下面是范文網(wǎng)小編整理的關(guān)于高一物理下學(xué)期教學(xué)設(shè)計3篇(高中物理開學(xué)第一課教案設(shè)計),供大家參閱。
關(guān)于高一物理下學(xué)期教學(xué)設(shè)計1
(一)知識網(wǎng)絡(luò)
托勒密:地心說
人類對行 哥白尼:日心說
星運動規(guī) 開普勒 第一定律(軌道定律)
行星 第二定律(面積定律)
律的認(rèn)識 第三定律(周期定律)
運動定律
萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)
萬有引力定律的內(nèi)容
萬有引力定律 F=G
引力常數(shù)的測定
萬有引力定律 稱量地球質(zhì)量M=
萬有引力 的理論成就 M=
與航天 計算天體質(zhì)量 r=R,M=
M=
人造地球衛(wèi)星 M=
宇宙航行 G = m
Mr
Ma
第一宇宙速度7.9km/s
三個宇宙速度 第二宇宙速度11.2km/s
地三宇宙速度16.7km/s
宇宙航行的成就
(二)、重點內(nèi)容講解
計算重力加速度
1 在地球表面附近的重力加速度,在忽略地球自轉(zhuǎn)的情況下,可用萬有引力定律來計算。
G=G =6.67_ _ =9.8(m/ )=9.8N/kg
即在地球表面附近,物體的重力加速度g=9.8m/ 。這一結(jié)果表明,在重力作用下,物體加速度大小與物體質(zhì)量無關(guān)。
2 即算地球上空距地面h處的重力加速度g’。有萬有引力定律可得:
G’= 又g= ,∴ = ,∴g’= g
3 計算任意天體表面的重力加速度g’。有萬有引力定律得:
G’= (M’為星球質(zhì)量,R’衛(wèi)星球的半徑),又g= ,
∴ = 。
星體運行的基本公式
在宇宙空間,行星和衛(wèi)星運行所需的向心力,均來自于中心天體的萬有引力。因此萬有引力即為行星或衛(wèi)星作圓周運動的向心力。因此可的以下幾個基本公式。
1 向心力的六個基本公式,設(shè)中心天體的質(zhì)量為M,行星(或衛(wèi)星)的圓軌道半徑為r,則向心力可以表示為: =G =ma=m =mr =mr =mr =m v。
2 五個比例關(guān)系。利用上述計算關(guān)系,可以導(dǎo)出與r相應(yīng)的比例關(guān)系。
向心力: =G ,F(xiàn)∝ ;
向心加速度:a=G , a∝ ;
線速度:v= ,v∝ ;
角速度: = , ∝ ;
周期:T=2 ,T∝ 。
3 v與 的關(guān)系。在r一定時,v=r ,v∝ ;在r變化時,如衛(wèi)星繞一螺旋軌道遠(yuǎn)離或靠近中心天體時,r不斷變化,v、 也隨之變化。根據(jù),v∝ 和 ∝ ,這時v與 為非線性關(guān)系,而不是正比關(guān)系。
一個重要物理常量的意義
根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律可得:G =mr ∴ .這實際上是開普勒第三定律。它表明 是一個與行星無關(guān)的物理量,它僅僅取決于中心天體的質(zhì)量。在實際做題時,它具有重要的物理意義和廣泛的應(yīng)用。它同樣適用于人造衛(wèi)星的運動,在處理人造衛(wèi)星問題時,只要圍繞同一星球運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星,均可使用該公式。
估算中心天體的質(zhì)量和密度
1 中心天體的質(zhì)量,根據(jù)萬有引力定律和向心力表達式可得:G =mr ,∴M=
2 中心天體的密度
方法一:中心天體的密度表達式ρ= ,V= (R為中心天體的半徑),根據(jù)前面M的表達式可得:ρ= 。當(dāng)r=R即行星或衛(wèi)星沿中心天體表面運行時,ρ= 。此時表面只要用一個計時工具,測出行星或衛(wèi)星繞中心天體表面附近運行一周的時間,周期T,就可簡捷的估算出中心天體的平均密度。
方法二:由g= ,M= 進行估算,ρ= ,∴ρ=
(三)常考模型規(guī)律示例總結(jié)
1. 對萬有引力定律的理解
(1)萬有引力定律:自然界中任何兩個物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,兩物體間引力的方向沿著二者的連線。
(2)公式表示:F= 。
(3)引力常量G:①適用于任何兩物體。
②意義:它在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量都是1kg的物體(可看成質(zhì)點)相距1m時的相互作用力。
③G的通常取值為G=6。67×10-11Nm2/kg2。是英國物理學(xué)家卡文迪許用實驗測得。
(4)適用條件:①萬有引力定律只適用于質(zhì)點間引力大小的計算。當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)大于每個物體的尺寸時,物體可看成質(zhì)點,直接使用萬有引力定律計算。
②當(dāng)兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體時,它們間的引力也可以直接用公式計算,但式中的r是指兩球心間的距離。
③當(dāng)所研究物體不能看成質(zhì)點時,可以把物體假想分割成無數(shù)個質(zhì)點,求出兩個物體上每個質(zhì)點與另一物體上所有質(zhì)點的萬有引力,然后求合力。(此方法僅給學(xué)生提供一種思路)
(5)萬有引力具有以下三個特性:
①普遍性:萬有引力是普遍存在于宇宙中的任何有質(zhì)量的物體(大到天體小到微觀粒子)間的相互吸引力,它是自然界的物體間的基本相互作用之一。
②相互性:兩個物體相互作用的引力是一對作用力和反作用力,符合牛頓第三定律。
③宏觀性:通常情況下,萬有引力非常小,只在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義,在微觀世界中,粒子的質(zhì)量都非常小,粒子間的萬有引力可以忽略不計。
〖例1〗設(shè)地球的質(zhì)量為M,地球的半徑為R,物體的質(zhì)量為m,關(guān)于物體與地球間的萬有引力的說法,正確的是:
A、地球?qū)ξ矬w的引力大于物體對地球的引力。
物體距地面的高度為h時,物體與地球間的萬有引力為F= 。
物體放在地心處,因r=0,所受引力無窮大。
D、物體離地面的高度為R時,則引力為F=
〖答案〗D
〖總結(jié)〗(1)矯揉造作配地球之間的吸引是相互的,由牛頓第三定律,物體對地球與地球?qū)ξ矬w的引力大小相等。
(2)F= 。中的r是兩相互作用的物體質(zhì)心間的距離,不能誤認(rèn)為是兩物體表面間的距離。
(3)F= 適用于兩個質(zhì)點間的相互作用,如果把物體放在地心處,顯然地球已不能看為質(zhì)點,故選項C的推理是錯誤的。
〖變式訓(xùn)練1〗對于萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達式F= ,下列說法正確的是:
A、公式中G為引力常數(shù),是人為規(guī)定的。
B、r趨近于零時,萬有引力趨于無窮大。
C、m1、m2之間的引力總是大小相等,與m1、m2的質(zhì)量是否相等無關(guān)。
D、m1、m2之間的萬有引力總是大小相等,方向相反,是一對平衡力。
〖答案〗C
2. 計算中心天體的質(zhì)量
解決天體運動問題,通常把一個天體繞另一個天體的運動看作勻速圓周運動,處在圓心的天體稱作中心天體,繞中心天體運動的天體稱作運動天體,運動天體做勻速圓周運動所需的向心力由中心天體對運動天體的萬有引力來提供。
式中M為中心天體的質(zhì)量,Sm為運動天體的質(zhì)量,a為運動天體的向心加速度,ω為運動天體的角速度,T為運動天體的周期,r為運動天體的軌道半徑.
(1)天體質(zhì)量的估算
通過測量天體或衛(wèi)星運行的周期T及軌道半徑r,把天體或衛(wèi)星的運動看作勻速圓周運動.根據(jù)萬有引力提供向心力,有 ,得
注意:用萬有引力定律計算求得的質(zhì)量M是位于圓心的天體質(zhì)量(一般是質(zhì)量相對較大的天體),而不是繞它做圓周運動的行星或衛(wèi)星的m,二者不能混淆.
用上述方法求得了天體的質(zhì)量M后,如果知道天體的半徑R,利用天體的體積 ,進而還可求得天體的密度. 如果衛(wèi)星在天體表面運行,則r=R,則上式可簡化為
規(guī)律總結(jié):
掌握測天體質(zhì)量的原理,行星(或衛(wèi)星)繞天體做勻速圓周運動的向心力是由萬有引力來提供的.
物體在天體表面受到的重力也等于萬有引力.
注意挖掘題中的隱含條件:飛船靠近星球表面運行,運行半徑等于星球半徑.
(2)行星運行的速度、周期隨軌道半徑的變化規(guī)律
研究行星(或衛(wèi)星)運動的一般方法為:把行星(或衛(wèi)星)運動當(dāng)做勻速圓周運動,向心力來源于萬有引力,即:
根據(jù)問題的實際情況選用恰當(dāng)?shù)墓竭M行計算,必要時還須考慮物體在天體表面所受的萬有引力等于重力,即
(3)利用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)海王星和冥王星
〖例2〗已知月球繞地球運動周期T和軌道半徑r,地球半徑為R求(1)地球的質(zhì)量?(2)地球的平均密度?
〖思路分析〗
設(shè)月球質(zhì)量為m,月球繞地球做勻速圓周運動,
則: ,
(2)地球平均密度為
答案: ;
總結(jié):①已知運動天體周期T和軌道半徑r,利用萬有引力定律求中心天體的質(zhì)量。
②求中心天體的密度時,求體積應(yīng)用中心天體的半徑R來計算。
〖變式訓(xùn)練2〗人類發(fā)射的空間探測器進入某行星的引力范圍后,繞該行星做勻速圓周運動,已知該行星的半徑為R,探測器運行軌道在其表面上空高為h處,運行周期為T。
(1)該行星的質(zhì)量和平均密度?(2)探測器靠近行星表面飛行時,測得運行周期為T1,則行星平均密度為多少?
答案:(1) ; (2)
3. 地球的同步衛(wèi)星(通訊衛(wèi)星)
同步衛(wèi)星:相對地球靜止,跟地球自轉(zhuǎn)同步的衛(wèi)星叫做同步衛(wèi)星,周期T=24h,同步衛(wèi)星又叫做通訊衛(wèi)星。
同步衛(wèi)星必定點于赤道正上方,且離地高度h,運行速率v是確定的。
設(shè)地球質(zhì)量為 ,地球的半徑為 ,衛(wèi)星的質(zhì)量為 ,根據(jù)牛頓第二定律
設(shè)地球表面的重力加速度 ,則
以上兩式聯(lián)立解得:
同步衛(wèi)星距離地面的高度為
同步衛(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同
注意:赤道上隨地球做圓周運動的物體與繞地球表面做圓周運動的衛(wèi)星的區(qū)別
在有的問題中,涉及到地球表面赤道上的物體和地球衛(wèi)星的比較,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運動的圓心與近地衛(wèi)星的圓心都在地心,而且兩者做勻速圓周運動的半徑均可看作為地球的R,因此,有些同學(xué)就把兩者混為一談,實際上兩者有著非常顯著的區(qū)別。
地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動所需的向心力由萬有引力提供,但由于地球自轉(zhuǎn)角速度不大,萬有引力并沒有全部充當(dāng)向心力,向心力只占萬有引力的一小部分,萬有引力的另一分力是我們通常所說的物體所受的重力(請同學(xué)們思考:若地球自轉(zhuǎn)角速度逐漸變大,將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?)而圍繞地球表面做勻速圓周運動的衛(wèi)星,萬有引力全部充當(dāng)向心力。
赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動時由于與地球保持相對靜止,因此它做圓周運動的周期應(yīng)與地球自轉(zhuǎn)的周期相同,即24小時,其向心加速度
;而繞地球表面運行的近地衛(wèi)星,其線速度即我們所說的第一宇宙速度,
它的周期可以由下式求出:
求得 ,代入地球的半徑R與質(zhì)量,可求出地球近地衛(wèi)星繞地球的運行周期T約為84min,此值遠(yuǎn)小于地球自轉(zhuǎn)周期,而向心加速度 遠(yuǎn)大于自轉(zhuǎn)時向心加速度。
已知地球的半徑為R=6400km,地球表面附近的重力加速度 ,若發(fā)射一顆地球的同步衛(wèi)星,使它在赤道上空運轉(zhuǎn),其高度和速度應(yīng)為多大?
:設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m,離地面的高度的高度為h,速度為v,周期為T,地球的質(zhì)量為M。同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期。
①
②
由①②兩式得
又因為 ③
由①③兩式得
:
:此題利用在地面上 和在軌道上 兩式聯(lián)立解題。
下面關(guān)于同步衛(wèi)星的說法正確的是( )
A .同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)同步,衛(wèi)星的高度和速率都被確定
B .同步衛(wèi)星的角速度雖然已被確定,但高度和速率可以選擇,高度增加,速率增大;高度降低,速率減小
C .我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星的周期是114分鐘,比同步衛(wèi)星的周期短,所以第一顆人造地球衛(wèi)星離地面的高度比同步衛(wèi)星低
D .同步衛(wèi)星的速率比我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星的速率小
:ACD
關(guān)于高一物理下學(xué)期教學(xué)設(shè)計2
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1. 會用描點法作出 v-t 圖象。
2.能從 v-t 圖象分析出勻變速直線運動的速度隨時間的變化規(guī)律。
【學(xué)習(xí)難點】
1.各點瞬時速度的計算.
2.對實驗數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究.
【自主學(xué)習(xí)】 (A級)
一.實驗?zāi)康?探究小車速度隨 變化的規(guī)律。
二.實驗原理 利用 打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù),以尋找小車速度隨時間變化的規(guī)律。
三.實驗器材 打點計時器、低壓 電源、紙帶、帶滑輪的長木板、小車、 、細(xì)線、復(fù)寫紙片、 。
四.實驗步驟
1.如課本34頁圖所示,把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路。
2.把一條細(xì)線拴在小車上,使細(xì)線跨過滑輪,下邊掛上合適的 。把紙帶穿過打點計時器,并把紙帶的一端固定在小車的后面。
3.把小車停在靠近打點計時器處,接通 后,放開 ,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一行小點,隨后立即關(guān)閉電源。換上新紙帶,重復(fù)實驗三次。
4.從三條紙帶中選擇一條比較理想的,舍掉開頭比較密集的點跡,在后邊便于測量的地方找一個點做計時起點。為了測量方便和減少誤差,通常不用每打一次點的時間作為時間的單位,而用每打五次點的時間作為時間的單位,就是T=0.02 s ×5=0.1 s 。在選好的計時起點下面表明A,在第6點下面表明B,在第11點下面表明C……,點A、B、C……叫做計數(shù)點,兩個相鄰計數(shù)點間的距離分別是x1、x2、x3……
5.利用第一章方法得出各計數(shù)點的瞬時速度填入下表:
位置 A B C D E F G
時間(s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
v(m/s)
6.以速度v為 軸,時間t為 軸建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在直角坐標(biāo)系中描點。
7.通過觀察思考,找出這些點的分布規(guī)律。
五.注意事項
1.開始釋放小車時,應(yīng)使小車靠近打點計時器。
2.先接通電源,計時器工作后,再放開小車,當(dāng)小車停止運動時及時斷開電源。
3.要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞,當(dāng)小車到達滑輪前及時用手按住它。
4.牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)。
5.加速度的大小以能在60cm長的紙帶上清楚地取得六七個計數(shù)點為宜。
6.要區(qū)別計時器打出的點和人為選取的計數(shù)點。一般在紙帶上每5個點取一個計數(shù)點,間隔為0.1 s 。
2-1實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律(探究案)
實驗紙帶
1.
2.
3.
數(shù)據(jù)處理(完成表格)
小車在幾個時刻的瞬時速度
位置編號 0 1 2 3 4 5 6 7 8
t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
v1(m/s)
v2(m/s)
v3(m/s)
做出速度-時間圖像
學(xué)習(xí)反思:
2-1實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律(訓(xùn)練案)
1.在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中,按照實驗進行的先后順序,將下述步驟地代號填在橫線上 。
A.把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面
B.把打點計時器固定在木板的沒有滑輪的一端,并連好電路
C.換上新的紙帶,再重做兩次
D.把長木板平放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面
E.使小車停在靠近打點計時器處,接通電源,放開小車,讓小車運動
F.把一條細(xì)線拴在小車上,細(xì)線跨過定滑輪,下邊吊著合適的鉤碼
G.斷開電源,取出紙帶
2.在下列給出的器材中,選出“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中所需的器材并填在橫線上(填序號)。
①打點計時器 ②天平 ③低壓交流電源 ④低壓直流電源 ⑤細(xì)線和紙帶 ⑥鉤碼和小車 ⑦秒表 ⑧一端有滑輪的長木板 ⑨刻度尺
選出的器材是
3.為了計算加速度,最合理的方法是( )
A. 根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度用公式○算出加速度
B.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖,量出其傾角,由公式a=tana求出加速度
C.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖,由圖線上相距較遠(yuǎn)的兩點所對應(yīng)的速度、時間,用公式
A=△v/△t算出加速度
D.依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度,算出平均值作為小車的加速度
4.汽車沿平直的公路行駛,小明坐在汽車駕駛員旁,注視著速度計,并記下間隔相等的各時刻的速度值,如下表所示.
從表中數(shù)據(jù)得到汽車在各段時間內(nèi)的運動特點:在o~15 s內(nèi),汽車的速度在變化,每5s速度增大______km/h;在15~30 s內(nèi)汽車速度不變,速度大小為_______km/h;在35~45s內(nèi)汽車速度在變化,每5 s速度減小_________km/h.
5.某同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,算出小車經(jīng)過各計數(shù)點的瞬時速度如表格中所示:
計數(shù)點序號 1 2 3 4 5 6
計數(shù)點對應(yīng)時刻(s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
通過計數(shù)點的速度(m/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 138.0
請作出小車的v-t圖象,并分析運動特點。
6.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,如圖給出了從0點開始,每5個點取一個計數(shù)點的紙帶,其中0、1、2、3、4、5、6都為計數(shù)點。測得:s1=1.40 cm,s2=1.90 cm,s3=2.38 cm, s4= 2.88 cm,s5=3.39 cm,s6=3.87 cm。那么:
(1)在計時器打出點1、2、3、4、5時,小車的速度分別為:v1= cm/s ,v2= cm/s ,v3= cm/s ,v4= cm/s ,v5= cm/s 。
(2)在平面直角坐標(biāo)系中作出速度—時間圖象。
(3)分析小車運動速度隨時間變化的規(guī)律。
關(guān)于高一物理下學(xué)期教學(xué)設(shè)計3
一、 教材分析
在上一節(jié)實驗的基礎(chǔ)上,分析v-t圖像時一條傾斜直線的意義——加速度不變,由此定義了勻變速直線運動。而后利用描述勻變速直線運動的v-t圖像的是傾斜直線,進一步分析勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系:無論時間間隔?t大小, 的值都不變,由此導(dǎo)出v = v0 + at,最后通過例題以加深理解,并用“說一說”使學(xué)生進一步加深對物體做變速運動的理解。
二、 教學(xué)目標(biāo)
1、知道勻速直線運動 圖象。
2、知道勻變速直線運動的 圖象,概念和特點。
3、掌握勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式v = v0 + at,并會進行計算。
教學(xué)重點
1、 勻變速直線運動的 圖象,概念和特點。
2、 勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式v = v0 + at,并進行計算。
三、 教學(xué)難點
會用 圖象推導(dǎo)出勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式v = v0 + at。
四、 教學(xué)過程
預(yù)習(xí)檢查:加速度的概念,及表達式 a=
導(dǎo)入新課:
上節(jié)課,同學(xué)們通過實驗研究了速度與時間的關(guān)系,小車運動的υ-t圖象。
設(shè)問:小車運動的 υ-t圖象是怎樣的圖線?(讓學(xué)生畫一下)
學(xué)生坐標(biāo)軸畫反的要更正,并強調(diào)調(diào),縱坐標(biāo)取速度,橫坐標(biāo)取時間。
υ-t圖象是一條直線,速度和時間的這種關(guān)系稱為線性關(guān)系。
設(shè)問:在小車運動的υ-t圖象上的一個點P(t1,v1)表示什么?
學(xué)生畫出小車運動的υ-t圖象,并能表達出小車運動的υ-t圖象是一條傾斜的直線。
學(xué)生回答:t1時刻,小車的速度為v1 。
學(xué)生回答不準(zhǔn)確,教師補充、修正。
預(yù)習(xí)檢查
情境導(dǎo)入
精講點撥:
1、勻速直線運動圖像
向?qū)W生展示一個υ-t圖象:
提問:這個υ-t圖象有什么特點?它表示物體運動的速度有什么特點?物體運動的加速度又有什么特點?
在各小組陳述的基礎(chǔ)上教師請一位同學(xué)總結(jié)。
2、勻變速直線運動圖像
提問:在上節(jié)的實驗中,小車在重物牽引下運動的v-t圖象是一條傾斜的直線,物體的加速度有什么特點?直線的傾斜程度與加速度有什么關(guān)系?它表示小車在做什么樣的運動?
從圖可以看出,由于v-t圖象是一 條傾斜的直線,速度隨著時間逐漸變大,在時間軸上取取兩點t1,t2,則t1,t2間的距離表示時間間隔?t= t2—t1,t1時刻的速度為 v1, t2 時刻的速度為v2,則v2—v1= ?v,?v即為間間隔?t內(nèi)的速度的變化量。
提問:?v與?t是什么關(guān)系?
知識總結(jié):沿著一條直線,且加速度不變的運動,叫做勻變速直線運動。勻變速直線運動的v-t圖象是一條傾斜的直線。
提問:勻變速直線運動的v-t圖線的斜率表示什么?勻變速直線運動的v-t圖線與縱坐標(biāo)的交點表示什么?
展示以下兩個v-t圖象,請同學(xué)們觀察,并比較這兩個v-t圖象。
知識總結(jié):在勻變速直線運動中,如果物體的速度隨著時間均勻增加,這個運 動叫做勻加速直線運動;如果物體的速度隨著時間均勻減小,這個運動叫做勻減速直線運動。
分小組討論
每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié) 果。
學(xué)生回答:是一條平行于時間軸的直線。表示物體的速度不隨時間變化,即物體作勻速直線運動。作勻速直線運動的物體,?v = 0, = 0,所以加速度為零。
分小組討論
每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。
由于v-t圖象是一條直線,無論?t選在什么區(qū)間,對應(yīng) 的速度v的變化量?v與時間t的變化量?t之比 都是一樣的, 表示速度 的變化量與所用時間的比值,即加速度。所以v-t圖象是一條傾斜的直線的運動,是加速度不變的運動。
學(xué)生回答:v-t圖線的斜率在數(shù)值上等于速度v的變化量?v與時間t的變化量?t之比,表示速度的變化量與所用時間的比值,即加速度。
v-t圖線與縱坐標(biāo)的交點表示t = 0 時刻的速度,即初速度v0。
學(xué)生回答:甲乙兩個v-t圖象表示的運動都是勻變速直線運動,但甲圖的速度隨時間均勻增加,乙圖的速度隨著時間均勻減小。
讓學(xué)生通過自身的觀察,發(fā)現(xiàn)勻加速直線運動與勻減速直線運動 的不同之處,能幫助學(xué)生正確理解勻變速直線運動。
3、勻變速直線速度與時間的關(guān)系式
提問:除用圖象表示物體運動的速度與時間的關(guān)系外,是否還可以用公式表達物體運動的速度與時間的關(guān)系?
教師引導(dǎo),取t=0時為初狀態(tài),速度為初速度V0,取t時刻為末狀態(tài),速度為末速度V,從初態(tài)到末態(tài),時間的變化量為?t,則?t = t—0,速度的變化量為?V,則?V = V—V0
提問:能否直接從圖線結(jié)合數(shù)學(xué)知識得到速度與時間的關(guān)系式?
知識總結(jié):勻變速直線 運動中,速度與時間的關(guān)系式是V= V0 + a t
勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式:V= V0 + a t可以這樣理解:由于加速度a在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度的變化量,所以at就是整個運動過程中速度的變化量;再加上運動開始時物體的速度V0,就得到t時刻物體的速度V。
4、例題
例題1、汽車以40 km/h的速度勻速行駛,現(xiàn)以0.6 m/s2的加速度加速,10s后速度能達到多少?加速后經(jīng)過多長汽車的速度達到80 km/h?
例題2、某汽車在某路面緊急剎車時,加速度的大小是6 m/s2,如果必須在2s內(nèi)停下來,汽車的行駛速度不能超過多少?如果汽車以允許速度行駛,必須在1.5s內(nèi)停下來, 汽車剎車勻減速運動加速度至少多大?
分析:我們研究的是汽車從開始剎車到停止運動這個過程。在這個過程中,汽車做勻減速運動,加速度的大小是6 m/s2。由于是減速運動,加速度的方向與速度方向相反,如果設(shè)汽車運動的方向為正,則汽車的加速度方向為負(fù),我們把它記為a = 一6 m/s2。這個過程的t時刻末速度V是0,初速度就是我們所求的允許速度,記為V0,它是這題所求的“速度”。過程的持續(xù)時間為t=2s
學(xué)生回答:因為加速度
A = ,所以?V =a ?t
v—V0= a ?t
v—V0= a t
v= V0 + a t
學(xué)生回答:因為勻變速直線運動的v-t圖象是一條傾斜的直線,所以v與t是線性關(guān)系,或者說v是t的一次函數(shù),應(yīng)符合y = k x + b 的形式。其中是圖線的斜率,在數(shù)值上等于勻變速直線運動的加速度a,b是縱軸上的截距,在數(shù)值上等于勻變速直線運動的初速度V0,所以V= V0 + a t
同學(xué)們思考3-5分鐘,
讓一位同學(xué)說說自己的思路。其他同學(xué)糾正,補充。
讓同學(xué)計算。
展示某同學(xué)的解題,讓其他同學(xué)點評。
解:初速度V0= 40 km/h = 11 m/s,加速度a = 0.6 m/s2,時間t=10 s。
10s后的速度為V= V0 + a t
= 11 m/s + 0.6 m/s2×10s
= 17 m/s = 62 km/h
由V= V0 + a t得
同學(xué)們思考3-5分鐘,
讓一位同學(xué)說說自己的思路。其他同學(xué)糾正,補充。
讓同學(xué)計算。
展示某同學(xué)的解題,讓其他同學(xué)點評。
解:根據(jù)V= V0 + a t,有
v0 = V — a t
= 0 — (—6m/s2)×2s
= 43 km/h
汽車的速度不能超過43 km/h
根據(jù)V= V0 + a t,有
汽車剎車勻減速運動加速度至少9m/s2
注意同一方向上的矢量運算,要先規(guī)定正方向,然后確定各物理量的正負(fù)(凡與規(guī)定正方向的方向相同為正,凡與規(guī)定正方向的方向相反為負(fù)。)然后代入V-t的關(guān)系式運算。
五、 課堂小結(jié)
六、 利用V-t圖 象得出勻速直線運動和勻變速直線運動的特點。
七、 并進一步利用V-t圖推導(dǎo)出勻變速直線運動的速度和時間的關(guān)系式。
布置作業(yè)
(1)請學(xué)生課后探討課本第3 9頁,“說一說”
(2)請學(xué)生課后探討課本第39頁“問題與練習(xí)”中的1~4題。
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