匀变速直线运动的速度与时间的关系 教学设计 高中物理新人教版必修第一册（2023~2024学年）

第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系教学设计备课人学科物理课题2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系教学内容分析在上一节探究了小车速度随时间的变化规律，本节应用前面所学的知识和实验结果，建立和研究一种最基本的变速运动--匀变速直线运动。重难点是匀变速直线运动模型的建立及对其速度和时间关系的理解和应用。本节教科书的逻辑线索是这样的:首先从上一节通过实验探究获得的小车运动情况入手，基于实验数据给出匀变速直线运动的定义;再进一步具体讨论匀变速直线运动的速度随时间变化的特点，得出匀变速直线运动的速度随时间变化关系;最后通过例题巩固匀变速直线运动速度与时间的关系，并通过“思考与讨论”拓展到非匀变速直线运动的速度变化特点。本节的另一个难点是由v-t图像，经科学推理得到匀变速直线运动的速度与时间的关系式v=v0+at，并进一步通过例题分析使学生掌握建立坐标系、用正负号表示矢量方向、应用公式来解决匀变速运动相关问题的方法。学生刚接触矢量的坐标运算方法，教师要多加指导，逐步增强学生数理结合的能力。本节最后的“思考与讨论”栏目讨论了一个非线性的v-t图像，以此促进学生对变速运动及运动的描述有更全面的认识，拓展对实际运动多样性的认识，有利于建构更全面的运动观念。学情分析学生以在前面实验的基础上，掌握了匀变速直线运动v-t的图像，因此本节课利用v-t的图像推导公式v=v0+at，难度不是很大，因此老师可以提示引导，使学生自己动手完成。但对于公式中矢量的运算问题，学生相对来说较为困难。教学目标1.知道什么是匀变速直线运动。2.理解匀变速直线运动的v-t图像特点、物理意义及其应用。3.理解匀变速直线运动的速度与时间的关系式，会用其解简单的匀变速直线运动问题。教学重难点1.理解匀变速直线运动的v-t图像的物理意义并会应用。（重点、难点）2.对匀变速直线运动的速度与时间的关系式的理解及应用。（重点）教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课如果C919飞机沿直线做匀速运动，它的v-t图像是一条平行于时间轴的直线。在上节课的实验中，小车在重物牵引下运动的v-t图像是一条倾斜的直线，它表示小车在做什么样的运动？学生回顾上节课内容引导回顾所学知识讲授新课一、匀变速直线运动【思考与讨论】根据上节课我们做的探究小车速度随时间变化的规律实验，我们最终可以得到这样一种v-t图像。(1)图像的斜率变不变？(2)图像的斜率不变，说明哪个物理量也不变？【新授内容】1.定义：沿一条直线，加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。2.特点：①a恒定不变②v-t图象是一条倾斜直线。3.斜率的物理意义：代表的是加速度4.匀变速直线运动分类（1）匀加速直线运动：物体的速度随时间均匀增加的直线运动。（2）匀减速直线运动：物体的速度随时间均匀减小的直线运动。【思考与讨论】（1）如图所示，在2t时间内物体的速度方向没有变化，且速度大小均匀变化，那么是否可以认为在2t时间内物体做的是匀变速直线运动呢？（2）如图所示，在2t时间内物体的速度方向改变了，但速度大小还均匀变化，那么是否可以认为在2t时间内物体做的是匀变速直线运动呢？【思考与讨论】（1）观察图甲和图乙，可知匀变速直线运动的v－t图像与我们在数学里学的一次函数图像类似，类比一次函数的表达式，写出速度与时间的关系式，由此可看出速度v与时间t存在什么关系？（2）根据第一章内容的学习，你还能用什么方法写出速度与时间的关系式？二、速度与时间的关系1.公式：v=v0+at2.适用范围：匀变速直线运动。3.矢量性：v0、v、a均为矢量，应用时，应先选取正方向。(1)一般取v0的方向为正方向(若v0＝0，则取运动的方向为正方向)。(2)已知量：a或v与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值。(3)待求量：对计算结果中的正、负，应根据正方向的规定加以说明。4.公式的特殊形式:(1)当a＝0时，v＝v0(匀速直线运动)。(2)当v0＝0时，v＝at(由静止开始的匀加速直线运动)。5.“知三求一”的思想:此公式中有四个物理量，知道其中三个就可求第四个物理量。例1：一辆汽车以36km/h的速度在平直公路上匀速行驶，从某时刻起，它以0.6m/s2的加速度加速，10s末因故突然紧急刹车，随后汽车停了下来。刹车时做匀减速运动的加速度大小是6m/s2。（1）汽车在10s末的速度是多少？（2）汽车从刹车到停下来用了多长时间？例2：以18m/s的速度行驶的汽车，紧急刹车后做匀减速直线运动，其加速度大小为6m/s2。求∶汽车在刹车2s末和5s末的速度。【思考与讨论】(1)甲乙中的v-t图像，速度怎么变化？(2)甲乙中的v-t图像，在相等的时间间隔内，速度的变化量相等吗？(3)甲乙中的v-t图像，物体在做匀变速直线运动吗？三、课堂练习学生看问题，分组讨论回答学生记录笔记，巩固新知识学生记录笔记，巩固新知识学生分组讨论并回答学生分组讨论并回答学生结合数学知识，对比上节课绘制的图像，分组讨论分析。学生记录笔记，识记新内容学生根据所学公式，审题计算。学生根据所学公式，审题计算。学生分组讨论分析。学生练习借助上节课所得结论，引导学生分析匀变速直线运动的特征。强化概念的定义、特点、意义。强化两类匀变速直线运动的特点和图像绘制。强调如何判断一个运动是匀变速直线运动，它的根本特征是什么为匀变速直线运动公式通过图像推导做铺垫。强化公式、条件、矢量性、特殊形式、如何求解物理量五个方面。强化公式的应用，以及公式中的物理量的符号问题。通过此题强化刹车类的“陷阱”问题。进一步完善对v-t图像的全面认识。巩固知识课堂总结板书设计§2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系匀变速直线运动1.定义：沿一条直线，加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。2.特点：①a恒定不变②v-t图象是一条倾斜直线。3.斜率的物理意义：代表的是加速度4.匀变速直线运动分类（1）匀加速直线运动（2）匀减速直线运动二、速度与时间的关系1.公式：v=v0