学习目标:
1.知道匀变速直线运动的基本规律。
2.掌握位移公式及它的推导,会应用公式分析计算有关问题。
3. 灵活运用速度公式和位移公式进行有关运动学问题的计算。
学习重点:
1. 推导和理解匀变速直线运动的位移公式。
2. 匀变速直线运动速度公式和位移公式的运用。
学习难点: 匀变速直线运动位移公式及速度公式的应用。
知识链接:
1、匀速直线运动的特征是 ,位移公式是 。
2、匀变直线运动的特征是 。速度公式是 。
学习过程:
一、探究匀速直线运动的v-t图象
[提示]一个物理图象能够直观地反映出两个物理量之间的关系,即该图象的物理意义。研究和运用物理图象主要有三个问题:首先是要弄清图象的物理意义,其次是分析图象的斜率表示什么,还要研究一下图线所对应的面积是否有物理意义。
1.探究:匀速直线运动的v-t图象对应的面积是否有物理意义?
问题:这个面积的大小等于什么 ,这个面积可以表示什么
二、匀变速直线运动的位移
2.问题:我们已经知道匀变速直线运动的速度与时间的关系: ,这个表达式能否利用图象直接获得?
[提示]:初中用以曲代直的方法,估算一段曲线的长度。将复杂的实际问题抽象成一个我们熟悉的简单的物理模型,利用这个模型规律进行近似运算,能得到接近真实值的估算结果。这是物理思想方法之一。
3.问题:对于匀变速直线运动,我们是否也可以在一定条件下,将其作为匀速直线运动来研究?
4.问题:一个物体以10m/s的初速度做匀加速直线运动,加速度大小为 2m/s2,求经过4s后的运动位移。(结合v-t图象来分析)
5.探究1取⊿t的初速度为匀速运动的速度。
探究1-1:若将运动分成等时的两段,即⊿t=2s内为匀速运动。位移是 。
探究1-2:将运动分成四等段,即⊿t=1s内为匀速运动。位移是 。
探究1-3:若将运动分成八段,即⊿t=0。5s内为匀速运动。位移是 。
总结:这样算出的结果将比真实值大还是小? 哪一个结果更接近?
探究2取⊿t的末速度为匀速运动的速度。
探究2-1:若将运动分成等时的两段,即⊿t=2s内为匀速运动。位移是 。
探究2-2:将运动分成四等段,即⊿t=1s内为匀速运动。位移是 。
探究2-3:若将运动分成八段,即⊿t=0。5s内为匀速运动。位移是 。
总结:这样算出的结果将比真实值大还是小? 哪一个结果更接近?
探究3取⊿t的中点速度为匀速运动的速度。
探究3-1:若将运动分成等时的两段,即⊿t=2s内为匀速运动。位移是 。
探究3-2:将运动分成四等段,即⊿t=1s内为匀速运动。位移是 。
探究3-3:若将运动分成八段,即⊿t=0。5s内为匀速运动。位移是 。
总结:这样算出的结果将比真实值大还是小? 哪一个结果更接近?
探究总结:
匀变速直线运动的v-t图象与时间轴所围成的 表示位移。
6.计算面积,推导出位移公式(以v0 , a,t表示).
7.在匀变速直线运动中平均速度v=(V0+Vt)/2,你也能推导出来吗?
思考:
若已知匀变速位移公式,我们可以从公式中了解哪些物理量?
8.【例题】一质点做匀变速运动,初速度为4m/s,加速度为2m/s2,第一秒内发生的位移是多少?
9.【例题】一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了12s,行程180m,汽车开始加速前的速度是多少?
10.【例题】一架飞机着陆时的速度为60m/s,滑行20s停下,它滑行的距离是多少
11.【小试牛刀】一辆汽车以lO m/s的速度匀速前进,制动后,加速度为2.5m/s2,问:3s后的位移、10s后的位移。
注意:目前已学过的矢量有v0、a、s、vt,对这些物理量的符号选取应遵循以下原则:规定v0方向为正方向,若与v0方向相同取正值,相反取负值。所求矢量为正表示与v0方向相同为负表示与v0方向相反。
当堂达标:
1.匀变速直线运动中,加速度a、初速度VO、末速度Vt、时间t、位移x之间关系正确的是( )
A. B.x=V0t
C. D.x=(V0+Vt)t/2
2.汽车在平直的公路上以20m/s的速度行驶,当汽车以5m/s2的加速度刹车时,刹车2s内与刹车6S内的位移之比为( )
A.1:l B.3:4 C.3:l D.4:3
3.一个作匀加速直线运动的物体,其位移和时间的关系是x=18t-6t2,则它的速度为零的时刻为( )
A. 1.5s B.3s C.6s D.18s
4.初速度为零的匀变速直线运动,第一秒、第二秒、第三秒的位移之比为 ( )
A.1:2:3 B.1:2:4 C.1:3:5 D.1:4:9
5.以下叙述正确的是( )
A.匀加速直线运动中,加速度一定与速度同向
B.匀减速直线运动中,加速度一定与速度反向
C.匀加速直线运动的加速度一定大于匀减速直线运动加速度
D.-5m/s2一定大于+3 m/s2
6.由静止开始作匀变速直线运动的物体,笫4s内平均速度为14m/s,则它在第3s内的位移是_________m,第4s末的速度是_______m/s,它通过第三个2m所需时间为__________s。
7.某飞机的起飞速度是60m/s,在跑道上可能产生的最大加速度为4 m/s2,该飞机从静止到起飞成功需要跑道的最小长度为___________。
8. 某市规定:卡车在市区内行驶速度不得超过40km/h,一次一辆市区路面紧急刹车后,经1.5s停止,量得刹车痕迹S=9m,问这车是否违章行驶?
9.一辆汽车,以36km/h的速度匀速行驶lOs,然后以lm/s2的加速度匀加速行驶10s,汽车在这20s内的位移是多大?平均速度是多大?汽车在加速的10s内平均速度是多大?
10.做匀加速直线运动的物体,速度从v增加到2v时通过的距离是30m,则当速度从3v增加到4v时,求物体通过的距离是多大?
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