100150200250300350400设问: 这辆汽车在平直公路上的运动有什么特点?回答: 在误差允许的范围内,每2.5s内的位移为50m,每5s内的位移为100m,每10s内的位移为200m任意相等时间内位移都相等。定义:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内位移相等,这种运动叫匀速直线运动。设问:如果有一辆汽车在平直的公路上行驶,每5s内的位移都
8、是100m,那么这辆汽车一定做匀速直线运动吗?强调:一物体如果作匀速直线运动,则其在任何相等的时间里位移都相等。做匀速直线运动的物体,位移与时间成正比。2、位移时间图象请同学们以上面图表所给出的数据,以横轴为时间(t)轴,纵轴为位移(s)轴,用描点法作图,看是一个什么样的图象,s与t存在一个什么函数关系?结论:匀速直线运动物体的位移和时间关系的图像是一条直线(一次函数图像),这条直线叫做位移时间图像(st图像)简称位移图像。【例1】如图甲所示,1、2、3表示三个物体的位移时间图像,它们是匀速直线运动吗?1、2、3有什么区别?解析:它们都是匀速直线运动。1、2是同一时刻(t=0)开始在不同位置的
9、匀速运动;2、3是同一位置(s=0)不同初始时刻的匀速运动。【例2】如图乙所示,1、2两个匀速直线运动有什么不同?解析:图线1的斜率大于图线2的斜率,在相同时间里斜率大的物体位置改变大(位移大),这说明斜率大小反映物体的运动快慢。【例3】如图丙所示为甲、乙两物体相对同一参考系的位移时间图像。下列说法正确的是( A、B、C )A、甲、乙两物体的出发点相距s0;B、甲、乙两物体都做匀速直线运动;C、甲物体比乙物体早出发的时间为t1;D、甲、乙两物体同方向运动;3、变速直线运动【例4】如图丁所示,图线表示的是匀速直线运动吗?解析:位移时间图像是表示位移和时间的函数关系,并不是轨迹曲线,从s-t图线中
10、判断不出物体是否做直线运动,一般要直接告诉我们或通过其它途径判定定义:物体在一条直线上运动,如果在相等时间里位移不相等,这种运动叫做变速直线运动。(变速直线运动的st图像不是直线而是曲线)三、作业P24练习二2、3作在书本上基训第二章第二节第三节 运动快慢的描述速度 教学目标:1、理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位,知道它是矢量。2、理解平均速度,知道瞬时速度的概念。3、知道速度和速率以及它们的区别。教学步骤一、导入新课质点的各式各样的运动,快慢程度并不相同,有时相差很大。比较物体运动的快慢,可以有两种方法:一种是位移相同的情况下,比较所用时间的长短
11、,时间短的运动快;另一种是在时间相同的情况下,比较位移的大小,位移大的运动快。二、新课教学1、速度实例分析:百米赛跑中,运动员甲用10秒跑完全程,运动员乙用11秒跑完全程,比较谁跑得快?(跑完相同的位移,甲用时间短,所以甲跑得跑)汽车A在2h内行驶80km,汽车B在2h内行驶170km,比较哪辆车跑得快?(在相同时间内,汽车B行驶的位移大,所以汽车B行驶得快)汽车B和运动员甲哪个跑得更快些呢?如果我们算出它们各自在单位时间内(每秒内)的位移,就能比较出它们运动的快慢了,为了比较质点运动快慢,物量学中引入速度的概念定 义:速度v等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比值。说明:定义式 单位 国际单
12、位m/s或m·s1常用单位km/h、cm/s等速度是既具有大小,又有方向的物理量,即矢量。速度的大小在数值上等单位时间内位移的大小,速度的方向跟运动的方向相同。速度是描述质点运动快慢的物理量。 2、平均速度 在匀速直线运动中,在任何相等的时间里位移都是相等的,vs/t是恒定的。如果是变速直线运动,在相等的时间里位移不相等,那又如何描述物体运动的快慢呢?就用在某段位移的平均快慢即平均速度来表示。实例:百米运动员,10s时间里跑完100m,那么他1s平均跑多少呢? 每秒平均跑10m。这就是运动员完成这100m的平均快慢。说明:对于百米运动员,谁也说不定他在哪1秒破了10米,1秒钟跑10米
13、多,而有的1秒钟跑不到10米,但它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。所以就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。但这个=10m/s只代表这100米内(或10秒内)的平均速度,而不代表他前50米的平均速度,也不表示后50米或其他某段的平均速度。 平均速度定义:由公式vs/t求出的速度,是做变速直线运动的物体在时间t(或是位移S)内的平均速度 用表示【例1】 一辆自行车作单向直线运动,在第一个5秒内的位移为10米,第二个5秒内的位移为15米,第三个5秒内的位移为12米,请分别求出它在每个5秒内的平均速度以及这15秒内的平均速度。解析 说明 变速直线运动各段的平均速度一般不同,平均速度
14、必须指明“哪段时间”或“哪段位移”,平均速度只能粗略地描述一段时间内的总体快慢,这就是“平均速度”与匀速直线运动“速度”的根本区别平均速度是矢量。其方向与该段时间内发生的位移方向相同。平均速度与平均速率的区别(平均速率表示物体在某段时间内通过的路程和通过这段路程所用时间的比值,是标量)【例2】小球沿倾角为的山坡的A点向上运动到B点,所用时间为t1,然后又从B点下滑到原出发点A,所花时间t2,己知AB间距为S,求全过程中,小球的平均速度和平均速率 3、瞬时速度 如果要精确地描述变速直线运动的快慢,应怎样描述呢?那就必须知道某一时刻(或经过某一位置)时运动的快慢程度,这就是瞬时速度。瞬时速度定义:
15、运动的物体在(经过)某一时刻(或某一位置)的速度。说明:瞬时速度是矢量,在直线运动中瞬时速度的方向与物体在这一时刻的运动方向相同;瞬时速度的大小叫做速率,简称速率,是标量。【例3】一物体从甲地到乙地,总位移为2s,前一半位移内平均速度为v1,后一半位移内平均开速度为v2,求这个物体在从甲地到乙地的平均速度。解析:有的同学答案为这是错误的。平均速度不是速度的平均值,要严格按照平均速度的定义来求,用这段总位移与这段位移所用的时间的比值,也就只表示这段位移内的平均速度。作业 基训第三节运动快慢的描述 速度第四节 速度和时间的关系教学目标1、知道什么是速度时间图像,以及如何用图像来表示速度和时间的关系
16、。2、知道匀速直线运动和匀变速运动的v-t图像的物理意义。3、知道什么是匀变速运动和非匀变速运动。教学步骤一、导入新课复习:概念速度、平均速度(平均速率)、瞬时速度(瞬时速率)引入:对于匀速直线运动,速度不随时间变化;而变速直线运动,速度是随时间变化的。今天我们学习如何运用图象来描述速度和时间的关系。二、新课教学1、匀速直线运动的速度时间图像【例1】根据我们对位移时间图像的认识,同学们类比推理回答如下问题:(1)如何建立关于速度时间的坐标轴;(2)当一物体以v2m/s的速度匀速前进,作出它的vt图像;(3)从图像中能获取什么物理信息?解析 从速度时间图像这个叫法看,是速度与时间的关系图像,以t
17、轴为横轴,v轴为纵轴,建立坐标系; 匀速直线运动的速度v不随时间变化,只能是与t轴平行的直线; 从图像中可获得:速度的大小、方向 从svt可获得:边长为v和t所围成的矩形的面积,就是物体在时间t内的位移。(即图中的斜线阴影部分)2、匀变速直线运动的速度时间图象【例2】假如某人坐在汽车驾驶员身旁,在汽车起动时,注视速度计,记下间隔为5秒各时刻的速度值,得到下列一组数据。 问题:从出示的数据同学们可看出什么规律?根据数据作出vt图像解析:在误差允许的范围内,物体每隔5s,速度增加约10km/h,也就是每隔相同的时间间隔,速度的改变量相等。匀变速直线运动:在变速直线运动中,如果在相等时间内速度的改变
18、相等,这种运动就叫做匀变速直线运动。描点法作出v-t图像如图甲所示说明:速度时间图像是一条倾斜的直线,无论从图表中,还是从图像中都可以看出,速度随时间均匀地增加。匀加速直线运动定义:在匀变速直线运动中,它的速度随时间而均匀增加,这就叫匀加速直线运动。匀减速直线运动定义:在匀变速直线运动中,它的速度随时间而均匀地减小,这就叫匀减速直线运动。(如图乙所示)问题:仔细观察匀变速直线运动的vt图像,从图像中可获取什么物理信息?结论(1)某时刻的瞬时速度(2)某段时间内的速度的变化量,速度的变化量是正值,还是负值。是正值的话,说明v与v方向相同,是负值的话,说明v与v方向相反。(说明v是矢量)(3)速度
19、图线和时间轴所围的“面积”表示质点在该段时间内的位移在变速直线运动中,速度不一定是均匀变化的,这种运动是非匀变速直线运动。(速度图像是一条曲线)在日常生活中,很多物体的运动接近匀变速,通常作为匀变速来处理。比如:发射炮弹在炮筒里的运动,石块从高处自由下落等等。 3、匀变速直线运动的vt图像与匀速直线运动中的st图像的区别。【例3】分析丙、丁两图中物体在这60s内的运动情况?简析:图像的形状完全一样,但所包含的物理意义却不同。要分析清楚物体的运动情况,首先要看图像中横、纵坐标所表示的物理量,根据图像中的图线找到物理量间的关系,从而再确定它的运动状态。 作业 P28练习四 (1)(作在作业本上)
20、课外作业:三味组合:P162P163第四节 速度和时间的关系习题课一、知识要点速度时间图象可以获得的信息可求出任一时刻速度的大小和方向(如图(1)所示);可求出达到某一速度所需要的时间(如图(1)所示);可求出某段时间t发生的位移(在速度图象中,不管图线如何,它与横坐标轴所围成的图形的“面积”表示位移的大小)(如图(2)所示);可判定物体的运动性质(是匀速、匀变速还非匀变速等)(如图(3)所示);可比较物体的速度变化的快慢(如图(4)所示);二、例题分析【例1】一个沿直线运动物体的速度图象,如图所示,则(B、C、D)A、图象OA段表示物体做非匀变速直线运动,AB段表示物体静止B、图象AB段表示
21、物体做匀速直线运动C、在09秒内物体的运动方向相同D、在912秒内物体的运动方向与09秒内的运动方向相反评析:图象的AB段表示物体做匀速直线运动,而不是静止。v-t图象中表示的的速度值为正,速度方向与规定的正方向相同;v-t图象中表示的的速度值为负,速度方向与规定的正方向相反。【例2】A、B两个物体同时由同一地点向同一方向做直线运动,速度图线如图所示,那么下面说法中,正确的是( A、B、C )A、物体A匀速直线运动,B做初速度为零的匀加速直线运动;B、开始时A比B快,20秒后,B比A快;C、40秒末A、B两物体相遇;D、20秒末AB两物体相遇;评析:通过本例题,让学生理解速度图线与时间轴所围“
22、面积”所表示的物理意义。【例3】甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标,从此时开始,甲车做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一个路标时的速度相同,则( B )A、甲车先通过下一路标B、乙车先通过下一路标C、丙车先通过下一路标D、三辆车同时通过下一路标解析 在速度图象中,图线下面积大小表示位移大小,因三辆车从某一路标到下一个路标,位移相等,故三条图线下的面积必须相等,又因为三车始末速度相同,同乙车所用时间最短,如图所示,故选B作业 基训第二章第四节“速度和时间的关系”第五节 速度改变快慢的描述-加速度教学目标:1、理解加速度的概念,知道加速度是表示速度变化快慢的物理
23、量,知道它的定义、公式、符号和单位。2、知道加速度是矢量,知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一致,知道加速度跟速度改变量的区别。3、知道什么是匀变速直线运动,能从匀变速直线运动的vt图像中理解加速度的意义。教学重点:1、速度的变化量速度的变化率的含义。2、加速度的概念及物理意义。教学难点:加速度的方向的理解教学步骤:一、导入新课问题:如图甲、乙两物体的速度图像,都是匀变速直线运动,从图中找一找速度随时间的变化规律?分析:甲图中,物体的速度每1秒变化5m/s,乙图中,物体的速度每10秒变化5m/s。表示两物体速度改变的快慢不同,甲物体速度改变快(每秒改变5m/s);乙物体速度改变慢(每秒改
24、变0.5m/s)今天我们就来引入一个新概念加速度,来描述速度改变的快慢。二、新课教学加速度基本概念1、定义:加速度是描述速度改变快慢的物体量,它等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。2、表达式: 3、单位:在国际单位制中,a的单位是米每二次方秒(m/s2);常用单位中,a的单位有厘米每二次方秒(cm/s2)说明:(1)表示速度的改变量,是矢量。在变速直线运动中,和的方向在一条直线上,我们通常取初速度方向为正方向。如果的方向与的方向相同,>0;如果的方向与的方向相反,<0由计算出>0,表示与的方向相同;<0,表示与的方向相反。(2)加速度不但有大小,而且有方向,是矢
25、量。加速度的大小在数值上等于单位时间内速度的改变。加速度的方向与的方向相同。若以为正方向:>0>0加速运动 <0<0减速运动若以为负方向:>0>0减速运动 <0<0加速运动(3)加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度与速度没有直接的关系。(4)在匀变速直线运动中,速度的变化是均匀的,比值是恒定的,即加速度大小不变,方向也不变,因此,匀变速直线运动是加速度恒定不变的运动。【例1】如图所示,请回答:(1)图线分别表示物体做什么运动?(2)物体5秒内速度的改变量是多少,方向与速度方向什么关系?(3)物体3秒内速度的改变量是多少?方向与其速度方向有何关
26、系?(4)物体运动的加速度分别为多少?方向如何呢?强调:加速度的正、负号只表示其方向,而不表示其大小。从匀变速直线运动的vt图像中理解加速度的意义。作业 P30练习五2、3、5第五节 速度改变快慢的描述加速度习题课【例1】一只足球以10m/s的速度沿正东方向运动,运动员飞起一脚,足球以20m/s的速度向正西方向飞去,运动员与足球的作用时间为0.1s,求足球获得加速度的大小和方向? (300m/s2,方向向西)评析:求一个矢量,既要说明它的大小,也要说明它的方向,对于做直线运动的物体,为了求解问题的方便,通常先选取一个正方向,但物理量的方向与选取的正方向无关。【例2】若汽车的加速度方向与速度方向
27、一致,当加速度减小时,则( B、D )A、汽车的速度也减小;B、汽车的速度仍增大;C、当加速度减小到零时,汽车静止;D、当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大;解析:速度是增大还是减小,质点做的是加速运动还是减速运动,要根据v0与a的方向关系来判定。题干中a与v0同向,则汽车必定做加速运动,速度一定增加,加速度减小,只能说明速度增加得慢了,但还是在增加,直到加速度减小到零,速度达到最大值,最后不再变化,而以这个最大的速度做匀速直线运动。说明:判断速度是增加还是减小,不必去管物体的加速度的大小,也不必去管物体的加速度是增大还是在减小,只需要知道物体加速度方向跟速度方向是相同还是相反。加速度方向与
28、速度(不是指初速度)方向相同时,速度一定增大;加速度方向与速度(不是指初速度)方向相反时,速度一定减小。【例3】关于加速度,下列说法正确的是( C )A、物体的速度为零,加速度也一定为零;B、物体的速度改变量大,加速度一定大;C、物体的速度变化率大,加速度一定大;D、物体的速度越大,加速度也越大;说明:注意的区别。加速度是表示速度变化快慢的物理量,等于速度变化和变化这一速度所用时间的比值,加速度的大小与速度的大小无必然的联系,加速度大,速度可能大,也可能小,还可能为零。加速度的方向与速度变化的方向相同。【例4】一个物体沿直线运动,它的速度图象如图所示,由此可知( A、C、D )A、2秒末物体返
29、回出发点;B、2秒末物体的运动方向发生改变C、第1秒内和第3秒内物体的位移大小相等;D、第1秒内和第3秒内物体运动的加速度大小相等,方向相反;评析:解决此题目应充分利速度图象的物点:(1)斜率表示加速度;(2)图线与时间轴所围图形的面积等于位移大小。作业:基训第五节第六节 匀变速直线运动规律教学目标:1、掌握匀变速直线运动的速度公式,知道它是如何推导出的,会应用这一公式分析和计算。2、掌握匀变速直线运动的位移公式,会应用这一公式分析和计算。3、会推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式,并会运用它进行计算。教学步骤:一、导入新课如图所示是一物体的速度图像,请回答:(1)质点甲、乙做什么运动?(2
30、)甲、乙的加速度各是多大?(1m/s2、0.5m/s2)说明:在速度图像里(匀变速直线运动)既可以知道每一时刻相对应的瞬时速度,还可以求出其物体的运动的加速度。加速度值就是该直线的斜率。匀变速直线运动的速度与时间的关系可以用图像来表示,但图像有其局限性,要让你求出任何时刻的瞬时速度,只借助图像是不行的。那就必须用公式表示其规律。二、新课教学1、速度和时间的关系(1)速度公式 (2) 说明:对于匀加速直线运动、匀减速直线运动都适用。在加速运动中,由于a与v同向,a取正值,在减速运动中,由于a与v反向,a取负值【例1】:汽车紧急刹车时,加速度大小为6 必须在2s内停下来,汽车行驶的最大允许速度是多
31、少?分析:刹车的结果多让速度变为0,整个过程为匀减速运动,取初速度方向为正方向,a取负值。解:依据题意知,2、位移和时间的关系问题:在匀变速直线运动中,时间t内的位移s与平均速度有什么关系? (根据平均速度的定义可得)问题:在匀变速直线运动中,与时间t内所对的和什么关系?为什么? 因为速度是均匀改变的,在时间t内的平均速度等于速度的平均值。问题:如果一质点初速度为v0,以加速度为a作匀加速直线运动,ts后的位移是多少? 这就是匀变速直线运动的位移时间关系。(1)位移公式:(2)说明:匀变速直线运动的位移公式,既适合于匀加速运动,又适合于匀减速运动。在加速运动中,a与同向,v均匀增大,a取正值;
32、在减速运动中,a与反向,v均匀减小,a取负值。(稍加说明:位移公式也可利用速度图线求出)【例2】一辆汽车匀速行驶,然后以1的加速度加速行驶,从加速行驶开始,经12s行驶了180m,问:汽车开始加速时的速度是多大?解: 即汽车开始加速时的速度为9m/s。【例3】一辆汽车以10m/s的速度匀速前进,制动后,加速度为2.5 ,问:3s后的位移、10s后的位移。学生根据公式求出: 讨论S2的求法是否有问题?小结: 这一节我们主要学习了匀变速直线运动的速度公式及位移公式,在运用时,要注意物理过程,结合实际具体分析。作业 P33 练习六3、4、6第七节 匀变速直线运动的规律及应用(1)教学目标:1、掌握匀
33、变速直线运动的速度、位移公式2、会推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式,并会应用它进行计算教学过程:一、新课教学1、匀变速直线运动的规律(1)匀变速直线运动的速度和位移公式:公式中共有五个物理量,初速度、末速度、时间、加速度、位移。一般来说已知其中的三个量可以求出其余的一个或两个物理量。(2)据,消去时间,同学们试着推一下,能得到一个什么关系式?一般在不涉及时间的前提下,我们使用刚才得到的推论求解。 2、匀变速直线运动规律的应用【例1】发射炮弹时,炮弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速运动,如果枪弹的加速度大小是,枪筒长0.64m,枪弹射出枪口时的速度是多大?分析思考:1)枪筒的长度对应于枪弹做
34、匀加速运动的哪个物理量?2)枪弹的初速度是多大?3)枪弹出枪口时的速度对应于枪弹做匀加速运动的什么速度?4)据上述分析,你准备选用哪个公式求解?C:学生写出解题过程,然后评析。【例2】一个滑雪的人,从85米长的山坡上匀变速滑下,初速度是1.8m/s,末速度是5.0m/s,他通过这段山坡需要多长时间?分析思考:1)该滑雪人的运动可当做哪一种匀变速运动?2)你认为所给的已知条件等效为匀变速直线运动的哪些物理量?3)要求得时间t,你准备用什么方法求?解法一:滑雪的人做匀加速直线运动,由由(1)式解出t,代入数据得到:说明:比较(1)式和可知,对于匀变速直线运动,平均速度的求解有两个途径:(1) (2
35、) 解法二:由和得【例3】做匀加速直线运动的物体,速度从v增加到2v时的位移是s,则它的速度从2v增加到4v经过的位移是多少?(4S)三、作业 P35练习七(2)(3)(4)第七节 匀变速直线运动的规律及应用(2)1、匀变速直线运动的基本规律: 2、匀变速直线运动的三个重要推论:(1)在连续相等的时间T内的位移之差为一恒量,即证明:设物体以初速度为,加速度a做匀变速直线运动。自计时起时间T内的位移 前2T内的位移 则第2个T内位移 前3T内的位移 则第3个T内位移 连续相等时间T内的位移之差(2)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,即证明:由可知,经t/2后瞬时速度变为将代入
36、上式,可得:(3)某段位移中间位置的瞬时速度与这段位移的初速度、末速度的关系为:证明: 由 可知: 由以上两式合并可解得:【例1】一个做匀加速直线运动的物体,在头4秒内经过的位移为24米,在第二个4秒内的位移是60米,求这个物体的加速度和初速度各是多少?(2.25、1.5)要求:由学生自行完成,总结几种不同的解法评析:匀变速直线运动的规律可用多个公式来描述,因而选择不同的公式,所对应的解法也不同。对一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔问题,可优先考虑用来求解。3、初速度为零的匀加速直线运动规律(设T为时间单位)(1)第1个T内、第2个T内、第3个T内、位移之比:提示:可采用速度时间图
37、象来证明【例2】一列火车从静止开始做匀加速直线运动,某观察者站在第一节车厢前端,他测得第一节车厢通过他历时10s,全部列车通过他历时30s,设每节车厢的长度相等,求这列火车的总节数。(9节)解析:全部列车通过他历时30秒,可以理解为3个10秒.第一个10秒内列车通过的位移大小为一节车厢长度,第2个10秒内通过的位移大小应为三节车厢长度,第3个10秒内通过的位移大小为五节车厢长度.共计9节车厢.作业:基训第七节 匀变速直线运动的规律及应用(3)【例1】甲、乙两车同时从同一地点出发,向同一方向运动,其中,甲以10m/s的速度匀速行驶,乙以2m/s2的加速度由静止启动,求:(1)经多长时间乙追上甲车
38、?此时甲、乙两车的速度有何关系?(2)追上前经多长时间两者相距最远?此时二者的速度有何关系?评析:用速度图象辅助分析? 初速度为零的匀加速直线运动的物体追赶同向匀速运动的物体时,追上前具有最大距离的条件:追赶者的速度等被追赶者的速度。【例2】汽车正以10m/s的速度在平直的公路上前进,突然发现正前方有一辆自行车以4m/s的速度做同向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做加速度大小为6m/s2的匀减速运动,汽车恰好不碰上自行车,求关闭油门时汽车离自行车多远?基训评析:利用速度图像辅助分析。汽车恰好不碰上自行车,关闭油门时汽车离自行车的距离等于图象中阴影部分的“面积”? 匀减速直线运动的物体追赶同向匀
39、速运动的物体时,恰好追上或恰好追不上的临界条件:即将靠近时,追赶者速度等于被追赶者速度。【例3】火车以速度v1匀速行驶,司机发现前方同轨道上相距S处有另一火车沿同方向以速度v2(对地,且V1>V2)做匀速运动,司机立即以加速度a紧急刹车,要使两车不相撞,a应满足什么条件?三味组合P167评析:速度图象中阴影部分的“面积”应小于或等于S作业:三味组合第七节匀变速直线运动规律的应用第八节 自由落体运动教学目标:1、理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。2、知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。3、掌握自由落体运动的规律。教学
40、用具一纸片、一硬币、抽气机、牛顿管、“自由落体课件”教学步骤一、导入新课1、复习:什么是匀变速直线运动,其速度公式、位移公式分别是什么?2、导入:同学们,我们今天应用这些知识研究一种常见的运动,物体下落的运动。二、新课教学演示实验:让一个纸片与一个硬币同时自由下落,可看到什么现象?学生:硬币落得快。老师:对,这就是我们的生活经验,这也是公元前希腊的哲学家亚里斯多德的观点。在其后两千多年的时间里,人们一直信奉他的学说。同学们听说过伽利略的两个铁球同时落地的故事吗?伽利略做过大量的由静止下落的实验,并且还用归谬法、数学推理法证明了亚里斯多德的观点是错误的。同学们课后看阅读材料,伽利略为了证明亚里斯
41、多德观点的错误,他就拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上,使两铁球同时下落,结果两铁球几乎同时落地。且再看实验:把刚才的纸片揉成团,和硬币由静止同时下落,同学再观察:学生:几乎同时落地。老师:同一个纸片,为什么形状不一样,其下落时间就不一样呢?学生:这是因为空气的阻力的影响。把纸片揉成团,所受空气的阻力要比纸片所受空气的阻力小得多,所以与硬币几乎同时落地。老师:如果真的把质量、形状不同的物体放在真空中,从同一高度自由下落,和伽利略的结论一样吗?演示:把事先抽成真空(空气相当稀薄)的牛顿管拿出来,让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。现象:同时落下。1、自由落体运动自
42、由落体运动:物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。说明:这种运动只有在没有空气的空间里发生,在有空气的空间中,如果物体所受空气阻力很小,和物体重力相比可忽略的条件下,物体从静止竖直下落的运动也可以看成是自由落体运动。2、自由落体运动的加速度设问:自由落体运动是什么性质的运动?【多媒体演示】自由落体(小球)的频闪照片(通过多媒体演示达到两个目的:一个是说明自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动;二个是匀加速度直线运动的加速度是多大)(1)自由落体是初速度为零的匀加速直线运动。(2)一切物体的自由落体的加速度都相同,这个加速度叫重力加速度,用g表示同学们请阅读材料P37页内容,能得到什么知识
43、?总结:地球上不同的纬度、g值不同。其方向为竖直向下。通常的计算,g值取9.8m/s2,粗略计算:g=10m/s23、自由落体运动的规律因为自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,请同学们推出其速度公式,位移公式学生推导得出:【例1】一个自由下落的物体,到达地面的速度是39.2m/s.这个物体是从多高落下的?落到地面用了多长时间?(课本P.38 (3)【例2】一个自由落体的物体,下落最后1秒内的位移是25米,求:(1)物体开始下落的高度;(2)物体下落的总时间 基训P25三、作业1、基训P24P252、课后阅读“阅读材料”伽利略对自由落体运动的研究P39第八节 自由落体运动习题课
44、【例1】一个小球自屋檐自由落下,在t=0.25s内通过高度为h=2m的窗口,求窗口的顶端距屋檐多少米?(g=10m/s2) (h=2.28米)【例2】一条铁链AB长0.49米,悬于A端使它自由下垂,然后让它自由下落,求整个铁链通过悬点下方2.45米处的小孔O时需要的时间是多少? (0075秒)评析:铁链做自由落体运动,由于它有一定的长度,所以铁链经过下面的小孔O时不是一瞬间,而是一段时间。这段时间可用铁链两端分别经过O点的时间差值来求解。【例3】一跳伞运动员从350米高空离开飞机跳伞降落,为了使落地时间快一些,开始时未打开伞而自由下落,降落一段距离后才张开伞,张开伞后以2m/s2的加速度匀减速
45、下落,到达地面时的速度为4m/s,问跳伞运动员应在离地面多高时张开伞?(g=10m/s2)基训P.25 9T作业:三味组合P.170第八节自由落体运动竖直上抛运动教学目标(1)了解什么是竖直上抛运动;(2)掌握竖直上抛运动的特点;(3)掌握竖直上抛运动的规律;能熟练地计算竖直上抛物体的位移、速度及运动时间。重点难点1、重点是使学生掌握竖直上抛运动的特征和规律,在熟练运用匀变速直线运动的分析运算的基础上,掌握竖直上抛运动中物体运动时间、位移和速度等物理量的变化及运算。2、难点是在运算过程中,设定正方向,严格运用物理量正负号法则教学过程一、新课引入我们生活在地球上,经常遇到物体在重力作用下的运动,
46、前面我们学过的自由落体运动就是物体在重力作用下最简单的运动。请同学们回忆一下:1、什么是自由落体运动?2、它有什么特点?(指定学生回答)答:1、物体只在重力作用下从静止开始的运动叫自由落体运动。(教师说明通常在物体下落的高度不太大时,空气阻力可以忽略不计,一般都可以认为的自由落体运动,这是物理学中一种理想化的研究方法。)2、自由落体运动是初速度为零的匀加速运动。今天我们再学习一种新的在重力作用下的物体的运动形式竖直上抛运动二、新课教学(一)、竖直上抛运动实验:演示粉笔头的竖直上抛运动。1、定义:物体以一定的初速度竖直向上抛出的运动叫竖直上抛运动。2、特征:(1)、具有竖直向上的初速度;(2)、
47、忽略空气阻力后,物体只受重力作用,加速度恒为重力加速度g。(3)、上升阶段:匀减速直线运动; 下落阶段:自由落体运动。这两个运动都是我们非常熟悉的运动,因此我们在处理竖直上抛运动时,一般都是分为两个阶段来计算,以使问题简化,下面我们就来学习竖直上抛运动的计算方法。(二)竖直上抛运动的计算设一个物体以v0的初速度作竖直上抛运动,请求出以下各量:(1)上升时间t1: (2)上升的最大高度H:(3)下落时间t2: 由 得(4)落地速度v2:(5)全程时间t:由第(5)式可知,已知物体竖直上抛时的初速度v0可以求运动时间t,反之如果已知运动时间t,也可以求出物体上抛时的初速度v0。这以给我们提供了一种
48、测量物体初速度的方法。请同学们思考:给你一只秒表和一支玩具手枪,你能否大致测出手枪子弹射出枪口时的初速度?怎样测量?(让同学们思考后指定一个回答后继续思考下面的例题)【例1】竖直上抛一物体,初速度为30m/s,求:上升的最大高度H;上升段的时间t上;物体在1秒末、2秒末、3秒末、4秒末、5秒末、6秒末的高度及速度。(取向上的方向为正方向,g=10m/s2)教师先示范后分组解答,由各组派出代表回答后用投影笔填入下列表格中:时 刻0S1S末2S末3S末4S末5S末6S末高度(m)速度(m/s)速度方向引导学生分析表格中的数据后出示下图,并引导学生分析归纳出竖直上抛运动的规律。v0=30m/s,t0
49、=0sv1=20m/s,t1=1sv2=10m/s,t2=2sv3=0m/s,t3=3sv6=-30m/s,t6=6sv5=-20m/s,t5=5sv4=-10m/s,t4=4sv3=0m/s,t3=3s(三)、竖直上抛运动的规律:1、竖直上抛物体上抛达最大高度所用的时间与从这一高度下落到抛出点所用时间相等;2、竖直上抛物体在上升和下落过程中经过同一位置时速度大小相等,方向相反。三、课堂小结1、物体以一定初速度沿竖直方向向上抛出,所做的运动叫竖直上抛运动。在上升过程中,速度越来越小;加速度方向跟速度方向相反。当速度减小到零时,物体上升达最大高度。然后物体由这个高度自由下落,速度越来越大,加速度方向跟速度方向相同。2、由于竖直上抛运动中物体在同一位置上抛速度和下落速度大小相等、方向相反,所以有时可以利用这种对称性求解,使解题过程简化。实验 练习使用打点计器实验目的练习使用电磁打点计时器或电火花计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动,利用打上点的纸带研究物体的运动情况.实验原理1、电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器,它的工作电压为46伏,当电源频
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