高中物理速度教案
發(fā)表時(shí)間:2020-03-02滬科版高一物理下冊(cè)《角速度與線速度的關(guān)系》教案。
滬科版高一物理下冊(cè)《角速度與線速度的關(guān)系》教案
一、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與技能】
知道線速度、角速度、周期的關(guān)系,并能獨(dú)立進(jìn)行推導(dǎo)。
【過(guò)程與方法】
通過(guò)獨(dú)立思考、交流討論,得出線速度、角速度、周期的關(guān)系,提高分析能力和抽象思維能力。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
在思考中體會(huì)物理學(xué)科嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系,提高分析歸納能力,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
線速度、角速度、周期的關(guān)系
【難點(diǎn)】
三者關(guān)系的推導(dǎo)過(guò)程
三、教學(xué)過(guò)程
環(huán)節(jié)一:新課導(dǎo)入
展示幾幅圖片,內(nèi)容是機(jī)器內(nèi)部互相咬合的齒輪。
問(wèn)題:你們認(rèn)為怎么比較不同齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢呢?
學(xué)生猜想:可能大的轉(zhuǎn)的慢,小的轉(zhuǎn)的快。
問(wèn)題:結(jié)合之前學(xué)過(guò)的圓周運(yùn)動(dòng)物理量,再進(jìn)行思考猜想。
學(xué)生回答:小齒輪角速度大,周期短,線速度小。
總結(jié):大家都有思考,說(shuō)明都很善于動(dòng)腦,今天我們就來(lái)探究一下線速度、角速度、周期的關(guān)系,就可以比較他們的快慢。
環(huán)節(jié)二:新課探究
(一)回顧物理概念
請(qǐng)學(xué)生思考線速度和角速度的含義以及計(jì)算式。
學(xué)生總結(jié):v=l/t,ω=φ/t。
教師提示:思考周期T的含義,想想怎樣把周期介入到線速度和角速度的公式中去呢?討論一下。
討論回答:當(dāng)t=T時(shí),l表示周長(zhǎng)等于2πr,φ大小等于2π。
(二)推導(dǎo)三者關(guān)系
教師給出任務(wù):根據(jù)剛才的提示,嘗試總結(jié)出線速度、角速度、周期三者的關(guān)系。
學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行推導(dǎo),得出結(jié)論,v=2πr/T,ω=2π/t。
教師點(diǎn)評(píng),繼續(xù)提問(wèn)v與ω的關(guān)系是什么?
學(xué)生根據(jù)上述兩個(gè)式子,可以發(fā)現(xiàn)v=ωr。
教師點(diǎn)評(píng),引導(dǎo)學(xué)生總結(jié),線速度、角速度與半徑的比例關(guān)系。
學(xué)生給出結(jié)論,周期和角速度具有相同的變化特點(diǎn),當(dāng)角速度相同時(shí),線速度與半徑成正比;當(dāng)線速度相同時(shí),角速度與半徑成反比。(趣祝福 ZfW152.COm)
延伸閱讀
滬科版高一物理下冊(cè)《流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系》教案
俗話說(shuō),居安思危,思則有備,有備無(wú)患。作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?下面是由小編為大家整理的“滬科版高一物理下冊(cè)《流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系》教案”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
滬科版高一物理下冊(cè)《流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系》教案
教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)知道流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系;
(2)了解升力產(chǎn)生的原因及相關(guān)的物理現(xiàn)象。
2、過(guò)程與方法:
(1)通過(guò)探究分析得出流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的結(jié)論;
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究體驗(yàn)升力產(chǎn)生的原因。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)通過(guò)教學(xué)活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、樂(lè)于探索自然現(xiàn)象和生活中的物理道理的興趣;
(2)領(lǐng)略流體壓強(qiáng)所產(chǎn)生的奧妙現(xiàn)象,獲得對(duì)科學(xué)的熱愛、親近感。
教材分析:
“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”和“飛機(jī)的升力產(chǎn)生的原因”是本節(jié)課的核心問(wèn)題,是對(duì)氣體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)知識(shí)的應(yīng)用和延伸。特別是“流體的流速越大,壓強(qiáng)越??;流體的流速越小,壓強(qiáng)越大”這一原理在日常生活中常常遇到,可讓學(xué)生利用生活中常見的器材,經(jīng)歷各種探究活動(dòng),激發(fā)學(xué)生探究的樂(lè)趣、激發(fā)學(xué)生的求知欲望。并在教學(xué)中通過(guò)應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,來(lái)充分體現(xiàn)從“生活走向物理,物理走向生活”的課程理念。
教學(xué)重點(diǎn):
流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn):
機(jī)翼升力產(chǎn)生的原因。
教具儀器:
漏斗、乒乓球、注射器、塑料蓋、一枚壹角硬幣、電吹風(fēng)、吸管、紙張、水槽、機(jī)翼模型等。
教學(xué)方法:
實(shí)驗(yàn)探究、歸納總結(jié)
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)過(guò)程:
[引入新課]
實(shí)驗(yàn)或視頻導(dǎo)入:將一枚壹角硬幣放在水平桌面上并吹氣,觀察到什么現(xiàn)象?(激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心),引入課題“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”。
一、什么是流體?
氣體和液體都可以流動(dòng),我們把有流動(dòng)性的氣體和液體統(tǒng)稱為流體。
前面學(xué)過(guò)了液體內(nèi)部的壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng),知道浸在液體和氣體中的物體,各個(gè)方向都要受到液體和氣體的壓強(qiáng)作用,但都是流體在不流動(dòng)時(shí)的情況。我們把流體流動(dòng)時(shí)的壓強(qiáng)稱作流體壓強(qiáng),流體流動(dòng)時(shí)有快有慢,當(dāng)流速發(fā)生變化時(shí),流體壓強(qiáng)是否發(fā)生變化呢?下面我們就來(lái)探究流動(dòng)的氣體或液體的壓強(qiáng)與流速之間的關(guān)系。
二、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
1、氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
探究1:手握兩張紙,讓紙自然下垂,并在兩紙中間向下吹氣。(觀察到兩紙靠攏)
討論分析:在兩紙中間向下吹氣后,兩張紙之間空氣流動(dòng)速度快,兩張紙外側(cè)氣體流動(dòng)速度慢,使得紙張內(nèi)外側(cè)受到的大氣壓強(qiáng)不同,造成了壓強(qiáng)差,從而形成向里的壓力差,使兩紙張都向中間靠攏。
探究2:把乒乓球放置于漏斗中間,漏斗口朝下,往漏斗里吹氣。(如下圖所示,觀察到乒乓球不會(huì)掉下來(lái)。)
分析:從漏斗的細(xì)管中吹出的氣流,流經(jīng)乒乓球的上表面時(shí)的流速變大,此處的壓強(qiáng)變??;乒乓球下表面的流速小,此處的壓強(qiáng)較大,這樣乒乓球受到一個(gè)向上和向下的壓力差,從而托起乒乓球。
探究3:點(diǎn)燃兩支蠟燭,向兩燭焰中間吹氣。(觀察到兩燭焰向中間靠攏)
分析:當(dāng)向兩支蠟燭中間吹氣時(shí),中間的空氣流動(dòng)速度增大,壓強(qiáng)減??;蠟燭外側(cè)的壓強(qiáng)不變,兩支蠟燭火焰受到向內(nèi)的壓強(qiáng)大于向外的壓強(qiáng),受到向內(nèi)的壓力大于向外的壓力,兩支蠟燭的火焰在壓力差的作用下向中間靠攏。
探究4:將一根塑料吸管彎成直角,在彎折處剪開一個(gè)口,插入水中,用力向管內(nèi)吹氣。(觀察到水霧從切口處噴出)
分析:用力吹氣時(shí),直管上方的空氣流速大,壓強(qiáng)小,直管中的水在大氣壓的作用下被壓出,同時(shí)由于水平方向的氣流作用,涌出的水會(huì)向前噴出。
結(jié)論:氣體在流速大的地方壓強(qiáng)越小,流速小的地方壓強(qiáng)大。
應(yīng)用分析:解釋“吹硬幣”現(xiàn)象
硬幣與桌面間總有一定的縫隙,這樣硬幣的下方和上方都有空氣,當(dāng)在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹氣時(shí),硬幣上面空氣流速加大,硬幣上方空氣的流速大于下方空氣的流速,使得硬幣上面受到向下的壓強(qiáng)比硬幣下面受到向上的壓強(qiáng)小,使硬幣受到向上的壓力差,從而把硬幣托了起來(lái)。(如下圖所示)
2、液體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系
探究1:把兩個(gè)塑料蓋放在水槽中的水面上并分開,再用注射器向兩塑料蓋中間的水域注水。(如下圖所示,觀察到兩塑料蓋向中間靠攏)
分析:用注射器向兩塑料蓋中間的水域注水后,兩塑料蓋之間水流速度快,兩塑料蓋外側(cè)流速慢,兩塑料蓋中間與外側(cè)壓強(qiáng)不同,造成了向內(nèi)的壓力差,將兩塑料蓋擠在了一起。
探究2:粗細(xì)不同的水管中裝有水,打開水龍頭閥門,觀察三個(gè)豎直玻璃管中的液面高低。(視頻)
分析:由于流過(guò)水平管子各部分的水的體積相等,水在細(xì)管子中間部分的流速大,壓強(qiáng)小,根據(jù)液體壓強(qiáng)知識(shí),可知與細(xì)管部分連接的豎直玻璃管中的液面要低一些。
總結(jié):液體在流速大的地方壓強(qiáng)小,流速小的地方壓強(qiáng)大。
三、升力的產(chǎn)生:
思考:飛機(jī)起飛前為什么要在跑道上快速運(yùn)動(dòng)一段距離?是什么力量使龐大的飛機(jī)攀升到空中并能保持在空中飛行呢?
探究:利用機(jī)翼模型探究飛機(jī)上升時(shí)與流速中間的關(guān)系——用電吹風(fēng)吹機(jī)翼模型。
分析:飛機(jī)機(jī)翼的上表面是凸起下表面平直的流線型(即上凸下平,如下圖所示)
當(dāng)飛機(jī)在跑道上滑行(或在空中飛行)時(shí),空氣就相對(duì)地面向后移動(dòng),迎面而來(lái)的氣流被機(jī)翼分成上下兩部分,由于機(jī)翼橫截面的形狀上下不對(duì)稱,在相同時(shí)間內(nèi)機(jī)翼上方氣流通過(guò)的曲線路程較長(zhǎng),機(jī)翼下方氣流通過(guò)的直線路程較短,這就造成機(jī)翼上部氣流的速度比機(jī)翼下部氣流的速度大,由于流速高的地方壓強(qiáng)小,流速低的地方壓強(qiáng)大,因此,機(jī)翼上部受到向下的壓強(qiáng)要小于機(jī)翼下部受到向上的壓強(qiáng),巨大的機(jī)翼在上下氣流的壓強(qiáng)差作用下產(chǎn)生了向上的壓力差,從而形成向上的升力,并且當(dāng)飛機(jī)速度增大,升力也增大,當(dāng)升力大于飛機(jī)自重時(shí),飛機(jī)便起飛了。
拓展:與飛機(jī)的機(jī)翼相似,鳥的翅膀上方也呈弧形。由于鳥的翅膀的柔韌性好,它們拍動(dòng)翅膀時(shí)不僅產(chǎn)生升力,而且還會(huì)帶著鳥兒往前飛。
逆向思維的應(yīng)用:跑車的車頭呈流線型,當(dāng)跑車跑得太快,車會(huì)有什么危險(xiǎn)?(發(fā)飄、不穩(wěn))怎樣避免這種危險(xiǎn)?
解決方法:在跑車的尾部安裝一只倒置的翅膀,弧形朝下,當(dāng)車速很大時(shí),作用在這只翅膀上的方向向下的壓強(qiáng)大,這樣可以增強(qiáng)車子后輪的著地性能,這種裝置叫氣流偏導(dǎo)器。
四、應(yīng)用:
1、在火車站或地鐵站的站臺(tái)上,離站臺(tái)邊緣1m左右的地方標(biāo)有一條安全線,乘客必須站在安全線以外的地方候車,這是為什么?
分析:人離火車或地鐵太近,火車或地鐵行駛時(shí),使人和火車或地鐵之間的空氣流動(dòng)速度快,壓強(qiáng)變小,離站臺(tái)遠(yuǎn)的地方氣體相對(duì)流速較慢,壓強(qiáng)較大,人在內(nèi)外壓強(qiáng)差的作用下,被強(qiáng)大的氣流壓向火車或地鐵,從而造成危險(xiǎn)。
2、請(qǐng)列舉生活中有關(guān)流體在流動(dòng)時(shí)流速大的地方壓強(qiáng)小的實(shí)例:
(1)在江中游泳時(shí)不要靠近行使的船;
(2)大風(fēng)能把房蓋掀起;
(3)農(nóng)村爐灶里的煙能順著煙囪排到屋外。(分析:風(fēng)吹過(guò)煙囪頂端時(shí),頂端空氣流速增大壓強(qiáng)減小,煙囪內(nèi)外形成壓強(qiáng)差,也就產(chǎn)生壓力差,所以煙就順著煙囪排到屋外。)
3、草原發(fā)生的一起龍卷風(fēng),龍卷風(fēng)的實(shí)質(zhì)是高速旋轉(zhuǎn)的氣流。它能把地面上的物或人畜“吸”起卷入空中,這是為什么?
分析:龍卷風(fēng)內(nèi)部氣體流速大,壓強(qiáng)遠(yuǎn)小于外部的壓強(qiáng),這個(gè)巨大的壓強(qiáng)差就可以把物體給“吸”起來(lái)。注意,龍卷風(fēng)并不能使物體受到的重力變小,也不是迷信說(shuō)法中的“龍”把物體“抓”到空中。
課堂小結(jié):
1、流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系:
流體在流速大的地方壓強(qiáng)小,在流速小的地方壓強(qiáng)大。
2、升力的產(chǎn)生
機(jī)翼上面凸起、下面平直——機(jī)翼上方空氣流速大、下方小——向上的升力大于重力——起飛
布置作業(yè):
課本作業(yè)第1、2、4題。
高一物理勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系
4勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系
整體設(shè)計(jì)
本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生熟練運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題.教材先是通過(guò)一個(gè)例題的求解,利用公式x=v0t+at2和v=v0+at推導(dǎo)出了位移與速度的關(guān)系:v2-v02=2ax.到本節(jié)為止勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間關(guān)系、位移—時(shí)間關(guān)系、位移—速度關(guān)系就都學(xué)習(xí)了.解題過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)學(xué)生思維的引導(dǎo),分析物理情景并畫出運(yùn)動(dòng)示意圖,選擇合適的公式進(jìn)行求解,并培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范書寫的習(xí)慣,解答后注意解題規(guī)律.學(xué)生解題能力的培養(yǎng)有一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程,注意選取的題目應(yīng)由淺入深,不宜太急.對(duì)于涉及幾段直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,比較復(fù)雜,引導(dǎo)學(xué)生把復(fù)雜問(wèn)題變成兩段簡(jiǎn)單問(wèn)題來(lái)解.
教學(xué)重點(diǎn)
1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移—速度關(guān)系的推導(dǎo).
2.靈活應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式、位移公式以及速度—位移公式解決實(shí)際問(wèn)題.
教學(xué)難點(diǎn)
1.運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式、位移公式推導(dǎo)出有用的結(jié)論.
2.靈活運(yùn)用所學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決實(shí)際問(wèn)題.
課時(shí)安排
1課時(shí)
三維目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度—位移公式.
2.會(huì)推導(dǎo)公式vt2-v02=2ax.
3.靈活選擇合適的公式解決實(shí)際問(wèn)題.
過(guò)程與方法
通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用物理規(guī)律合理分析、解決問(wèn)題和實(shí)際分析結(jié)果的能力.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)教學(xué)活動(dòng)使學(xué)生獲得成功的喜悅,培養(yǎng)學(xué)生參與物理學(xué)習(xí)活動(dòng)的興趣,提高學(xué)習(xí)的自信心.
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入新課
問(wèn)題導(dǎo)入
發(fā)射槍彈時(shí),槍彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)可以看作是勻加速運(yùn)動(dòng).如圖2-4-1.如果槍彈的加速度大小是5×105m/s2,槍筒長(zhǎng)0.64m,槍彈射出槍口的速度是多大?
圖2-4-1子彈加速運(yùn)動(dòng)
學(xué)生思考得出:由x=at2求出t.再由v=at求出速度.
同學(xué)們回答得很好,我們今天可以學(xué)習(xí)一個(gè)新的公式,利用它直接就可求解此問(wèn)題了.
情境導(dǎo)入
為研究跳高問(wèn)題,課題研究組的同學(xué)小李、小王、小華,在望江樓圖書館的多媒體閱讀室里上多媒體寬帶網(wǎng)的“世界體壇”網(wǎng)站,點(diǎn)播了當(dāng)年朱建華破世界紀(jì)錄的精彩的視頻實(shí)況錄像,如圖2-4-2,并展開了相關(guān)討論.
圖2-4-2
解說(shuō)員:“……各位觀眾你們瞧,中國(guó)著名跳高選手朱建華正伸臂、擴(kuò)胸、壓腿做準(zhǔn)備活動(dòng),他身高1.83米.注意了:他開始助跑、踏跳,只見他身輕如燕,好一個(gè)漂亮的背躍式,將身體與桿拉成水平,躍過(guò)了2.38米高度,成功了!打破了世界紀(jì)錄.全場(chǎng)響起雷鳴般的掌聲……”
我們能否運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求出朱建華離地瞬間的速度?
復(fù)習(xí)導(dǎo)入
在前面兩節(jié)我們分別學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系、速度與時(shí)間的關(guān)系.其公式為:v=v0+atx=v0t+at2
若把兩式中消去t,可直接得到位移與速度的關(guān)系.
這就是今天我們要學(xué)習(xí)的內(nèi)容.
推進(jìn)新課
一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度關(guān)系
問(wèn)題:(多媒體展示)上兩節(jié)學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度—時(shí)間關(guān)系與位移—時(shí)間關(guān)系,把兩式中的t消去,可得出什么表達(dá)式?
學(xué)生運(yùn)用兩個(gè)公式推導(dǎo),v=v0+att=①
x=v0t+at2②
把①式代入②式得:
x===v2-v02=2ax
點(diǎn)評(píng):通過(guò)學(xué)生推導(dǎo)公式可加深學(xué)生對(duì)公式的理解和運(yùn)用,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力.
注意:
1.在v-t關(guān)系、xt關(guān)系、xv關(guān)系式中,除t外,所有物理量皆為矢量,在解題時(shí)要確定一個(gè)正方向,常選初速度的方向?yàn)檎较?,其余矢量依?jù)其與v0方向的相同或相反,分別代入“+”“-”號(hào),如果某個(gè)量是待求的,可先假定為“+”,最后根據(jù)結(jié)果的“+”“-”確定實(shí)際方向.
2.末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)可看成初速度為零,加速度相等的反向勻加速直線運(yùn)動(dòng).
例1某飛機(jī)著陸時(shí)的速度是216km/h,隨后勻減速滑行,加速度的大小是2m/s2.機(jī)場(chǎng)的跑道至少要多長(zhǎng)才能使飛機(jī)安全地停下來(lái)?
解析:這是一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題.以飛機(jī)著陸點(diǎn)為原點(diǎn),沿飛機(jī)滑行的方向建立坐標(biāo)軸(如圖2-4-3).
圖2-4-3以飛機(jī)的著陸點(diǎn)為原點(diǎn),沿飛機(jī)滑行方向建立坐標(biāo)軸
飛機(jī)的初速度與坐標(biāo)軸的方向一致,取正號(hào),v0=216km/h=60m/s;末速度v應(yīng)該是0.由于飛機(jī)在減速,加速度方向與速度方向相反,即與坐標(biāo)軸的方向相反,所以加速度取負(fù)號(hào),a=-2m/s2.
由v2-v02=2ax解出
x=
把數(shù)值代入x==900m
即跑道的長(zhǎng)度至少應(yīng)為900m.
另一種解法:飛機(jī)著陸后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),并且末速度為零.因此可以看成初速度為零,加速度相等的反向勻加速直線運(yùn)動(dòng).
即v0=0,v=216km/h=60m/s,a=2m/s2
由v2-v02=2at得v2=2ax
解出x==m=900m.
答案:900m
課堂訓(xùn)練
做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)4s后停止,若在第1s內(nèi)的位移是14m,則最后1s的位移與4s內(nèi)的位移各是多少?
不給學(xué)生提示,讓學(xué)生自由發(fā)揮,引導(dǎo)學(xué)生用多種解法求解此題.學(xué)生完成后讓學(xué)生回答此題的答案及思路.充分調(diào)動(dòng)學(xué)生利用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的思維意識(shí).
參考答案:解法一(常規(guī)解法)
設(shè)初速度為v0,加速度大小為a,由已知條件及公式:
v=v0+at,x=v0t+at2可列方程
解得
最后1s的位移為前4s的位移減前3s的位移.
x1=v0t4-at42-(v0t3-at32)
代入數(shù)值x1=[16×4-×4×42-(16×3-×4×32)]m=2m
4s內(nèi)的位移為:x=v0t+at2=(16×4-×4×16)m=32m.
解法二(逆向思維法)
思路點(diǎn)撥:將時(shí)間反演,則上述運(yùn)動(dòng)就是一初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).
則14=at42-at32
其中t4=4s,t3=3s,解得a=4m/s2
最后1s內(nèi)的位移為x1=at12=×4×12m=2m
4s內(nèi)的位移為x2=at42=×4×42m=32m.
解法三(平均速度求解)
思路點(diǎn)撥:勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度.
由第1秒內(nèi)位移為14m解出v0.5=m/s=14m/s,v4=0
由v4=v0.5+a×3.5得出a=-4m/s2
再由v=v0+at得:v0=16m/s,v3=4m/s
故最后1秒內(nèi)的位移為:x1=t=×1m=2m
4s內(nèi)的位移為:x2=t=×4m=32m.
點(diǎn)評(píng):通過(guò)用多種方法解決同一問(wèn)題,可以加深學(xué)生對(duì)公式的理解,提高學(xué)生靈活應(yīng)用公式解決實(shí)際問(wèn)題的能力.發(fā)散學(xué)生思維,培養(yǎng)多角度看問(wèn)題的意識(shí).
小結(jié)1:勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解題思路
(1)首先是選擇研究對(duì)象.分析題意,判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì).是勻速運(yùn)動(dòng)還是勻變速運(yùn)動(dòng),加速度方向、位移方向如何等.
(2)建立直角坐標(biāo)系,通常取v0方向?yàn)樽鴺?biāo)正方向.并根據(jù)題意畫草圖.
(3)根據(jù)已知條件及待求量,選定有關(guān)規(guī)律列方程.要抓住加速度a這個(gè)關(guān)鍵量,因?yàn)樗锹?lián)系各個(gè)公式的“橋梁”.為了使解法簡(jiǎn)便,應(yīng)盡量避免引入中間變量.
(4)統(tǒng)一單位,求解方程(或方程組).
(5)驗(yàn)證結(jié)果,并注意對(duì)結(jié)果進(jìn)行有關(guān)討論,驗(yàn)證結(jié)果時(shí),可以另辟思路,運(yùn)用其他解法.
以上各點(diǎn),弄清運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是關(guān)鍵.
小結(jié)2:勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題解題的注意點(diǎn)
注意物理量的矢量性:對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中a、v、x賦值時(shí),應(yīng)注意它們的正、負(fù)號(hào).
(1)勻減速運(yùn)動(dòng):①勻減速運(yùn)動(dòng)的位移、速度大小,可以看成反向的勻加速運(yùn)動(dòng)來(lái)求得;②求勻減速運(yùn)動(dòng)的位移,應(yīng)注意先求出物體到停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
(2)用平均速度解勻變速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題:如果問(wèn)題給出一段位移及對(duì)應(yīng)的時(shí)間,就可求出該段的平均速度.因?yàn)橛嘘P(guān)平均速度的方程中,時(shí)間t都是一次函數(shù),用平均速度解題一般要方便些.
(3)應(yīng)用v-t圖象作為解題輔助工具
從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象可以得出,物體在任一時(shí)刻的速度大小、速度方向、位移大小,可以比較兩個(gè)物體在同一時(shí)刻的速度大小、位移大小.無(wú)論選擇題、非選擇題,v-t圖象都可以直觀地提供解題的有用信息.
小結(jié)3:解題常用的方法
1.應(yīng)用平均速度.勻變速運(yùn)動(dòng)的平均速度=,在時(shí)間t內(nèi)的位移x=t,相當(dāng)于把一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng).
2.利用時(shí)間等分、位移等分的比例關(guān)系.對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移進(jìn)行合理的分割,應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)及初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)的特殊關(guān)系,是研究勻變速運(yùn)動(dòng)的重要方法,比用常規(guī)方法簡(jiǎn)捷得多.
3.巧選參考系.物體的運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)一定的參考系而言的.研究地面上物體的運(yùn)動(dòng),常以地面為參考系,有時(shí)為了研究的方便,也可以巧妙地選用其他物體作參考系,從而簡(jiǎn)化求解過(guò)程.
4.逆向轉(zhuǎn)換.即逆著原來(lái)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程考慮,如火車進(jìn)站剎車滑行;逆看車行方向考慮時(shí)就把原來(lái)的一個(gè)勻減速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為一個(gè)初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng).
5.充分利用v-t圖象.利用圖象斜率、截距、圖線與t軸間面積所對(duì)應(yīng)的物理意義,結(jié)合幾何關(guān)系,提取出形象的思維信息,從而幫助解題.
二、追及相遇問(wèn)題
現(xiàn)實(shí)生活中經(jīng)常會(huì)發(fā)生追及(如警察抓匪徒)、相遇或避免碰撞(如兩車在同一直線上相向或同向運(yùn)動(dòng)時(shí))的問(wèn)題.我們現(xiàn)在就利用物理學(xué)知識(shí)探究警察能否抓住匪徒、兩車能否相遇或避免相撞.
討論交流:1.解追及、相遇問(wèn)題的思路
(1)根據(jù)對(duì)兩物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析,畫出兩物體運(yùn)動(dòng)的示意圖.
(2)根據(jù)兩物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),分別列出兩個(gè)物體的位移方程,注意要將兩物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系反映在方程中.
(3)由運(yùn)動(dòng)示意圖找出兩物體位移間的關(guān)聯(lián)方程,這是關(guān)鍵.
(4)聯(lián)立方程求解,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單分析.
2.分析追及、相遇問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
(1)分析問(wèn)題時(shí),一定要注意抓住一個(gè)條件兩個(gè)關(guān)系,一個(gè)條件是兩物體速度相等時(shí)滿足的臨界條件,如兩物體的距離是最大還是最小,是否恰好追上等.兩個(gè)關(guān)系是時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系,時(shí)間關(guān)系是指兩物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間是否相等,兩物體是同時(shí)運(yùn)動(dòng)還是一先一后等;而位移關(guān)系是指兩物體同地運(yùn)動(dòng)還是一前一后運(yùn)動(dòng)等,其中通過(guò)畫運(yùn)動(dòng)示意圖找到兩物體間的位移關(guān)系是解題的突破口,因此在學(xué)習(xí)中一定要養(yǎng)成畫草圖分析問(wèn)題的良好習(xí)慣,對(duì)幫助我們理解題意,啟迪思維大有裨益.
(2)若被追趕的物體做勻減速運(yùn)動(dòng),一定要注意,追上前該物體是否停止運(yùn)動(dòng).
(3)仔細(xì)審題,注意抓住題目中的關(guān)鍵字眼,充分挖掘題目中的隱含條件,如“剛好”“恰巧”“最多”“至少”等,往往對(duì)應(yīng)一個(gè)臨界狀態(tài),滿足相應(yīng)的臨界條件.
3.解決追及相遇問(wèn)題的方法
大致分為兩種方法:一是物理分析法,即通過(guò)對(duì)物理情景和物理過(guò)程的分析,找到臨界狀態(tài)和臨界條件,然后列出方程求解;二是數(shù)學(xué)方法,因?yàn)樵趧蜃兯龠\(yùn)動(dòng)的位移表達(dá)式中有時(shí)間的二次方我們可列出位移方程,利用二次函數(shù)求極值的方法求解,有時(shí)也可借助v-t圖象進(jìn)行分析.
點(diǎn)評(píng):通過(guò)該交流討論,學(xué)生可在教師的引導(dǎo)下尋找解決實(shí)際問(wèn)題的思路與方法,以及解決問(wèn)題時(shí)的注意事項(xiàng),這樣可加快學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握,為自主地解決問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).
例2一輛汽車以3m/s2的加速度開始啟動(dòng)的瞬間,一輛以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)的自行車恰好從汽車的旁邊通過(guò).求:
(1)汽車在追上自行車前多長(zhǎng)時(shí)間與自行車相距最遠(yuǎn)?此時(shí)的距離是多少?汽車的瞬時(shí)速度是多大?
(2)汽車經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間追上自行車?追上自行車時(shí)汽車的瞬時(shí)速度是多大?
(3)作出此過(guò)程汽車和自行車的速度—時(shí)間圖象.
解法一:(物理分析法)
分析:解決追及問(wèn)題的關(guān)鍵是找出兩物體運(yùn)動(dòng)中物理量之間的關(guān)系.當(dāng)汽車速度與自行車速度相等時(shí),兩者之間的距離最大;當(dāng)汽車追上自行車時(shí),兩者的位移相等.
(1)令v汽=v自,即at=v自,代入數(shù)值3t=6得t=2s
Δx=x自-x汽=v首t-at2=(6×2-×3×4)m=6m.
(2)x汽=x自,即at2=v自t,得t=s=s=4s
v汽=at=3×4m/s=12m/s.
(3)見解法二.
解法二:(1)如圖2-4-4所示,設(shè)汽車在追趕自行車的過(guò)程中與自行車的距離為Δx,根據(jù)題意:
圖2-4-4
Δx=x2-x1=v-t-at2=6t-×3t2=(t-2)2+6
可見Δx是時(shí)間的一元二次函數(shù),根據(jù)相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)作出的函數(shù)圖象如圖2-4-5所示.顯然當(dāng)t=2s時(shí)汽車與自行車相距最遠(yuǎn),最大距離Δxm=6m.此時(shí)汽車的速度為:
圖2-4-5
v2=at=3×2m/s=6m/s.
(2)汽車追上自行車,即Δx=0
∴(t-2)2+6=0
解得:t=4s
此時(shí)汽車的速度為v4=at=3×4m/s=12m/s.
(3)圖象如圖2-4-6所示.
圖2-4-6
點(diǎn)評(píng):通過(guò)利用兩種方法求解此題,可使學(xué)生體會(huì)兩種方法的優(yōu)、缺點(diǎn).法一邏輯思維性強(qiáng),需要研究運(yùn)動(dòng)過(guò)程的細(xì)節(jié),雖比較麻煩,但可提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力;法二是把數(shù)學(xué)方程與物理過(guò)程相結(jié)合,把數(shù)學(xué)結(jié)果與物理意義相結(jié)合,充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)方法在解決物理問(wèn)題中的意義和作用.但數(shù)學(xué)方法解出的答案需要檢驗(yàn)其結(jié)果是否符合實(shí)際情況.
課堂訓(xùn)練
1.在平直公路上,一輛自行車與同方向行駛的汽車同時(shí)經(jīng)過(guò)某點(diǎn),它們的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系是自行車:s1=6t,汽車:s2=10tt2,由此可知:
(1)經(jīng)過(guò)_________時(shí)間,自行車追上汽車.
(2)自行車追上汽車時(shí),汽車的速度為_________.
(3)自行車追上汽車的過(guò)程中,兩者間的最大距離為_________.
解析:(1)由方程可知,自行車以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),汽車做初速度為10m/s,加速度為0.5m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),自行車若要追上汽車,則位移相同,即
6t=10tt2
t=16s.
(2)vt=v0+at=(10-×16)m/s=2m/s.
(3)當(dāng)自行車與汽車速度相等時(shí),兩者相距最遠(yuǎn).
vt=v0+at′=6m/s
10-t′=6m/s
t′=8s
Δs=10t′-t′2-6t′=16m
此題也可用數(shù)學(xué)方法解決.
Δs=10t-t2-6t=-t2+4t.
將二次函數(shù)配方,可得
Δs=-(t-8)2+16.
可見當(dāng)t=8s時(shí),Δs有最大值為16m.
當(dāng)Δs=0,即-t2+4t=0時(shí),
t=16s
此時(shí)兩者相遇,vt=v0-at=2m/s.
答案:(1)16s(2)2m/s(3)16m
2.如圖2-4-7所示,處于平直軌道上的甲、乙兩物體相距x,同時(shí)同向開始運(yùn)動(dòng),甲以初速度v1,加速度a1做勻加速直線運(yùn)動(dòng),乙以初速度為零,加速度a2做勻加速直線運(yùn)動(dòng),下述情況可能發(fā)生的是(假定甲能從乙旁邊通過(guò)互不影響)()
A.a1=a2能相遇一次B.a1>a2能相遇二次
C.a1<a2可能相遇一次D.a1<a2可能相遇二次
圖2-4-7
分析:本題屬相遇問(wèn)題,求解方法可以用公式(代數(shù)法),分別列出甲、乙的位移方程及相遇時(shí)的位移關(guān)系方程,再聯(lián)立求解、討論.也可以用圖象法(幾何法),結(jié)合v-t圖象分析,這種方法很直觀,尤其是本題只需進(jìn)行定性判斷,用圖象法能迅速求解.
解法一:公式法
設(shè)經(jīng)時(shí)間t,甲、乙相遇,時(shí)間t內(nèi)甲、乙位移分別為:
x1=v1t+a1t2①
x2=a2t2②
相遇時(shí)位移滿足x1=x2+x③
由①②③解得(a1-a2)t2+2v1t-2x=0④
①當(dāng)a1=a2時(shí),④變?yōu)橐辉淮畏匠?,t有一解t=,即表示甲、乙只相遇一次.
②當(dāng)a1≠a2時(shí),④為關(guān)于時(shí)間t的一元二次方程,由求根公式得
t=
當(dāng)a1>a2時(shí),t的兩個(gè)根中一正一負(fù),合理解為t>0,故只有一個(gè)解,即只能相遇一次.
當(dāng)a1<a2時(shí),t=
這時(shí)解的情況比較復(fù)雜.若Δ=4v12+8(a2-a1)x<0,方程無(wú)解,即表示不可能相遇.若Δ=0,t有唯一解且t>0,表示相遇一次;若Δ>0,方程有兩解,可能兩根一正一負(fù),取合理解t>0,故只能相遇一次;也可能兩根均為正,表示相遇兩次.
根據(jù)以上分析,本題選A、C、D.
解法二:圖象法
圖2-4-8
我們畫出滿足題給條件的v-t圖象.如圖2-4-8所示圖a對(duì)應(yīng)a1=a2的情況,兩條圖線平行,兩物體僅在t=t1時(shí)相遇一次.圖中陰影部分面積為x.
圖b對(duì)應(yīng)a1>a2的情況,兩物體僅在t=t2時(shí)相遇一次.
圖c對(duì)應(yīng)a1<a2的情況,若在兩條圖線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻t3兩物體相遇,則僅相遇一次,圖中陰影部分面積為x,若圖中陰影面積小于x,則甲、乙不可能相遇.若圖中陰影部分面積大于x,則可能相遇兩次.
如圖d,在t4和t4″兩個(gè)時(shí)刻相遇.圖中四邊形ABCD的面積等于x,在0——t4時(shí)間內(nèi),甲在后,乙在前,v甲>v乙,甲追趕乙,距離逐漸減小,在t4時(shí)刻甲、乙相遇,在t4——t4′時(shí)間內(nèi),甲在前,乙在后,甲將乙拉得越來(lái)越遠(yuǎn).t4′——t4″時(shí)間內(nèi),甲在前,乙在后,v乙>v甲,乙追甲,距離逐漸減小.到t4″時(shí)刻甲、乙再次相遇.當(dāng)t>t4″后,乙在前,甲在后,v乙>v甲,兩者距離一直變大,不可能再相遇.圖中S△BCE為從第一次相遇后,甲把乙拉開的距離,S△FCD為從t4′起乙追上甲的距離.顯然,S△BCE=S△FCD.
答案:ACD
課堂小結(jié)
本節(jié)課我們利用前兩節(jié)速度時(shí)間關(guān)系,位移時(shí)間關(guān)系推導(dǎo)出了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系.要求同學(xué)們能熟練運(yùn)用此公式求解問(wèn)題.之后共同總結(jié)了如何應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解實(shí)際問(wèn)題,這是本節(jié)課的重點(diǎn),接著探究了追及、相遇問(wèn)題.重點(diǎn)介紹了處理追及相遇問(wèn)題的兩種方法:物理分析法、數(shù)學(xué)方法.
布置作業(yè)
1.教材第40頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”第1、2題.
2.利用兩個(gè)基本公式進(jìn)行有關(guān)推導(dǎo),體會(huì)各個(gè)公式解決問(wèn)題的優(yōu)、缺點(diǎn).
板書設(shè)計(jì)
4勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系
一、位移與速度關(guān)系的推導(dǎo):
二、位移與速度的關(guān)系:v2-v02=2ax
三、追及相遇問(wèn)題
活動(dòng)與探究
課題:將一個(gè)物體以某一初速度v0豎直向上拋出,拋出的物體只受重力作用,這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)就是豎直上拋運(yùn)動(dòng).豎直上拋運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g,方向豎直向下,豎直上拋運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng).
根據(jù)所學(xué)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的有關(guān)知識(shí),探究豎直上拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,以及豎直上拋運(yùn)動(dòng)的處理方法.
探究結(jié)論:1.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律
速度公式:vt=v0-gt
位移公式:h=v0t-gt2
速度位移關(guān)系:vt2-v02=-2gh.
2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的處理方法
整個(gè)豎直上拋運(yùn)動(dòng)分為上升和下降兩個(gè)階段,但其本質(zhì)是加速度恒為g的完整的勻變速運(yùn)動(dòng),所以處理時(shí)可采用兩種方法:
(1)分段法:上升過(guò)程是a=-g,vt=0的勻變速直線運(yùn)動(dòng),下落階段是自由落體運(yùn)動(dòng).
(2)整體法:將全過(guò)程看作是初速為v0、加速度是-g的勻變速直線運(yùn)動(dòng),上述三個(gè)基本規(guī)律直接用于全過(guò)程.但必須注意方程的矢量性.習(xí)慣上取v0的方向?yàn)檎较?,則vt>0時(shí)正在上升,vt<0時(shí)正在下降,h為正時(shí)物體在拋出點(diǎn)的上方,h為負(fù)時(shí)物體在拋出點(diǎn)的下方.
習(xí)題詳解
1.解答:設(shè)初速度為v0,且其方向?yàn)檎较?已知:a=-5m/s2,x=22.5m,vt=0
由公式v2-v02=2ax,代入數(shù)值0-v02=2×(-5)×22.5
得v0=15m/s=54km/h.
2.解答:此題信息較多,關(guān)鍵是分清物體參與了哪個(gè)過(guò)程,從而提取解題的有用信息.
在最后勻減速階段,v0=10m/s,x=1.2m,v=0,求a.
由公式v2-v02=2ax,得a==m/s2=m/s2.
3.解答:設(shè)靠自身的發(fā)動(dòng)機(jī)起飛需要跑道的長(zhǎng)度為x.
由v2-v02=2ax得x==m=500m>100m
故不能靠自身的發(fā)動(dòng)機(jī)從艦上起飛.
由v2-v02=2ax得v02=v2-2ax
代入數(shù)值v02=(2500-2×5×100)m2/s2=1500m2/s2
得v0=m/s.
設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)
由于反映勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律很多,因此對(duì)同一個(gè)具體問(wèn)題往往有許多解法,但不同的解法繁簡(jiǎn)程度不一樣,那么怎樣才能恰當(dāng)?shù)亍㈧`活地選用有關(guān)公式,比較簡(jiǎn)捷地解題呢?本教學(xué)設(shè)計(jì)就是圍繞這一問(wèn)題展開探究的.
先推導(dǎo)出了位移—速度關(guān)系.然后與同學(xué)們合作探究出解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的思路、注意點(diǎn)、常用的方法等.接著又通過(guò)追及、相遇問(wèn)題對(duì)這些思路、方法進(jìn)一步加強(qiáng).引導(dǎo)學(xué)生對(duì)一道題不妨多用幾種解法,并比較各種解法的優(yōu)劣,多做這種訓(xùn)練,靈活應(yīng)用公式解決實(shí)際問(wèn)題的能力必定會(huì)提高.
高一物理《速度快慢的描述——加速度》教案
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開展,教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案,做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢?小編特地為大家精心收集和整理了“高一物理《速度快慢的描述——加速度》教案”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
高一物理《速度快慢的描述——加速度》教案
教學(xué)內(nèi)容分析:
加速度是聯(lián)系動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁,機(jī)械振動(dòng)、電磁場(chǎng)、能量守恒、動(dòng)量定理等內(nèi)容都涉及到。利用一節(jié)課的時(shí)間把它講清講透是不可能的事,使學(xué)生心理上自動(dòng)接受并運(yùn)用,這是循序漸進(jìn)的過(guò)程,所以把平均加速度和瞬時(shí)加速度一筆帶過(guò),和速度時(shí)間圖像都留到第二課時(shí)處理。
教學(xué)目標(biāo):
1.知道物體的速度變化是有快慢之分的,理解加速度的含義及物理意義。
2.知道加速度單位的符號(hào)和讀法,會(huì)用公式a=ΔV∕Δt來(lái)解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。
教學(xué)重點(diǎn):
知道加速度單位的符號(hào)和讀法,會(huì)用公式a=ΔV∕Δt來(lái)解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。
教學(xué)難點(diǎn):
知道勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a與速度v方向相同;勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a與初速度v0方向相反.
教學(xué)方法:
講授法
導(dǎo)言設(shè)計(jì):
同學(xué)們?yōu)槭裁崔I車能在很短的時(shí)間內(nèi)從很慢的速度變到很快的速度,而火車卻需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能完成提速呢?
教學(xué)過(guò)程
教師行為
學(xué)生行為
設(shè)計(jì)意圖
討論:
1、什么叫勻速直線運(yùn)動(dòng)?請(qǐng)舉兩個(gè)實(shí)例(提問(wèn))
2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)?(提問(wèn))
二、展示課件,深入討論
1、展示課件:兩物體(如汽車)同時(shí)勻加速起動(dòng)情況.
第一個(gè):5秒內(nèi)速度由0增到10m/s,后勻速.
第二個(gè):2s內(nèi)速度由0增到6m/s后勻速.
1、提問(wèn)討論:
(1)兩物體最終速度哪個(gè)大?
(2)一秒末時(shí)哪個(gè)速度大?
(3)第1s內(nèi),第2s內(nèi),兩物體速度變化各多大?
(4)兩物體,哪個(gè)啟動(dòng)性能更好?哪個(gè)速度改變得快?
(5)怎樣能描述出速度改變的快慢?
2、看書29頁(yè)第一自然段,及第二自然段,討論:
(1)加速度是描述什么的物理量?
(2)加速度的定義式如何?公式中各個(gè)量的含義是什么?如:a,v,v0,t,v0-vt,v0-vt/t的含義?
(3)計(jì)算一下課件中所給兩物體的加速度大?。ň毩?xí))
3、看書29頁(yè)第三、四、五自然段,討論:
(1)加速度的單位是什么?
(2)在變速直線運(yùn)動(dòng)中,加速度的方向一定與速度方向相同嗎?請(qǐng)舉例說(shuō)明(引導(dǎo)學(xué)生各舉一勻加速和勻減速的實(shí)例)
(3)負(fù)五米每二次方秒比-兩米每二次方秒的加速度小,對(duì)嗎?
(4)如何從v-t圖像中求物體的加速度?
和同學(xué)一起討論:
①有可能出現(xiàn)速度大,加速度小的情況呢?
②有可能出現(xiàn)速度變化量小,而加速度大的情況嗎?
③有可能出現(xiàn)加速度方向與速度變化量方向相反的情況嗎?
④有可能出現(xiàn)加速度增大,而速度減小的情況嗎?
4、閱讀30頁(yè)上部分內(nèi)容討論:
(1)速度越大,加速度越大對(duì)嗎?舉例說(shuō)明(如課件1情況)
(2)速度變化越大,加速度越大,對(duì)嗎?舉例說(shuō)明.
(3)速度變化越快,加速度越大,對(duì)嗎?
(4)速度變化率越大,加速度越大,對(duì)嗎?
(5)有沒(méi)有速度很大,而加速度很小的情況?
(展示課件:飛機(jī)水平勻速飛行)
(6)有沒(méi)有速度很小,而加速度很大的情況?
分析討論:
①火車40s秒內(nèi)速度的改變量是多少,方向與初速度方向什么關(guān)系?
②汽車2s內(nèi)速度的改變量是多少?方向與其初速度方向有何關(guān)系?
③兩物體的運(yùn)動(dòng)加速度分別為多少?方向如何呢?
強(qiáng)調(diào):加速度的正、負(fù)號(hào)只表示其方向,而不表示其大小。
在直線運(yùn)動(dòng)中,如果速度增加,加速度的方向與速度的方向相同;如果速度減小,加速度的方向與速度的方向相反。
①勻加速直線運(yùn)動(dòng):V〉V0,△V為正值,2016級(jí)物理班陳森旺,加速度教案2016級(jí)物理班陳森旺,加速度教案,2016級(jí)物理班陳森旺,加速度教案與V0方向一致。
②勻減速直線運(yùn)動(dòng):V〈V0,△V為負(fù)值,2016級(jí)物理班陳森旺,加速度教案2016級(jí)物理班陳森旺,加速度教案,2016級(jí)物理班陳森旺,加速度教案與V0方向相反。
2.加速度和速度的區(qū)別:
①它們具有不同的含義:加速度描述的是的快慢,速度描述的是的快慢.加速度的大小由速度變化的大小和發(fā)生這一變化所用時(shí)間共同決定,而與速度本身以及速度變化多少無(wú)必然聯(lián)系。
②速度大,加速度不一定大;加速度大,速度不一定大;速度變化量大,加速度不一定大。加速度為零,速度可以不為零;速度為零,加速度可以不為零。
板書設(shè)計(jì)
速度快慢的描述——加速度
1、定義:是速度變化量與發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的比值
2、表達(dá)式:a=v/t
3、方向:矢量
4、單位符號(hào):米每二次方秒
高一物理加速度
5速度變化快慢的描述——加速度
整體設(shè)計(jì)
加速度是力學(xué)教學(xué)的重要概念,也是高一年級(jí)物理課中較難懂的概念.在學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)中,與加速度有關(guān)的現(xiàn)象不多,這就給學(xué)習(xí)加速度概念帶來(lái)困難.教材先列舉轎車和旅客列車的加速過(guò)程,讓學(xué)生討論它們速度的快慢以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí).教材還展示飛機(jī)的起飛過(guò)程,要求學(xué)生從具體問(wèn)題中了解“速度快”“速度變化大”“速度變化快”的含義不同,并且又在旁批中指出“物體運(yùn)動(dòng)的快慢”與“運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢”不同.在此基礎(chǔ)上,通過(guò)飛機(jī)起飛和炮彈射出過(guò)程的具體數(shù)字運(yùn)算引出平均加速度,進(jìn)而說(shuō)明瞬時(shí)加速度.同時(shí)指出了加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)中加速度與速度方向的關(guān)系.通過(guò)瞬時(shí)加速度得出直線運(yùn)動(dòng)的這一物理運(yùn)動(dòng)模型.在學(xué)習(xí)加速度概念后,又通過(guò)上節(jié)課學(xué)習(xí)的速度時(shí)間圖象進(jìn)一步說(shuō)明怎樣在圖象中找到加速度,讓學(xué)生通過(guò)速度時(shí)間圖象加深對(duì)加速度概念的認(rèn)識(shí)和對(duì)圖象的理解,是對(duì)圖象認(rèn)識(shí)的深化和提高.變化率是生活中的常用概念,教材在“科學(xué)漫步”欄目中深入、細(xì)致地介紹了一般情況下的變化率,有助于學(xué)生理解速度是位置的變化率,加速度是速度的變化率.
要想正確理解加速度的物理意義,掌握加速度的定義公式,學(xué)生必須具有較高的抽象思維能力.可是,學(xué)生首次碰到加速度概念時(shí)是剛剛考入高中不久,不少學(xué)生抽象思維能力不高,難以理解加速度的意義和定義公式.為了降低難度,現(xiàn)行教材均把勻變速直線運(yùn)動(dòng)和加速度合為一節(jié),只限于討論勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的加速度,只研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度定義、公式、意義、單位、方向.沒(méi)有研究加速度的測(cè)量方法,沒(méi)有討論加速度的合成與分解,沒(méi)有涉及加速度的成因,只在以后各章節(jié)中才把加速度的概念逐步擴(kuò)充到一般變速運(yùn)動(dòng)中的瞬時(shí)加速度.因此,在確定加速度教學(xué)目標(biāo)時(shí),應(yīng)該注意教材處理的這一實(shí)際情況,逐步到位,不能一步到位.否則,教學(xué)目標(biāo)制定過(guò)高,學(xué)習(xí)難度太大,不僅不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),影響教學(xué)效率的提高,而且易于在學(xué)生中產(chǎn)生物理難學(xué)的心里障礙,對(duì)今后的物理學(xué)習(xí)也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響.當(dāng)然,也不能把教學(xué)目標(biāo)制定得太低,這是不利于物理課堂教學(xué)效率提高的.
教學(xué)重點(diǎn)
1.加速度概念的建立和加速度與勻變速直線運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.
2.加速度是速度的變化率,它描述速度變化的快慢和方向.
教學(xué)難點(diǎn)
1.理解加速度的概念,樹立變化率的思想.
2.區(qū)分速度、速度的變化量及速度的變化率.
3.利用圖象分析加速度的相關(guān)問(wèn)題.
時(shí)間安排
2課時(shí)
三維目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.知道加速度的物理意義.
2.掌握其定義公式和單位.
3.知道加速度的方向與速度變化量方向一致.
4.區(qū)別加速度、速度、速度變化量.
過(guò)程與方法
1.通過(guò)比值定義法,進(jìn)一步了解加速度的物理意義.
2.通過(guò)對(duì)速度變化快慢描述的探索過(guò)程,體會(huì)一個(gè)量的變化與變化快慢的區(qū)別.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.本節(jié)在物體運(yùn)動(dòng)快慢的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出速度變化快慢的問(wèn)題.
2.通過(guò)探索用比值定義法得出加速度的概念,感悟到探索問(wèn)題解決問(wèn)題的興趣和學(xué)無(wú)止境的觀點(diǎn).
3.激發(fā)探索科學(xué)的興趣和毅力.
課前準(zhǔn)備
1.多媒體課件.
2.帶滑輪的長(zhǎng)木板、小車及砝碼等.
3.課前讓學(xué)生觀察生活中的一些速度變化的例子.
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入新課
復(fù)習(xí)導(dǎo)入
教師通過(guò)課件展示圖1-5-1兩幅vt圖象,供同學(xué)們交流討論,并設(shè)疑對(duì)比思考.指導(dǎo)學(xué)生對(duì)兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象認(rèn)真觀察,找出速度隨時(shí)間的變化規(guī)律.
圖1-5-1
學(xué)生歸納總結(jié)出:甲圖中,物體的速度每秒變化5m/s.
乙圖中,物體的速度每5s變化5m/s.
引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)速度的變化有快有慢,我們今天學(xué)習(xí)的加速度這一概念就是用來(lái)描述速度變化快慢的物理量,很自然地引出本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容.
問(wèn)題導(dǎo)入
普通的小汽車和高檔跑車的速度都能達(dá)到200km/h,但它們從靜止到具有這一速度所經(jīng)歷的時(shí)間不同,高檔跑車經(jīng)歷的時(shí)間要遠(yuǎn)小于普通的小汽車.哪個(gè)速度的變化快呢?速度變化的快慢是衡量汽車檔次的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn).這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)描述速度變化快慢的物理量——加速度.
影片導(dǎo)入
利用課件視頻資源,依次大屏幕播放下列影片片斷:
萬(wàn)噸貨輪起航,10s內(nèi)速度增加到0.2m/s火箭發(fā)射時(shí),10s內(nèi)速度能增到約102m/s
以8m/s的速度行駛的汽車在急剎車時(shí)2.5s內(nèi)能停下來(lái)
以8m/s的速度飛行的蜻蜓能在0.7s內(nèi)停下來(lái)
圖1-5-2
在以上片斷中,各物體的速度都發(fā)生了變化,你怎樣才能比較速度隨時(shí)間變化的快慢呢?
推進(jìn)新課
一、加速度
利用多媒體投影播放賽車、高速列車、自行車、運(yùn)動(dòng)員等錄像,提出問(wèn)題,讓學(xué)生思考討論.誰(shuí)的速度“增加”得快?如何來(lái)表示增加的快慢?
課件展示:依次展示三個(gè)速度表格,分析比較速度改變的快慢.
表一:
時(shí)刻/s051015
甲v/(ms-1)20253035
乙v/(ms-1)10305070
丙v/(ms-1)35302520
丁v/(ms-1)5035205
交流討論:若物體在所用時(shí)間一樣的情況下,速度改變大的物體速度改變得快.
點(diǎn)評(píng):讓學(xué)生從最簡(jiǎn)單的例子入手,先比較相同時(shí)間內(nèi)的速度改變量,為不同時(shí)間不同改變量作知識(shí)鋪墊.從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,從特殊到一般,正是物理學(xué)探究規(guī)律的順序.
表二:
初速度(km/h)末速度(km/h)所用時(shí)間(s)
轎車啟動(dòng)20507
5噸貨車啟動(dòng)205038
10噸貨車啟動(dòng)205050
學(xué)生認(rèn)知觀察表中數(shù)據(jù)并交流討論,若在速度改變相同的情況下,可以比較時(shí)間的長(zhǎng)短,所用時(shí)間越短,速度改變得越快.
教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù),提高學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)表來(lái)概括總結(jié)規(guī)律的分析能力.
教師設(shè)疑:若如下表所示,既無(wú)法用第一種方法,又無(wú)法用第三種方法比較,怎樣比較它們速度變化的快慢?認(rèn)真觀察表三,通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這四個(gè)物體哪個(gè)速度改變得快.
表三:
初速度(m/s)末速度(m/s)所用時(shí)間(s)
A自行車下坡/
材料二:死亡加速度
西方交通管理部門為了交通安全,特制定了死亡加速度500g(取g=10m/s2)這一數(shù)值,以醒世人.意思是如果行車加速度超過(guò)此值,將有生命危險(xiǎn).那么大的加速度,一般情況下車輛是達(dá)不到的.但如果發(fā)生交通事故時(shí),將會(huì)達(dá)到這一數(shù)值.因?yàn)?,一般車輛碰撞的時(shí)間短,大多為毫秒級(jí).例如,兩輛摩托車時(shí)速20km相向而行發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間為毫秒級(jí),能產(chǎn)生多大加速度?
教師引導(dǎo)學(xué)生類比加速度與位移,有什么共同的地方.引導(dǎo)學(xué)生歸納出加速度既有大小又有方向,是矢量.
說(shuō)明:當(dāng)物體加速時(shí),則Δv=v2-v1>0,時(shí)間Δt是標(biāo)量,加速度a的計(jì)算值為正值,如果以初速度的方向?yàn)檎较颍闯跛俣葀0取正值),a為正值則可表示a的方向與初速度的方向相同,或反過(guò)來(lái)說(shuō),若加速度a與初速度同向時(shí),則這個(gè)直線運(yùn)動(dòng)為加速運(yùn)動(dòng).
當(dāng)物體是減速時(shí),則Δv=v2-v1<0,時(shí)間t是標(biāo)量,加速度a的計(jì)算值為負(fù)值,如果仍以初速度的方向?yàn)檎较颍闯跛俣葀0取正值),a為負(fù)值則可表示a的方向與初速度的方向相反,或反過(guò)來(lái)說(shuō),若加速度a與初速度反向時(shí),則這個(gè)直線運(yùn)動(dòng)為減速運(yùn)動(dòng).
在未學(xué)到“牛頓第二定律”之前,也可以用兩輛汽車以相同的速度變化率做勻加速運(yùn)動(dòng)和勻減速運(yùn)動(dòng),雖然速度變化快慢相同,但速度的變化情況不同,前者速度越來(lái)越大,后者則反之.啟發(fā)學(xué)生思考,只憑速度變化快慢(速度變化率的大?。┎荒芡耆从乘俣茸兓囊?guī)律,從而引出加速度不僅有大小,而且有方向,是矢量.
雖然不必讓學(xué)生從速度變化的方向去判斷加速度的方向,但是應(yīng)該讓學(xué)生知道:物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度的方向跟速度的方向相同;做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度的方向跟速度的方向相反.這是直線運(yùn)動(dòng)中(無(wú)往復(fù)運(yùn)動(dòng))的普遍性結(jié)論.至于加速度的正、負(fù)問(wèn)題,只是在特定的條件下(v0取正值)判斷物體做勻加速還是勻減速運(yùn)動(dòng)的一種方法,這不是實(shí)質(zhì)性的結(jié)論,所以教學(xué)中不必強(qiáng)化.也可類比v=中速度v的方向與位移Δx的方向相同,理解a=中速度a的方向與速度變化量Δv的方向相同.
實(shí)驗(yàn)與探究
通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體會(huì)1m/s2加速度有多大.
實(shí)驗(yàn)器材:高度約為斜面長(zhǎng)度的十分之一的斜面(越光滑越好).
體驗(yàn)方法:把斜面的高度調(diào)節(jié)為斜面長(zhǎng)度的十分之一(向?qū)W生說(shuō)明),讓小球在斜面上滾下(注意觀察速度變化的快慢程度),小球在這個(gè)斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度便大約是1m/s2.它的含義是說(shuō)物體每秒鐘速度的改變量是1m/s.
問(wèn)題探究
問(wèn)題1:“上海磁懸浮列車的最高速度可達(dá)430km/h,它的加速度一定很大”.這一說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?
問(wèn)題2:運(yùn)載火箭在點(diǎn)火后的短時(shí)間內(nèi),速度的變化很小,它的加速度一定很小嗎?
歸納總結(jié):1.不對(duì),當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),盡管速度很大,加速度可以為零.
2.不對(duì),由公式a=可知,加速度等于速度的變化量和時(shí)間的比值,因而加速度是速度對(duì)時(shí)間的變化率.所謂某一個(gè)量對(duì)時(shí)間的變化率,是指單位時(shí)間內(nèi)該量變化的數(shù)值.變化率表示變化的快慢,不表示變化的大小.
加速度和速度的區(qū)別:
1.速度大,加速度不一定大;加速度大,速度不一定大.
2.速度變化量大,加速度不一定大.
3.加速度為零,速度可以不為零;速度為零,加速度可以不為零.
例1做勻加速運(yùn)動(dòng)的火車,在40s內(nèi)速度從10m/s增加到20m/s,求火車加速度的大小.汽車緊急剎車時(shí)做勻減速運(yùn)動(dòng),在2s內(nèi)速度從10m/s減小到零,求汽車的加速度大小.
學(xué)生活動(dòng)并解答.
解析:這是利用公式a=式求解a的題目.火車的初速度、末速度、加速度和加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別用v0、v下標(biāo)t、a和t表示.汽車的初速度、末速度、加速度和剎車的時(shí)間分別用v0′、vt′、a′、t′來(lái)表示.
由于v0=10m/s,vt=20m/s,t=40s,所以火車的加速度a==m/s2=0.25m/s2.
由于v0′=10m/s,vt′=0,t′=2s,所以汽車的加速度
a′===m/s2=-5m/s2.
答案:0.25m/s2-5m/s2
問(wèn)題互動(dòng)
判斷下列說(shuō)法是否正確.
1.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的加速度方向和速度方向總是相同.
錯(cuò).只有做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的加速度方向和速度方向相同.
2.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度變化越大,加速度越大.
錯(cuò).速度變化大,但不知所用時(shí)間的多少.
3.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度變化越快,加速度越大.
對(duì).
師生探究:教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)下列問(wèn)題分組探究.
探究1:某同學(xué)騎著自行車和學(xué)校百米冠軍賽跑.觀察并思考,起跑時(shí)誰(shuí)的加速度比較大些?將觀察結(jié)果與同學(xué)交流一下,得出較一致的結(jié)論.
參考:創(chuàng)造條件,親自觀察,培養(yǎng)有目的的觀察能力;加強(qiáng)交流,善于交流,增強(qiáng)協(xié)作精神.比較方法:相同時(shí)間內(nèi),誰(shuí)的速度變化得快,誰(shuí)的加速度就大.
探究2:小球沿斜面的運(yùn)動(dòng)可近似看成是勻加速直線運(yùn)動(dòng).猜想一下,加速度的大小與哪些因素有關(guān)?(比較加速度的大小時(shí),可通過(guò)觀察小球滾動(dòng)時(shí)速度改變的快慢來(lái)進(jìn)行)
要求:(1)將猜想的結(jié)果互相討論,最后得出共同的猜想.若有條件,可以用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)一下你的猜想.
(2)實(shí)驗(yàn)探究時(shí)要注意加強(qiáng)交流與合作,檢驗(yàn)猜想時(shí)要注意控制變量.
參考:(1)幾種可能猜想:小球的質(zhì)量、斜面的粗糙程度、斜面的傾角、斜面的長(zhǎng)短等(還有什么可能,你自己去猜想,這里給出的只是參考,并不一定是標(biāo)準(zhǔn)答案,要善于通過(guò)討論和交流最后得出正確的答案).
(2)探究時(shí),一定要先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案,注意體會(huì)控制變量法.可保持其他量不變,研究小球質(zhì)量與加速度的關(guān)系;或研究粗糙程度與加速度的關(guān)系;研究?jī)A角與加速度的關(guān)系;研究長(zhǎng)度與加速度的關(guān)系等.
探究3:宇航員要從地球進(jìn)入空間站,可以由航天飛機(jī)來(lái)完成這一任務(wù).航天飛機(jī)在發(fā)射的過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的加速度,最大加速度可以達(dá)到8g(取g=9.8m/s2),高重力加速度對(duì)人的身體會(huì)產(chǎn)生不良作用,甚至可能會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn).譬如,引起身體某些部位充血或缺血,如果大腦缺血,便會(huì)失去視覺和知覺.類似實(shí)驗(yàn)表明,人體的姿勢(shì)與所能承受的加速度有關(guān):當(dāng)人的身體與加速度的方向垂直時(shí),人可以經(jīng)受15g的加速度達(dá)幾分鐘之久,而當(dāng)人的身體順著加速度方向時(shí),最多只能經(jīng)受6g的加速度.
根據(jù)上述信息,回答下列問(wèn)題:
我國(guó)航天英雄楊利偉乘“神舟”五號(hào)升入太空和返回地面的過(guò)程,采取什么姿勢(shì)
(站、坐、躺)較好?身體與加速度方向什么關(guān)系?
答案:躺倒垂直
二、從v-t圖象看加速度
教師指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察課本中的v-t圖象,并思考:速度—時(shí)間圖象描述了什么問(wèn)題?怎樣建立速度—時(shí)間圖象?
教師引導(dǎo),學(xué)生討論后回答.學(xué)生在沒(méi)有學(xué)習(xí)斜率概念前,可以用陡度的“平緩”或“陡”來(lái)表述.
學(xué)生總結(jié)歸納:a直線的傾斜程度更厲害,也就是更陡些,而b相對(duì)較平緩.所以,a的速度變化快,即a的加速度大,b的速度變化慢,加速度小.
知識(shí)小結(jié):速度—時(shí)間圖象是描述速度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象,它以時(shí)間軸為橫軸,以縱軸為速度軸,在坐標(biāo)系中將不同時(shí)刻的速度以坐標(biāo)的形式描點(diǎn),然后連線,就畫出了速度—時(shí)間圖象.
我們可以從直線上任意選擇間隔較大的兩點(diǎn)來(lái)找到這兩個(gè)點(diǎn)間的速度變化量Δv,時(shí)間間隔Δt.
這樣就可以定量求加速度了,用加速度的定義式a=就行了.
課堂訓(xùn)練
如圖1-5-3是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象,從圖上求出各段的速度變化及加速度.
圖1-5-3
解析:速度的變化量等于變化后的速度減變化前的速度,即Δv=v-v0.速度的變化量也是矢量,正值表示速度增加,負(fù)值表示速度減小或反向.由圖可知:v0=0,va=4m/s,vb=4m/s,vc=0.
所以O(shè)A段的速度變化量為ΔvAO=va-vO=4m/s
加速度為a下標(biāo)AO==m/s2=2m/s2
AB段的速度變化量為ΔvBA=vb-va=0
加速度為aBA=0
BC段的速度變化量為ΔvCB=vc-vb=-4m/s
加速度為aCB==m/s2=-4m/s2.
答案:OA段的速度變化為4m/s,加速度為2m/s2;AB段的速度變化為0,加速度也為0;BC段的速度變化為-4m/s,加速度為-4m/s2.
課堂小結(jié)
本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了加速度的概念及其特性,注意加速度是矢量及這里的“加”并不是“增加”的意思,它反映的是速度變化快慢的程度.
加速度是速度的變化與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值.也就是速度對(duì)時(shí)間的變化率,在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化.它描述的是速度變化的快慢和變化的方向.加速度的大小由速度變化的大小和發(fā)生這一變化所用時(shí)間的多少共同決定,與速度本身的大小以及速度變化的大小無(wú)必然聯(lián)系.加速度大表示速度變化快,并不表示速度大,也不表示速度變化大.加速度是矢量,它的方向就是速度變化量Δv的方向,與速度方向無(wú)必然聯(lián)系.加速度是狀態(tài)量,與時(shí)刻(或位置)相對(duì)應(yīng).
可以從速度時(shí)間圖象中傾斜直線的陡緩定性看出加速度的大小,也可以從圖象中定量求出加速度的大小.
布置作業(yè)
1.教材第29頁(yè)“問(wèn)題與練習(xí)”第2、3題.
2.閱讀教材“科學(xué)漫步”關(guān)于變化率的知識(shí),加深加速度概念的理解.
板書設(shè)計(jì)
5速度變化快慢的描述——加速度
速度表示運(yùn)動(dòng)的快慢v
速度與改變表示速度的變化Δv=vt-v0
加速度表示速度變化的快慢
定義速度的變化量跟發(fā)生這一改變所用時(shí)間的比值
公式a=
單位m/s2
矢量性方向與速度變化的方向相同
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)加速度恒定
速度圖象速度隨時(shí)間變化的關(guān)系從傾斜直線的斜率可以求出加速度
活動(dòng)與探究
課題:從日常生活中搜集必要的材料,做一個(gè)加速度計(jì).
步驟學(xué)生活動(dòng)教師指導(dǎo)目的
1上網(wǎng)或到圖書館查閱相關(guān)資料,收集材料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案介紹相關(guān)資料和參考材料1.讓學(xué)生從制作過(guò)程中體驗(yàn)加速度在生活中的應(yīng)用2.培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力
2根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作解答學(xué)生提出的具體問(wèn)題
3相互交流活動(dòng)的感受,寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)優(yōu)秀成果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、展覽
參考資料
如圖1-5-4所示,取一根細(xì)線,在其一端拴一泡沫塑料塊(或小木塊),另一端則固定在大可樂(lè)瓶的瓶蓋上,在瓶中灌滿水,旋緊瓶蓋后使瓶倒置,就做成了一個(gè)加速度計(jì).
圖1-5-4
1.把瓶抱在手中,當(dāng)你站立不動(dòng)、勻速、加速和減速運(yùn)動(dòng)時(shí),注意觀察泡沫塑料塊和線有何變化.
2.當(dāng)你乘坐公交車時(shí),注意觀察汽車行駛、啟動(dòng)、剎車以及轉(zhuǎn)彎時(shí),泡沫塑料塊和線有何變化.
3.當(dāng)你以不同的加速度加速運(yùn)動(dòng)時(shí),注意觀察泡沫塑料塊和線有何變化.
習(xí)題詳解
1.解答:100km/h=27.8m/s
aa=m/s2=2.46m/s2
ab=m/s2=2.11m/s2
ac=m/s2=1.79m/s2
2.解答:A.汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí).
B.列車啟動(dòng)慢慢到達(dá)最大速度50m/s,速度變化量較大,但加速時(shí)間較長(zhǎng),如經(jīng)過(guò)2min,則加速度為0.42m/s2,比汽車啟動(dòng)時(shí)的加速度小.
C.汽車向西行駛,汽車減速時(shí)加速度方向向東.
D.汽車啟動(dòng)加速到達(dá)最大速度的過(guò)程中,后一階段加速度比前一階段小,但速度卻比前一階段大.
3.解答:A的斜率最大,加速度最大.
aa=0.63m/s2,ab=0.083m/s2,ac=-0.25m/s2
aa、ab與速度方向相同,ac與速度方向相反.
4.解答:滑塊通過(guò)第一個(gè)光電門的速度v1=cm/s=10cm/s
滑塊通過(guò)第二個(gè)光電門的速度v2=cm/s=27cm/s
滑塊加速度a==cm/s2=4.8cm/s2.
設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)
加速度是運(yùn)動(dòng)學(xué)中極為抽象的概念.對(duì)于一個(gè)抽象概念,學(xué)生要根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)
、理解和掌握,對(duì)作為速度變化率的加速度,學(xué)生很難利用日常的感覺經(jīng)驗(yàn)來(lái)建立這個(gè)概念.所以本教學(xué)設(shè)計(jì)利用學(xué)生已經(jīng)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的軌跡、路程、位移、快慢、運(yùn)動(dòng)方向有足夠豐富、生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí),類比速度概念的建立,使學(xué)生能夠較容易地理解加速度是描述速度變化快慢的物理量.在概念確立后,教學(xué)設(shè)計(jì)把高級(jí)跑車、死亡加速度作為閱讀材料,加深對(duì)概念的理解.本教學(xué)設(shè)計(jì)幾乎涉及了探究過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié),創(chuàng)設(shè)的情景為夯實(shí)加速度的概念作了有效的鋪墊.