6. 匀变速直线运动位移与时间的关系优秀教学设计内容

第二章第三节匀变速直线运动的位移与时间的关系（一）

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及其应用

3、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用

4、理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移

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、理解匀变速直线运动的位移及其应用

2、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用

★教学难点

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内运动的位移

2、微元法推导位移公式。

★教学方法

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xv0t★教学用具：坐标纸，铅笔

★课时安排：2课时（第一课时）

★教学过程

一、引入新课

教师活动：直接提出问题学生解答，培养学生应用所学知识解答问题的能力和语言概括表述能力。

122at，v2v02ax的理解和应用。

2

这节课我们研究匀变速直线运动的位移与时间的关系，（投影）提出问题：取运动的初始时刻的位置为坐标原点，同学们写出匀速直线运动的物体在时间t内的位移与时间的关系式，并说明理由

学生活动：学生思考，写公式并回答：x=vt。理由是：速度是定值，位移与时间成正比。

教师活动：（投影）提出下一个问题：同学们在坐标纸上作出匀速直线运动的v－t图象，猜想一下，能否在v－t图象中表示出作匀速直线运动的物体在时间t内的位移呢？

学生活动：学生作图并思考讨论。不一定或能。结论：位移vt就是图线与t轴所夹的矩形面积。

点评：培养学生从多角度解答问题的能力以及物理规律和数学图象相结合的能力

教师活动：讨论了匀速直线运动的位移可用v－t图象中所夹的面积来表示的方法，匀变速直线运动的位移在v－t图象中是不是也有类似的关系，下面我们就来学习匀速直线运动的位移和时间的关系。

二、进行新课

1、匀变速直线运动的位移

教师活动：（1）培养学生联想的能力和探究问题大胆猜想，假设的能力

（2）（投影）启发引导，进一步提出问题，但不进行回答：对于匀变速直线运动的位移与它的v-t图象是不是也有类似的关系？

学生活动：学生思考。

教师活动：我们先不讨论是否有上述关系，我们先一起来讨论课本上的“思考与讨论”。

学生活动：学生阅读思考，分组讨论并回答各自见解。最后得出结论：学生A的计算中，时间间隔越小计算出的误差就越小，越接近真值。

点评：培养以微元法的思想分析问题的能力和敢于提出与别人不同见解发表自己看法的勇气。培养学生勤钻细研分析总结得出物理规律的品质。

这种分析方法是把过程先微分后再累加（积分）的定积分思想来解决问题的方法，在以后的学习中经常用到。比如：一条直线可看作由一个个的点子组成，一条曲线可看作由一条条的小线段组成。

教师活动：（投影）提出问题：我们掌握了这种定积分分析问题的思想，下面同学们在坐标纸上作初速度为v0的匀变速直线运动的v-t图象，分析一下图线与t轴所夹的面积是不是也表示匀变速直线运动在时间t内的位移呢？

学生活动：学生作v-t图象，自我思考解答，分组讨论。

点评：培养学生用定积分的思想分析v-t图象中所夹面积表示物体运动位移的能力。

教师活动：（投影）学生作的v-t图解，让学生分析讲解。

（如果学生分析不出结论，让学生参看课本图23-2，然后进行讨论分析。）

学生活动：根据图解分析讲解，得出结论：v-t图象中，图线与t轴所夹的面积，表示在t时间内物体做匀变速直线运动的位移。

点评：培养学生分析问题的逻辑思维，语言表达，概括归纳问题的能力。

2、推导匀变速直线运动的位移－时间公式

教师活动：（投影）进一步提出问题：根据同学们的结论利用课本图2.3-2（丁图）能否推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式？

学生活动：学生分析推导，写出过程：

1(OCAB)OA

21所以x(v0v)t

2S面积又vv0at

解得xv0t12at

212at就2点评：培养学生利用数学图象和物理知识推导物理规律的能力

教师活动：（投影）展示学生推导过程并集体评价后教师说明：公式xv0t是表示匀变速直线运动的位移与时间关系的公式。

教师活动：（投影）进一步把问题进行扩展：位移与时间的关系也可以用图象表示，这种图象叫做位移-时间图象，即x-t图象。运用初中数学中学到的一次函数和二次函数知识，你能画出匀变速直线运动xv0ta是常数）

学生活动：学生在坐标纸上作x-t图象。

点评：培养学生把数学课的知识在物理课中应用，体会物理与数学的密切关系，培养学生做关系式图象的处理技巧。

教师活动：（投影）展示学生画的草图，让学生分析作图的过程。

学生活动：学生分析讲解。

点评：培养学生结合数学图象和物理知识分析问题的能力和语言概括表述能力。

12at的x-t图象吗？（v0，2

教师活动：（投影）进一步提出问题：如果一位同学问：“我们研究的是直线运动，为什么画出来的x-t图象不是直线？”你应该怎样向他解释？

学生活动：学生思考讨论，回答问题：

位移图象描述的是位移随时间的变化规律，而直线运动是实际运动。

点评：培养学生结合数学方法和物理规律辨析问题的能力。

3、对匀变速直线运动的位移－时间公式的应用

教师活动：（投影）例题（P42）：引导学生阅读题目，进行分析。

学生活动：在老师的引导下，在练习本上写出解答过程。

教师活动：（投影）学生的解答，进行适当点评。

三、课堂总结、点评

本节重点学习了对匀变速直线运动的位移－时间公式xv0t12at的推导，并学习了2运用该公式解决实际问题。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方向相同时，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，与正方向相同的代人正值，与正方向相反的物理量应代入负值。

四、实例探究

☆公式的基本应用（xv0t12at）

2［例1］

火车沿平直铁轨匀加速前进，通过某一路标时的速度为10.8km／h，L。1min后变成

54km／h，再经一段时间，火车的速度达到

64 .8km／h。求所述过程中，火车的位移是多少？

分析：火车一直作匀加速运动，其位移可由多种不同方法求解。

解法1：

整个过程的平均速度v时间t=75s v1v231821m/s 2222175787.5m 212解法2：

由xv0tat得

212位移x3750.275787.5m 2则火车位移xvt点拨①运动学公式较多，故同一个题目往往有不同求解方法；②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15m／s。，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=15m／s，a = -2m／s2，分析知车运动

7 .5s就会停下，在后

2 .5s内，车停止不动。

解：设车实际运动时间为t，v t=0，a= - 2m／s2

由vv0at知

运动时间t

v01517.5s所以车的位移xv0tat256.25m 2a2第二章第三节匀变速直线运动的位移与时间的关系（二）

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及其应用

3、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用

4、理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移

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、理解匀变速直线运动的位移及其应用

2、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用

★教学难点

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内运动的位移

2、微元法推导位移公式。

★教学方法

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xv0t★教学用具：坐标纸，铅笔

★课时安排：2课时（第二课时）

122at，v2v02ax的理解和应用。

2

★教学过程

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xv0t运动的位移与速度的关系。

12at。这节课我们继续探究匀变速直线2

二、进行新课

1、匀变速直线运动的位移与速度的关系

教师活动：教师陈述：我们分别学习了匀变速直线运动的位移与时间的关系，速度与时间的关系，有时还要知道物体的位移与速度的关系，请同学们做下面的问题：

“射击时，火药在枪筒中燃烧，燃气膨胀，推动弹头加速运动。我们把子弹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=5*103m/s2，枪筒长x=0.64m，计算子弹射出枪口时的速度。并推出物体的位移与速度的关系式。

2学生活动：学生做题并推导出物体的位移与速度的关系：v2v02ax

点评：培养学生在解答题目时简化问题的能力和推导能力；在解答匀变速直线运动的问2题时，如果已知量和未知量都不涉及时间，应用公式

v2v02ax求解，往往会使问题变得简单，方便。

教师总结：vv0at

①xv0t122at

②

v2v02ax③是解答匀2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。

教师活动：投影课堂练习（见“实例探究”），适当加入学生的讨论。

学生活动：学生完成课堂练习。

点评：在应用中加深对规律的理解。

三、课堂总结、点评

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，vv0at

①xv0t122at

②

v2v02ax③，这是解答匀变速直线运动规律的三个重要公2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方向相同时，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，与正方向相同的代人正值，与正方向相反的物理量应代入负值。

四、实例探究

☆公式的基本应用（xv0t12at）

2［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。

11xat2102(1)621222解法1：由xv0tat得v020

m/s 2t6所以，汽车开始减速时的速度是20m/s 解法2：

整个过程的平均速度v又vv0vtat，而vtv0at，得vv0

22x102at1617

m/s，解得v0v1720

m/s t622所以，汽车开始减速时的速度是20m/s 点拨：①运动学公式较多，故同一个题目往往有不同求解方法；②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15m／s。，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=15m／s，a = -2m／s2，分析知车运动

7 .5s就会停下，在后

2 .5s内，车停止不动。

解：设车实际运动时间为t，v t=0，a= - 2m／s2

由vv0at知

运动时间tv0157.5s a2说明刹车后7 .5s汽车停止运动。

由vv02ax得

2v2v0152所以车的位移x56.25m 2a2(2)22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。

解法1：设最高速度为vm，由题意，可得方程组

x1212a1t1vmt2a2t2

tt1t2

22vma1t1

0vma2t2

整理得vm2x2505m/s t20解法2：用平均速度公式求解。

匀加速阶段和匀减速阶段平均速度相等，都等于vmv，故全过程的平均速度等于m，22由平均速度公式得vmx2x2505m/s ＝，解得vmtt202可见，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。

解法3：应用图象法，做出运动全过程的v-t图象，如图所示，。v-t图线与t轴围成三角形的面积与位移等值，故

xvmt2x2505m/s ，所以vmt202