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文档简介

1、. .PAGE34 / NUMPAGES34课题实验:探究小车速度随时间变化的规律上课时间 年 月 日教学目标知识与技能1.根据相关实验器材,设计实验并熟练操作.2.会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度.3.会用表格法处理数据,并合理猜想.4.巧用vt图象处理数据,观察规律.5.掌握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述.过程与方法1.初步学习根据实验要求设计实验,完成某种规律的探究方法.2.对打出的纸带,会用近似的方法得出各点的瞬时速度.3.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法.4.认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律.5.通过实验探究过程,

2、进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法.情感态度与价值观1.通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性.2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现,培养学生实事的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识.3.在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力.4.在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引申到各事物间的关联性,使自己融入社会.5.通过经历实验探索过程,体验运动规律探索的方法.教学重点1.图象法研究速度随时间变化的规律.2.对运动的速度随时间变化规律的探究.

3、教学难点1.各点瞬时速度的计算.2.对实验数据的处理、规律的探究.教学过程三维目标落实与教学反思新课导入(课件展示)下列语言表述中提与的运动情景.师:物体的运动通常是比较复杂的.放眼所见,物体的运动规律各不一样.在生活中,人 们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、高山滑雪;在自然界里,雨点下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家这些运动中都有速度的变化.物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴含的规律呢?要想探究一个物体随时间变化的规律,必须知道物体在一系列不同时刻的速度.直接测量瞬时速度是比较困难的,我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置,再通过对纸带的分析、计算得到各个时刻的瞬

4、时速度.新课教学一、进行实验讨论与交流进行实验前,让学生先回顾上一章是怎样使用打点计时器的,讨论后回答.根据以前的经验,阅读课本文字后分组进行讨论实验方案.让学生自己设计好实验,并口头阐述相关实验器材与步骤.生:实验中需要的器材应该有:附有滑轮的长木板,小车,带小钩的细线,钩码,打点计时器,纸带,刻度尺,学生电源,导线等.生:我们是在钩码的牵引下让小车运动的,为了研究小车的速度随时间变化的规律,需要把打点计时器固定在长木板上.让小车拖动纸带运动,然后我们再研究所打纸带上的点,从而得出小车的运动情况.生:为了得到打点清晰、较好的纸带,我们最好是多打几条纸带.生:我们分别选两个、三个、四个钩码来牵

5、引小车,看小车的运动快慢情况,速度的变化情况.教师与时评价学生的讨论结果,适时指出不当之处,肯定学生的创新和正确的地方.实验过程.1.把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端,连接好电路.2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,启动电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源.3.换上新纸带,重复操作三次.引导学生熟练地摆好器材,进行合理、准确的操作,得到一条点迹清晰的纸带.学生进行实验,老师巡回指导,引导学生“三思而后行”,注意实验逻辑性、合理性与其相关注意事项,而且确保准确,并巡视全场,对出现的

6、问题予以与时纠正.帮助实力较弱的小组实现实验.学生进行实验操作,注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比,与时提出问题.点评:(1)在动手操作之前,可以让学生先在头脑中实验,提前思考实验顺序和注意事项;保证操作的顺利进行.(2)和已学实验进行对比,使学生很好地应用了比较法,且有助于加深记忆.(3)对学生出现的问题,可拿出来让全班同学参与解决,比如:“有的同学先松手,再开打点计时器电源;有的同学则反之.哪种好?为什么?”这样让学生参与讨论,调动学生思考的积极性和主动性.二、处理数据师:我们通过打点计时器得到了若干条纸带,采集了第一手资料,面对打出的纸带如何研究小车的运动呢?接下来我们

7、采集数据,处理数据.学生讨论怎样选择纸带,如何测量数据,如何设计表格,填写数据.教师与时评论学生的讨论,肯定学生的成绩.选择所打纸带中最清晰的一条,舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点.选择相隔0.1 s,即中间空四个点的时间间隔的若干计数点进行测量,把数据填入表格.计算各点的瞬时速度,填入自己设计的表格中.三、作出速度时间图象师:有了原始数据,确定运动规律的最好办法是作速度时间图象,这样具体的运动规律才能更直观地显现出来.讨论与交流学生回顾上一章中描画手拉纸带的速度时间图象的情景,讨论如何在本次实验中描点,注意观察和思考你所描画的这些点的分布规律.用一条平滑的曲线来“拟合”这

8、些点,这样曲线反映的规律应该与实际情况更接近。注意使连线两侧的点数大致一样.学生连线,教师指导,随时回答学生可能提出的问题.如果一旦出现明显偏离较大的点,我们可以认为是测量误差过大、测量中出现偏差所造成的.可以将这个点视为无效点,这个点我们要仍然保留在坐标纸上,因为我们要尊重实验事实,这毕竟是我们的第一手资料,是原始数据.教师在与学生交流的过程中体现科学探究要尊重实验事实的严谨科学态度.课堂探究怎样根据所画的速度时间图象求加速度?实践与拓展展示问题:汽车沿平直的公路行驶,小明坐在汽车驾驶员旁,注视着速度计,并记下间隔相等的各时刻的速度值,如下表所示.t/s0510152025303540455

9、0v/(kmh1)20304050505050352050从表中数据得到汽车在各段时间的运动特点:在015 s,汽车的速度在变化,每5 s速度增大_km/h;在1530 s汽车速度不变,速度大小为_km/h;在3545 s 汽车速度在变化,每5 s速度减小_km/h.请你根据上表中的数据,在下边的坐标系中标出对应的点,并用平滑的线连接各点,你得到了什么图形?课堂训练出示题目1:在探究小车速度随时间变化规律的实验中,得到一条记录小车运动情况的纸带,如图213所示.图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔为T=0.1 s.图213(1)根据纸带上的数据,计算B、C、D各点的速度,

10、填入表中.(2)在坐标纸上作出小车的vt图象.位置编号ABCDE时间t/s00.10.20.30.4瞬时速度v/(ms1)出示题目2:在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点瞬时速度如下表所示:计数点序号123456计数点对应时刻(s)0.10.20.30.40.50.6通过计数点的速度(m/s)44.062.081.0100.0110.0168.0为了计算加速度,最合理的方法是A.根据任意两计数点的速度用公式a=v/t算出加速度B.根据实验数据画出vt图,量出其倾角,由公式a=tan求出加速度C.根据实验数据画出vt图,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间,用公式a=v/t算出

11、加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度布置作业教材 “问题与练习”.板书设计1 实验:探究小车速度随时间变化的规律进行实验小车在重物作用下拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打点处理数据用平均速度代替瞬时速度的方法得到各计数点的瞬时速度作图象描点连线作图后,得到的图象是一条倾斜的直线总体教学反思课题匀变速直线运动的速度与时间的关系上课时间 年 月 日教学目标知识与技能1.知道匀变速直线运动的vt图象特点,理解图象的物理意义.2.掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动vt图象的特点.3.理解匀变速直线运动vt图象的物理意义,会根据图象分析解决问题.4.掌握匀变

12、速直线运动的速度与时间关系的公式,能进行有关的计算.过程与方法1.培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力.2.引导学生研究图象、寻找规律得出匀变速直线运动的概念.3.引导学生用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义.情感态度与价值观1.培养学生用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新欲望.2.培养学生透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识.教学重点1.理解匀变速直线运动vt图象的物理意义.2.掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式与应用教学难点1.匀变速直线运动vt图象的理解与应用.2.匀变速直线运动的速度时间公式的理解与计算.教学过程三维目标落实与教学反思新

13、课导入师:匀变速直线运动是一种理想化的运动模型.生活中的许多运动由于受到多种因素的影响,运动规律往往比较复杂,但我们忽略某些次要因素后,有时也可以把它们看成是匀变速直线运动.例如:在平直的高速公路上行驶的汽车,在超车的一段时间,可以认为它做匀加速直线运动,刹车时则做匀减速直线运动,直到停止.深受同学们喜爱的滑板车运动中,运动员站在板上从坡顶笔直滑下时做匀加速直线运动,笔直滑上斜坡时做匀减速直线运动.我们通过实验探究的方式描绘出了小车的vt图象,它表示小车做什么样的运动呢?小车的速度随时间怎样变化?我们能否用数学方法得出速度随时间变化的关系式呢?新课教学一、匀变速直线运动讨论与交流请同学们思考速

14、度时间图象的物理意义.师:请同学们思考讨论课件展示的两个速度时间图象.在vt图象中能看出哪些信息呢?思考讨论图象的特点,尝试描述这种直线运动.学生思考讨论后回答.上节课我们自己实测得到的小车运动的速度时间图象,如图所示.请大家尝试描述它的运动情况.大家尝试取相等的时间间隔,看它们的速度变化量.图223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t的变化量t之比都是一样的,即这是一种加速度不随时间(时间间隔)改变的直线运动.质点沿着一条直线运动,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动.它的速度时间图象是一条倾斜的直线.在匀变速直线运动

15、中,如果物体的加速度随着时间均匀增大,这个运动就是匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动就是匀减速直线运动.展示各种不同的匀变速直线运动的速度时间图象,让学生说出运动的性质,以与速度方向、加速度方向.如图所示.教师与时总结和补充学生回答中出现的问题.师:下面,大家讨论后系统总结我们能从速度时间图象中得出哪些信息?质点在任一时刻的瞬时速度与任一速度所对应的时刻.比较速度的变化快慢.加速度的大小和方向.讨论与探究下面提供一组课堂讨论题,供参考选择.1.图中的速度时间图象中各图线表示的运动情况怎样?图象中图线的交点有什么意义?表示物体做初速为零的匀加速直线运动;表示物体做匀速直线运

16、动;表示物体做匀减速直线运动;交点的纵坐标表示在t2时刻物体具有相等的速度,但不相遇;2.如图所示是质点运动的速度图象,试叙述它的运动情况.4.如图记录了摩托车比赛开始阶段速度的变化情况.该速度时间图象显示,摩托车在启动之后的前5 s近似做匀加速运动.请根据该vt图象求摩托车在启动后前5 s的加速度.说一说如图所示是一个物体运动的vt图象.它的速度怎样变化?请你找出在相等的时间间隔,速度的变化量,看看它们是不是总是相等?物体所做的运动是匀加速运动吗?学生具体操作教师巡回指导,然后由学生讨论后回答.交流与讨论速度图象的两个应用(1)图中给出了A、B、C三辆小车的vt图象,不用计算,请你判断小车的

17、加速度谁大谁小?然后再分别计算三辆小车的加速度,看看结果与判断是否一致.(2)利用速度图象说出物体的运动特征.分析图中的(a)和(b)分别表示的是什么运动,初速度是否为零,是加速还是减速?二、速度与时间的关系式师:数学知识在物理中的应用很多,除了我们上面采用图象法来研究外,还有公式法也能表达质点运动的速度与时间的关系.从运动开始(取时刻t=0)到时刻t,时间的变化量就是t,所以t=t0.请同学们写出速度的变化量.让一位学生到黑板上写,其他同学在练习本上做.教师与时评价学生的作答情况,并投影部分在练习本上做的典型情况.课件投影老师的规作答.教师强调本节的重点,说明匀变速直线运动中速度与时间的关系

18、式.师:在公式v=v0+at中,我们讨论一下并说明各物理量的意义,以与应该注意的问题.生:公式中有起始时刻的初速度,有t时刻末的速度,有匀变速运动的加速度,有时间间隔t.师:注意这里哪些是矢量,讨论一下应该注意哪些问题.生:公式中有三个矢量,除时间t外,都是矢量.师:物体做直线运动时,矢量的方向性可以在选定正方向后,用正、负来体现.方向与规定的正方向一样时,矢量取正值,方向与规定的正方向相反时,矢量取负值.一般我们都取物体的运动方向或是初速度的方向为正.at是0t时间的速度变化量v,加上基础速度值初速度v0,就是t时刻的速度v,即v=v0+at.例题剖析(出示例题1)汽车以40 km/h的速度

19、匀速行驶,现以0.6 m/s2的加速度加速,10 s后速度能达到多少?(出示例题2)某汽车在某路面紧急刹车时,加速度的大小是6 m/s2,如果必须在2 s停下来,汽车的行驶速度最高不能超过多少?课堂训练一质点从静止开始以1 m/s2的加速度匀加速运动,经5 s后做匀速运动,最后2 s的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度是多大?减速运动时的加速度是多大?小结本节重点学习了对匀变速直线运动的理解和对公式v=v0+at的掌握.对于匀变速直线运动的理解强调以下几点:1.任意相等的时间速度的增量一样,这里包括大小方向,而不是速度相等.2.从速度时间图象上来理解速度与时间的关系式:v=v

20、0+at,t时刻的末速度v是在初速度v0的基础上,加上速度变化量v=at得到.3.对这个运动中,质点的加速度大小方向不变,但不能说a与v成正比、与t成反比,a决定于v和t的比值.4.a=而不是a=,a=即v=v0+at,要明确各状态的速度,不能混淆.5.公式中v、v0、a都是矢量,必须注意其方向.数学公式能简洁地描述自然规律,图象则能直观地描述自然规律.利用数学公式或图象,可以用已知量求出未知量.例如,利用匀变速直线运动的速度公式或vt图象,可以求出速度、时间或加速度等.用数学公式或图象描述物理规律通常有一定的适用围,只能在一定条件下合理外推,不能任意外推.例如,讨论加速度a=2 m/s2的小

21、车运动时,若将时间t推至2 h,即7 200 s,这从数学上看没有问题,但是从物理上看,则会得出荒唐的结果,即小车速度达到了14 400 m/s,这显然是不合情理的.布置作业教材 “问题与练习”.板书设计2 匀变速直线运动的速度与时间的关系匀变速直线运动沿着一条直线运动,且加速度不变的运动速度时间图象是一条倾斜的直线速度与时间的关系式v=v0+at初速度v0再加上速度的变化量at就得到t时刻物体的末速度总体教学反思课题匀变速直线运动的速度与时间的关系习题上课时间 年 月 日教学目标一、知识与技能1、理解匀变速直线运动vt图象的物理意义。会根据图象分析解决问题。2、掌握匀变速直线运动的速度与时间

22、的关系公式,能进行有关的计算二、过程与方法1、培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力。2、引导学生研究图象,寻找规律得出匀变速直线运动的概念3、引导学生用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义三、情感、态度与价值观1、培养学生用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新欲望2、培养学生透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识教学重点1、理解匀变速直线运动vt图象的物理意义。2、掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式与应用。教学难点1、匀变速直线运动vt图象的理解与应用2、匀变速直线运动的速度时间公式的理解与计算。教学过程三维目标落实与教学反思本节重点学习了对匀变速直

23、线运动的理解和对公式的掌握。对于匀变速直线运动的理解强调以下几点:1、任意相等的时间速度的增量一样,这里包括大小方向,而不是速度相等。2、对这个运动中,质点的加速度大小方向不变,但a不能说与v成正比,与t成反比,a决定于v和t的比值。3、要明确各状态的速度,不能混淆。4、公式中v、v0、a都是矢量,必须注意其方向.实例探究关于匀变速直线运动的理解例1 跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地而某一高度静止于空中时,运动员离 开飞机自由下落,运动一段时间后打开降落伞,展伞后运动员以5m/s2的加速度匀减速下降,则在运动员减速下降的任一秒( )A.这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/sB.这一秒末的

24、速度是前一秒末的速度的0.2倍C.这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/sD. 这一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/s关于速度与加速度的方向问题例2一个物体以5m/s的速度垂直于墙壁方向和墙壁相撞后,又以5m/s的速度反弹回来。若物体在与墙壁相互作用的时间为0.2s,且相互作用力大小不变,取碰撞前初速度方向为正方向,那么物体与墙壁作用过程中,它的加速度为( )A. 10m/s2 B. 10m/s2 C. 50 m/s2 D. 50m/s2思维入门指导: 推理能力和分析综合能力是高考要求的五种能力中的两种能力。近年高考对考生能力考查有逐渐加重的趋势,本题的考查即为推理能力的考查,考查了基本知

25、识的应用问题。关于基本公式的应用例3一质点从静止开始以1m/s2的加速度匀加速运动,经5s后做匀速运动,最后2s的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度是多大?减速运动时的加速度是多大?分析:质点的运动过程包括加速一匀速一减速三个阶段,如图。在解决直线运动的题目时要善于把运动过程用图描绘出来,图示有助于我们思考,使整个运动一目了然,可以起到事半功倍的作用。同学们要养成这个习惯。图示中AB为加速,BC为匀速,CD为减速,匀速运动的速度既为AB段的末速度,也为CD段的初速度,这样一来,就可以利用公式方便地求解了。板书设计1、任意相等的时间速度的增量一样,这里包括大小方向,而不是速度相

26、等。2、对这个运动中,质点的加速度大小方向不变,但a不能说与v成正比,与t成反比,a决定于v和t的比值。3、要明确各状态的速度,不能混淆。4、公式中v、v0、a都是矢量,必须注意其方向.总体教学反思课题匀变速直线运动的位移与时间的关系上课时间 年 月 日教学目标知识与技能1.知道匀速直线运动的位移与时间的关系.2.了解位移公式的推导方法,掌握位移公式x=v0t+at2.3.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系与其应用.4.理解vt图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间运动的位移.5.能推导并掌握位移与速度的关系式v2v02=2ax.6.会适当地选用公式对匀变速直线运动的问题进行简单的分析

27、和计算.过程与方法.通过近似推导位移公式的过程,体验微元法的特点和技巧,能把瞬时速度的求法与此比较.2.感悟一些数学方法的应用特点.情感态度与价值观1.经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系,培养自己动手的能力,增加物理情感.2.体验成功的快乐和方法的意义,增强科学能力的价值观.教学重点理解匀变速直线运动的位移与时间的关系x=v0t+at2与其应用.教学难点1.vt图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间运动的位移.2.微元法推导位移时间关系式.3.匀变速直线运动的位移与时间的关系x=v0t+at2与其灵活应用.教学过程三维目标落实与教学反思新课导入师:匀变速直线运动跟我们生活的关

28、系密切,研究匀变速直线运动很有意义.对于运动问题,人们不仅关注物体运动的速度随时间变化的规律,而且还希望知道物体运动的位移随时间变化的规律.我们用我国古代数学家徽的思想方法来探究匀变速直线运动的位移与时间的关系.新课教学一、匀速直线运动的位移师:我们先从最简单的匀速直线运动的位移与时间的关系入手,讨论位移与时间的关系.我们取初始时刻质点所在的位置为坐标原点,则有t时刻原点的位置坐标x与质点在0t一段时间间隔的位移一样.得出位移公式x=vt.请大家根据速度时间图象的意义,画出匀速直线运动的速度时间图象.学生动手定性画出一质点做匀速直线运动的速度时间图象.结合自己所画的图象,求图线与初、末时刻线和

29、时间轴围成的矩形面积.二、匀变速直线运动的位移思考与讨论在“探究小车的运动规律”的测量记录中,某同学得到了小车在0,1,2,3,4,5几个位置的瞬时速度.如下表:位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5速度v/(ms1)0.380.630.881.111.381.62师:能否根据表中的数据,用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移?一物体做匀变速直线运动的速度时间图象,如图中甲所示.师:请同学们思考这个物体的速度时间图象,用自己的语言来描述该物体的运动情况.我们先把物体的运动分成5个小段,例如t算一个小段,在vt图象中,每小段起始时刻物体的瞬时速度由相应的纵坐标

30、表示(如图乙).我们以每小段起始时刻的速度乘以时间t近似地当作各小段中物体的位移,各位移可以用一个又窄又高的小矩形的面积代表.5个小矩形的面积之和近似地代表物体在整个过程中的位移.我们是把物体的运动分成了10个小段.师:请大家对比不同组所做的分割,当它们分成的小段数目越长条矩形与倾斜直线间所夹的小三角形面积越小.这说明什么?可以想象,如果把整个运动过程划分得非常非常细,很多很多小矩形的面积之和,就能准确地代表物体的位移了.这时,“很多很多”小矩形顶端的“锯齿形”就看不出来了,这些小矩形合在一起组成了一个梯形OABC,梯形OABC的面积就代表做匀变速直线运动物体在0(此时速度是v0)到t(此时速

31、度是v)这段时间的位移.教师引导学生分析求解梯形的面积,指导学生怎样求梯形的面积.在图丁中,vt图象中直线下面的梯形OABC的面积是S=(OCAB)OA把面积与各条线段换成所代表的物理量,上式变成x=(v0v)t把前面已经学过的速度公式v=v0at代入,得到x=v0tat2这就是表示匀变速直线运动的位移与时间关系的公式.讨论各物理量的意义,以与应该注意的问题.公式中有起始时刻的初速度v0,有t时刻末的位置x(t时间间隔的位移),有匀变速运动的加速度a,有时间间隔t.师:物体做直线运动时,矢量的方向性可以在选定正方向后,用正、负来体现.方向与规定的正方向一样时,矢量取正值,方向与规定的负方向相反

32、时,矢量取负值.一般我们都选物体的运动方向或是初速度的方向为正.在匀减速直线运动中,如刹车问题中,尤其要注意加速度的方向与运动相反.课堂探究一质点以一定初速度沿竖直方向抛出,得到它的速度时间图象如图所示.试求出它在前2 s的位移,前4 s的位移.课堂训练一质点沿一直线运动,t=0时,位于坐标原点,图238为质点做直线运动的速度时间图象.由图可知:图238(1)该质点的位移随时间变化的关系式是:x=_.(2)在时刻t=_ s时,质点距坐标原点最远.(3)从t=0到t=20 s质点的位移是_;通过的路程是_.例题剖析(出示例题)一辆汽车以1 m/s2的加速度行驶了12 s,驶过了180 m.汽车开

33、始加速时的速度是多少?课堂训练在平直公路上,一汽车的速度为15 m/s,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2 m/s2的加速度运动,问刹车后10 s末车离开始刹车点多远?阅读讨论与交流1.火车沿平直铁轨匀加速前进,通过某一路标时的速度为10.8 km/h,1 min后变成54 km/h,再经一段时间,火车的速度达到64.8 km/h.求所述过程中,火车的位移是多少?2.一辆汽车以10 m/s2的加速度做匀减速直线运动,经过6 s(汽车未停下)汽车行驶了102 m.汽车开始减速时的速度是多少?3.从车站开出的汽车,做匀加速直线运动,走了12 s时,发现还有乘客没上来,于是立即做匀减速运动至停

34、车.汽车从开出到停止总共历时20 s,行进了50 m.求汽车的最大速度.(用平均速度公式求解,非常简便快捷,以后大家要注意这种解法.)布置作业板书设计3 匀变速直线运动的位移与时间的关系匀速直线运动的位移x=vtvt图象中图线与时间轴、时刻线围成的面积表示位移匀变速直线运动的位移x=v0t+at2vt图象中图线与时间轴、时刻线围成的面积表示位移总体教学反思课题匀变速直线运动的位移与时间的关系习题上课时间 年 月 日教学目标一、知识与技能1、知道匀速直线运动的位移与时间的关系2、理解匀变速直线运动的位移与其应用3、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系与其应用4、理解v-t图象中图线与t轴所夹的面

35、积表示物体在这段时间运动的位移二、过程与方法1、通过近似推导位移公式的过程,体验微元法的特点和技巧,能把瞬时速度的求法与此比较。2、感悟一些数学方法的应用特点。三、情感、态度与价值观1、经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系,培养自己动手能力,增加物理情感。2、体验成功的快乐和方法的意义。教学重点1、v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间运动的位移2、微元法推导位移公式。教学难点1、启发引导,猜想假设,探究讨论,微分归纳得出匀变速直线运动的位移。2、实例分析,强化对公式的理解和应用。教学过程三维目标落实与教学反思一、引入新课教师活动:上节课我们学习了匀变速直线运动的位移,知

36、道了匀变速直线运动的速度时间图象中,图线与时间轴所围面积等于运动的位移;并推导出了匀变速直线运动的位移时间公式。这节课我们继续探究匀变速直线运动的位移与速度的关系。二、进行新课通过两节课的学习,掌握了匀变速直线运动的三个基本公式,这是解答匀变速直线运动规律的三个重要公式,同学们要理解公式的含义,灵活选择应用。在利用公式求解时,一定要注意公式的矢量性问题。一般情况下,以初速度方向为正方向;当a与v0方向一样时,a为正值,公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律;当a与v0方向相反对,a为负值,公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求解时,与正方向一样的代人正

37、值,与正方向相反的物理量应代入负值。三、实例探究例1一辆汽车以10m/s2的加速度做匀减速直线运动,经过6秒(汽车未停下)。汽车行驶了102m。汽车开始减速时的速度是多少?分析:汽车一直作匀减速运动,其位移可由多种不同方法求解。点拨:运动学公式较多,故同一个题目往往有不同求解方法;为确定解题结果是否正确,用不同方法求解是一有效措施。关于刹车时的误解问题例2 在平直公路上,一汽车的速度为15ms。,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2m/s2的加速度运动,问刹车后10s末车离开始刹车点多远?读题指导:车做减速运动,是否运动了10s,这是本题必须考虑的。分析: 初速度 v0=15ms,a =

38、-2ms2,分析知车运动 7 .5s就会停下,在后 2 .5s,车停止不动。点评:计算题求解,一般应该先用字母代表物理量进行运算,得出用已知量表达未知量的关系式,然后再把数值代入式中,求出未知量的值。这样做能够清楚地看出未知量与已知量的关系,计算也比较简便。关于先加速后减速问题(图像的巧妙应用)例3从车站开出的汽车,做匀加速直线运动,走了12s时,发现还有乘客没上来,于是立即做匀减速运动至停车。汽车从开出到停止总共历时20s,行进了50 m。求汽车的最大速度。分析:汽车先做初速度为零的匀加速直线运动,达到最高速度后,立即改做匀减速运动,可以应用解析法,也可应用图象法。板书设计公式的矢量性多种不

39、同方法求解位移关于刹车图像的巧妙应用总体教学反思课题匀变速直线运动的位移与速度的关系上课时间 年 月 日教学目标知识与技能1.能推导并掌握位移与速度的关系式v2v02=2ax.2.会适当地选用公式对匀变速直线运动的问题进行简单的分析和计算.过程与方法感悟一些数学方法的应用特点.情感态度与价值观体验成功的快乐和方法的意义,增强科学能力的价值观.教学重点理解匀变速直线运动的位移与速度的关系v2v02=2ax与其应用.教学难点匀变速直线运动的位移与速度的关系v2v02=2ax与其灵活应用.教学过程三维目标落实与教学反思讨论与交流展示问题:射击时,火药在枪筒燃烧.燃气膨胀,推动弹头加速运动.我们把子弹

40、在枪筒中的运动看作匀加速直线运动,假设子弹的加速度是a=5105 m/s2,枪筒长x=0.64 m,请计算射出枪口时的速度.让学生讨论后回答解题思路.让学生讨论当初速度不为零时,从速度公式和位移公式导出位移与速度的关系式.从速度公式v=v0+at和位移公式x=v0t+at2中消去时间t,即可得到:v2v02=2ax.师:通过大家的讨论和推导可以看出,如果问题的已知量和未知量都不涉与时间,利用位移速度的关系式v2v02=2ax可以很方便地求解.例题剖析(出示例题)一艘快艇以2 m/s2的加速度在海面上做匀加速直线运动,快艇的初速度是6 m/s.求这艘快艇在8 s末的速度和8 s经过的位移.师:提

41、出解题思路(1)物体做什么运动?(2)哪些量已知,要求什么量?作出运动过程示意图.(3)选用什么公式进行求解?师:我们知道,位移、速度、加速度这三个物理量都是矢量,有大小也有方向.在使用速度公式和位移公式进行解题时必须先选取一个正方向,再根据正方向决定这些量的正负.学生求解,师评析:1.使用速度公式和位移公式应先规定正方向.2.一般地取初速度方向为正(若初速度为零,一般规定运动方向为正方向).若为加速运动,a取正值;若为减速运动,a取负值.讨论与交流1.还有其他方法求解这道例题吗?2.如果该快艇以2 m/s2的加速度做匀减速直线运动,是不是上述解答过程的简单重复呢?试对此进行解答.学生活动:解

42、题师:分析得到的结果是否符合实际.小结通过本节课的学习,掌握了匀变速直线运动的位移与速度关系的基本公式:v2v02=2ax在理解公式时,一定要注意结合速度时间图象,掌握速度时间图象中“面积”的意义.在利用公式求解时,一定要注意公式的矢量性问题.一般情况下,以初速度方向为正方向;当a与v0方向一样时,a为正值,公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律;当a与v0方向相反,a为负值,公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律.代入公式求解时,与正方向一样的物理量代入正值,与正方向相反的物理量应代入负值.布置作业教材第44页“问题与练习”.板书设计4 匀变速直线运动的位移与速

43、度的关系匀变速直线运动的位移与速度的关系v2v02=2ax总体教学反思课题自由落体运动上课时间 年 月 日教学目标知识与技能1.认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体运动是在理想条件下的运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动.2.能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析.3.知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,知道在地球上的不同地方,重力加速度大小不同.4.掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律,并能够运用自由落体规律解决实际问题.5.初步了解探索自然规律的科学方法.培养学生的观察、概括能力.过程与方法由学生自主进行实验探究,采用实

44、验室的基本实验仪器打点计时器,记录下运动的信息,定量地测定重物自由下落的加速度,探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究方法.1.培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力.2.引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法.3.引导学生学会分析数据,归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律.4.教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究计划的机会.根据学生的实际能力去引导学生进行观察、思考、讨论和交流.情感态度与价值观1.调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力与表述能力.2.渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型自由落体.3.培养学生的团结合作

45、精神和协作意识,敢于提出与别人不同的见解.教学重点1.自由落体运动的概念与探究自由落体运动的过程.2.掌握自由落体运动的规律,并能运用其解决实际问题.教学难点1.理解并运用自由落体运动的条件与规律解决实际问题.2.照相机曝光时间的估算.教学过程三维目标落实与教学反思新课导入师:两个轻重不同的小球同时落地的声音,是那样地清脆美妙!它使人们清醒地认识到,轻重不是下落快慢的原因;它动摇了2 000多年来统治着人们头脑的旧观念,开创了实验和科学推理之先河,将近代物理学以至近代科学推上了历史的舞台.当树叶从树上飘落下来,雨滴从屋檐上落下来的时候,你们想过这种运动吗?物体下落的过程有没有一定的规律可循呢?

46、今天我们将一起探究这种运动“探究自由落体运动”.新课教学一、自由落体运动在现实生活中,不同物体的落体运动,下落快慢在不少情况下是不同的.从苹果树上落下的苹果和飘下的树叶能一起同时下落吗?提出问题:1.重的物体一定下落得快吗?2.你能否证明自己的观点?实验探究猜想:物体下落过程的运动情况与哪些因素有关,质量大的物体下落的速度比质量小的快吗?(实验):取两枚一样的硬币和两与硬币表面面积一样的纸片,把其中一纸片揉成纸团,在下述几种情况下,都让它们从同一高度自由下落,观察下落快慢情况.从同一高度同时释放一枚硬币和一个与硬币面积一样的纸片,可以看到硬币比纸片下落得快,说明质量大的下落得快.两完全一样的纸

47、片,将其中一卷紧后从同一高度同时释放,观察到卷紧的纸团比纸片下落得快,说明质量一样时体积小的下落得快.将一枚硬币与已经粘贴了纸片的硬币从同一高度同时释放,观察到一样快,说明体积一样质量不同时下落一样快.一块面积较大的硬纸板、一个小软木塞,分别放到已调平的托盘天平的两个盘中,可以看出纸板比软木塞重,从同一高度同时释放它们,软木塞比纸板下落得快,说明在特定的条件下,质量小的下落得会比质量大的还快.结论:物体下落过程的运动情况与物体质量无关.实验演示“牛顿管”的实验将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中,让它们同时下落,观察到的现象是金属片下落得快,羽毛下落得慢.将羽毛和金属片放入抽去空气的玻璃管中,让

48、它们同时下落,观察到的现象是金属片和羽毛下落的快慢一样.做牛顿管对比实验要注意:抽气达到一定的真空度时,应先关闭钱毛管阀门,然后再停止泵的运转.先让学生观察羽毛、软木塞或金属片在已抽真空的牛顿管中同时下落,它们几乎同时落到管底.打开进气阀,让学生注意听到进气的声音,看羽毛被气流吹起的现象,再让学生观察羽毛、软木塞或金属在有空气的牛顿管中同时下落,它们的下落快慢差别很大.实验时,勿使金属片压在羽毛上,以免不抽气时出现同时下落的现象.结论:影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用,没有空气阻力时,只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢一样.师:阅读课本并回答:(1)什么叫自由落体运动?(2)自由落体运

49、动的特点是怎样的?生:物体仅在重力作用下,从静止开始下落的运动,叫自由落体运动.特点是:(1)初速度为零;(2)只受重力作用,没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计.师:在地球表面附近从高处下落的物体,事实上都受到空气阻力的作用,因此,严格地说,实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动.但若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力,则物体的下落也可看作自由落体运动.例如,对于实心金属球、石块等,在它们运动速度不大的情况下,可以忽略空气阻力的影响,把它们的自由下落看成自由落体运动,若它们从非常高的地方自由下落,当它们的速度增大到一定程度,空气阻力不能忽略,它们运动的全过程就不能看成自由落体运动.而

50、对于另外一些物体如一团棉花或纸片从空中静止下落时,与重力相比,空气阻力的影响太大不能忽略,它们的运动就不能看作自由落体运动处理.实验探究按照教材第45页的图2.41装置做实验,将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落,利用打点计时器记录重物的下落过程.计算其加速度,换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同,总结得出结论.教师点评:将两条纸带对比,只要两条纸带上的点子间隔一样就说明它们的加速度是一样的.学生运用自己所学知识计算重力加速度,通过比较得出结论.实验探究结果:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,加速度大约是9.8 m/s2.课堂训练意大利的城市比萨有座著名的塔,建于1173年,

51、塔高55.4 m,由于塔基问题,塔身发生倾斜,这正是理想的落体实验场所.传说,经典力学与实验物理学的先驱者伽利略为了证明他的论断,曾于1590年的某天邀请了许多支持者和反对者到斜塔旁观看他的实验.只见伽利略一步一步登上塔顶,一手拿着一只1磅重的小球,另一手拿着一只10磅重的大球,在提醒观众注意后一松手,两只球同时开始笔直下落.伽利略令人信服地胜利了.这段描述今天已无从落实是否真实地发生过,然而比萨博物馆至今还展览着据说是当年伽利略用来做实验的木球,比萨斜塔也由于这个传说而更加闻名于天下了.(1)请同学们补充上述实验的结果两个各重1磅与10磅的球落地的先后情况是怎样的?(2)这个实验证明了什么结

52、论?二、自由落体加速度通过算g值理解自由落体运动的加速度是一个定值(在同一地点),引导学生学会分析数据,归纳总结规律.教师引导学生思考两个问题:1.自由落体运动的加速度在各个地方一样吗?2.它的方向如何?师:这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度.符号:g;方向:竖直向下(与重力方向一致);大小:与地点有关.一般计算中g=9.8 m/s2,粗略计算中可以取g=10 m/s2.师:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以匀变速直线运动的基本公式与其推论都适用于自由落体运动,只要这些公式中的初速度v0=0,a取g就可以了.自由落体运动遵从的规律:v=v0+at推出:v=gtx=v0t+

53、at2推出:x=gt2.讨论与交流在现实中,雨滴大约在1.5 km左右的高空形成并开始下落,计算一下,若该雨滴做自由落体运动,到达地面时的速度是多大?遇到过这样快速的雨滴吗?据资料显示,落到地面的雨滴速度一般不超过8 m/s.为什么它们的差别会这么大?实验与探究下面提供一组探究课题,仅供参考.用滴水法可以测定重力加速度的值.方法是:在自来水龙头下面固定一块挡板A,使水一滴一滴断续地滴落到挡板上,仔细调节水龙头,使得耳朵刚好听到前一水滴滴在挡板上的声音的同时,下一水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h,再用秒表计时,计时方法是:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并

54、数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、4”,一直数到“n”时,按下秒表按钮停止计时,读出秒表的示数为t.(1)写出用上述测量计算重力加速度g的表达式.(2)为了减小误差,改变h的数据,测出多组数据.次数高度h/cm空中运动时间t/s120.100.20225.200.23332.430.26438.450.28544.000.30650.120.32记录在表格中(表中t是水滴从水龙头口到A板所用的时间,即水滴在空中运动的时间),请在图中所示的坐标纸上作出适当的图象,并利用图象求出重力加速度g的值.(要求两位有效数字)课堂训练一位同学进行“用打点计时器测量自由落体的加速度”实验.(1)

55、现有下列器材可供选择:铁架台、电火花计时器与碳粉纸、电磁打点计时器与复写纸、纸带若干、220 V交流电源、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键.其中不必要的器材是:_;缺少的器材是_.(2)这位同学从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带.把开始打的第一个点标为A,随后连续的几个点依次标记为点B、C、D、E和F,测量出各点间的距离,如图246所示.图246请你在这位同学工作的基础上,思考求纸带加速度的方法,写出你所依据的公式:_(3)根据你的计算公式,设计表格记录需要的数据,计算纸带下落的加速度.(结果保留两位有效数字)(4)估计你的计算结果的误差有多大?试分析误差的来源与其减小误差的方法.

56、做一做1.阅读教材第46页“测定反应时间”,回答下列问题:问题1:若测出某同学捏住直尺时,直尺下落的高度为10 cm,那么这位同学的反应时间是多少?问题2:在上课时,教师用这种方法测量同学们的反应时间,但同学刚把尺子捏住,教师马上就说出该同学的反应时间,也没见他怎样计算,你知道老师是怎样做的吗?2.教师引导学生阅读教材 “做一做”,让学生提出自己解决问题的思路,不必准确解答,同时强调“估算”.学生独立思考,并提出解决办法,比较各种不同方法,并讨论其合理性与可行性.师:由于照相机的曝光时间极短,一般为1/30 s或1/60 s,曝光量相差10%对照片不会有明显影响,所以相机快门的速度都有比较大的

57、误差,“傻瓜”相机更是这样.故在这样短的时间,这种误差允许的围,物体运动的速度可以认为是不变的,可以看作匀速运动来处理.建议学生利用课下时间解出其准确值,比较两种情况下的时间差异.小结这节课我们学习了对自由落体运动概念和规律的认识与理解.自由落体运动是物体从静止开始的只受重力作用的匀加速直线运动,加速度为g,学好本节可更好地认识匀变速直线运动的规律和特点,是对上节容的有益补充.要突破此重点容,一定要把握住一点,即自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例v0=0,a=g.我们在以前章节中所掌握的所有匀变速直线运动的规律与推论,在自由落体运动中均可使用.在使用时要注意自由落体运动的特点,判断是自由

58、落体运动之后方可代入计算.自由落体运动是一种非常重要的运动形式,在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落体运动,研究自由落体运动有着普遍的意义.为了研究自由落体运动,我们运用了物理学中的理想化方法,从最简单、最基本的情况入手,抓住影响运动的主要因素,去掉次要的非本质因素的干扰,建立了理想化的物理模型自由落体运动,并且研究了自由落体的运动规律,理想化是研究物理问题常用的方法之一,在后面的学习中我们还要用到.布置作业教材第47页“问题与练习”.板书设计4 自由落体运动自由落体运动的概念物体仅在重力作用下,从静止开始下落的运动,叫自由落体运动.自由落体运动的实质是初速度为0的匀加速直线运动.自由落

59、体加速度一切物体自由下落的加速度都一样,叫做自由落体加速度.总体教学反思课题自由落体运动习题上课时间 年 月 日教学目标巩固自由落体运动知识,灵活利用匀变速直线运动解题。教学重点公式的运用教学难点同上教学过程三维目标落实与教学反思例题:气球下挂一重物,以v0=10m/s匀速上升,当到达离地高h=175m处时,悬挂重物的绳子突然断裂,那么重物经多少时间落到地面?落地的速度多大?(空气阻力不计,取g=10m/s2)绳子断裂后重物可继续上升的时间和上升的高度分别为故重物离地面的最大高度为H=h+h1=175m5m=180m.重物从最高处自由下落,落地时间和落地速度分别为vt=gt2=106m/s=6

60、0m/s.所以从绳子突然断裂到重物落地共需时间t=t1t2=1s6s=7s.一空间探测器从某一星体表面垂直升空,假设探测器质量恒为1500kg,发动机推动力为恒力,探测器升空中发动机突然关闭,如图表示其速度随时间的变化情况。(1)升空后9s、25s、45s,即在图线上A、B、C三点探测器运动情况如何?(2)求探测器在该行星表面达到的最大高度。(3)计算该行星表面的重力加速度。(1)9s发动机关闭,25s达最大高度,45s落回地面;(2)H964/2(259)64/2800(m)(3)gv/t64(259)4(m/s2)练习:一物体从某一高度自由下落,经过一高度为2m的窗户用时0.4s,g取10

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