匀变速直线运动的位移与速度的关系

必修一 2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系（教案）
一、教材分析
本节的内容是让学生熟练运用匀变速直线运动的位移与速度的关系来解决实际问题.教材先是通过一个例题的求解，利用公式x=v0t+ at2和v=v0+at推导出了位移与速度的关系：v2-v02=2ax.到本节为止匀变速直线运动的速度―时间关系、位移―时间关系、位移―速度关系就都学习了.解题过程中应注意对学生思维的引导，分析物理情景并画出运动示意图，选择合适的公式进行求解，并培养学生规范书写的习惯，解答后注意解题规律.学生解题能力的培养有一个循序渐进的过程，注意选取的题目应由浅入深，不宜太急.对于涉及几段直线运动的问题，比较复杂，引导学生把复杂问题变成两段简单问题来解.
二 教学目标
1知识与技能
（1）理解匀变速直线运动的位移与速度的关系。
（2）掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间的关系，会用公式解决匀变直线运动的实际问题。
（3）提高匀变速直线运动的分析能力，着重物理情景的过程，从而得到一般的学习方法和思维。
（5）培养学生将已学过的数学规律运用到物理当中，将公式、图象及物理意义联系起来加以运用，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
2 过程与方法
利用多媒体课件与课堂学生动手实验相互结合，探究匀变速直线运动规律的应用的方法和思维。
3 情感态度与价值观
既要联系的观点看问题，还要具体问题具体分析。
三、教学重点
1．速度公式、位移公式及位移与速度关系的公式的推导。
2．会运用公式分析、计算。
三、教学重、难点
具体到实际问题当中对物理意义、情景的分析。
四、学情分析
我们的学生属于A 、B、C分班，学生已有的知识和实验水平均有差距。有些学生仅仅对公式的表面理解会做套公式的题，对物理公式的内涵理解不是很透彻，所以讲解时需要详细。
五、教学方法
讲授法、讨论法、问题法、实验法。
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习已学过的两个公式（1）速度公式 （2）位移与时间公式
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一) 预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景引入，展示目标
1．通过下面一道题目，让学生从不同角度，感受一题多解，拓展学生的物理思维。
一辆汽车以20m/s的速度行驶，驾驶员发现前方道路施工，紧急刹车并最终停止。已知汽车刹车过程的加速度大小是5m/s2 ，假设汽车刹车过程是匀减速直线运动，则汽车从开始刹车经过5s所通过的位移是多少？
（利用该题让学生知道：①对匀减速直线运动，若取v0方向为正方向时，则v0>o，a<0。②对汽车刹车过程，在给定的时间内的汽车是否一直在做匀减速直线运动，还需要进行判断。③让学生感受到一题多解――公式法、图象法和逆向思维法。）
2．通过物理情景1的分析，让学生寻找匀变速直线运动中位移与速度的关系。
【情景1】射击时，火药在枪筒中燃烧。燃气膨胀，推动弹头做加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动，假设枪筒长0.64m，子弹的加速度5×105m/s2，我们根据已知条件能否求出子弹射出枪口时的速度？
问题1：能否根据题意，用前面的运动规律解决？
[学生活动]用公式 得出子弹离开枪口时的速度。
（三）合作探究，精讲点拨
问题2：在这个问题中，已知条件和所求的结果都不涉及时间t，它只是一个中间量。能否根据前面学习的运动规律，得到位移x与速度v的关系呢？
[学生活动]用公式 进行推导。（请一位学生板演）
[教师活动]通过以上分析可以看到，如果说问题的已知量和未知量都不涉及时间，利用 求解，往往会使问题变得简单、方便。
[学生活动]用公式 求解上面的问题，并与前面的方法进行比较。
（四 反思总结,当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生理解本节公式.并对所学内容进行简单的反馈纠正。

［例1］ 通过测试得知某型号的卡车在某种路面上急刹车时加速度大小是5m/s2。如果要求它在这种路面上行驶时在22.5m内必须停下，它的行驶速度不能超过多少千米每小时？
[教师活动] 分析问题，用公式 求解问题，并注意匀减速直线运动中加速度取负值。通过板书提醒学生解题规范化。
［例2］ 美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“F-A-15”型战斗机在跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0m/s2，起飞速度为50m/s。若要该飞机滑行100m后起飞，则：
（1）弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？（可保留根号）
（2）假设某航空母舰不装弹射系统，但要求“F-A-15”型战斗机能在它上面正常起飞，则该跑道至少多长？
[教师活动]分析题意，已知条件，求什么物理量，正确选取运动规律。
[学生活动]用公式 求解问题，同时注意具体问题具体分析。
［例3］ 驾驶手册规定具有良好刹车性能的汽车在以80km/h的速率行驶时，可以在56m的距离内刹住；在以48km/h的速率行驶时，可以在24m的距离内刹住。假设对这两种速率，驾驶员的反应时间（在反应时间内驾驶员来不及使用刹车，车速不变）与刹车产生的加速度都相同，则驾驶员的反应时间是多少？
[教师活动]引导学生分析汽车在整个过程中运动规律，如何解决问题。
[学生活动]根据题意的分析，正确选用运动规律求解。
（五）发导学案、布置预习
我们已经学习了运动学的一些公式,了解了运动学的过程，那么若初速度等于零的过程又会怎样呢？在下一节课我们一起来学习一种特殊的匀变速运动__自由落体运动。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析自由落体运动为什么是匀变速运动.并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
九、板书设计
2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系
匀变速直线运动的位移与速度的关系：
十、教学反思
本节课按教学设计基本完成了制定的课程目标，取得较好的效果。第一，教学重点突出，对速度公式、位移公式及位移和速度的关系式注重推导的过程。有效的突破教学难点，具体进行情景的分析。?第二，能以教师为主导，学生为主体用代数方法推导出匀变速直线运动的规律。首先让学生进行讨论、推导，然后师生一起总结，体现了新课标对课堂教学的要求。第三，得到匀变速直线运动规律后提出注意问题，以练习的形式让学生填空取得较好的效果。第四，在匀变速直线运动规律的运用方面注意分析做题的方法、步骤，建议学生解物理题要注意作出示意图，标出已知量，更好地理解题意，再选择公式，让学生养成良好的习惯。第五，让学生尝试一题多解，灵活运用。第六，对几个例题的分析提醒学生注意物体实际运动的过程，让学生再次计算，体会由错到对的过程中得到领悟，然后师生一起总结解题方法，效果较好。树立严谨的学风，既用联系的观点看问题，还要具体问题具体分析。

必修一 2.4 匀变速直线运动的位移与速度的关系（学案）
课前预习学案
一预习目标
1.知道位移速度公式，会用公式解决实际问题。
2.知道匀变速直线运动的其它一些扩展公式。
3.牢牢把握匀变速直线运动的规律，灵活运用各种公式解决实际问题。
二、预习内容
1、匀变速直线运动的位移速度关系是 。
2、匀变速直线运动的平均速度公式有 、 。
3、匀变速直线运动中，连续相等的时间T内的位移之差为 。
4、匀变速直线运动某段时间内中间时刻的瞬时速度等于 。某段过程中间位置的瞬时速度等于 ，两者的大小关系是 。（假设初末速度均已知为 ）
5、物体做初速度为零的匀加速直线运动，则1T秒末、2T秒末、3T秒末……速度之比为 ；前1T秒、前2T秒、前3T秒……位移之比
；第1T秒、第2T秒、第3T秒……位移之比 ；
连续相等的位移所需时间之比 。
三　提出疑惑
1―――――――――――――――――――――――――――――――
2―――――――――――――――――――――――――――――――
课内探究学案
一 学习目标
1 速度公式、位移公式及位移与速度关系的公式的推导。
2 掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间的关系，会用公式解决匀变速直线运动的实际问题。
3重难点
（1）．速度公式、位移公式及位移与速度关系的公式的推导。
（2）会运用公式分析、计算。
（3）具体到实际问题当中对物理意义、情景的分析。
二 学习过程
1 如果加速度小于零，表示什么意义？在你学过的公式中个物理量符号的意义怎样处理？
2对情景1 减速过程位移的求解过程需注意什么？
3 情景1 有几种解法？
4合作探究，精讲点拨
用公式 进行推导，即如果消去时间t会得到什么关系？
得到的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
三 反思总结
对一般的匀变速直线运动涉及的物理量有5个，即vo、vt、t、a、x。一般来说，已知其中的三个物理量就可以求出其余的一个或二个物理量。
（1）不涉及位移x时：
（2）不涉及末速度vt时：
（3）不涉及时间t时：
对于以上三种关系式，只有两个是独立的，在做题时，应正确分析题意，寻找题目给的物理量，选取适当的运动规律解决问题。

四 当堂训练
［例1］ 通过测试得知某型号的卡车在某种路面上急刹车时加速度大小是5m/s2。如果要求它在这种路面上行驶时在22.5m内必须停下，它的行驶速度不能超过多少千米每小时？

［例2］ 美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“F-A-15”型战斗机在跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0m/s2，起飞速度为50m/s。若要该飞机滑行100m后起飞，则：
（1）弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？（可保留根号）
（2）假设某航空母舰不装弹射系统，但要求“F-A-15”型战斗机能在它上面正常起飞，则该跑道至少多长

［例3］ 驾驶手册规定具有良好刹车性能的汽车在以80km/h的速率行驶时，可以在56m的距离内刹住；在以48km/h的速率行驶时，可以在24m的距离内刹住。假设对这两种速率，驾驶员的反应时间（在反应时间内驾驶员来不及使用刹车，车速不变）与刹车产生的加速度都相同，则驾驶员的反应时间是多少？

课后练习与提高

1、某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为5m/s2，所需的起飞速度为50m/s，跑道长100m。通过计算判断，飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置。对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有多大的初速度？

2、汽车从甲地由静止出发，沿直线运动到丙地，乙地在甲丙两地的中点，汽车从甲地匀加速直线运动到乙地，经过乙的速度为60km/h，接着又从乙地匀加速到丙地，到丙地时的速度为120km/h，求汽车从甲地到丙地的平均速度。

3、一个做匀加速直线运动的物体，初速度 =2.0m/s，它在第3秒内通过的位移为4.5m，则它的加速度为多少？

4、一质点做初速度为零的匀加速直线运动，若在第3秒末至第5秒末的位移为40m，则质点在前4秒的位移为多少？

5、观察者站在列车第一节车厢前端一侧的地面上，列车由静止开始匀加速直线运动，测得第一节车厢通过他用了5秒，列车全部通过他用了20秒，则列车一共有几节车厢？（车厢等长且不计车厢间距）

参考答案1、不能、39m/s 据公式 ，初速度不能为零，所以不能靠自身发动机起飞。
2、45km/h 整个过程并不是一个完整的匀加速直线运动，两段过程的加速度并不一样。用 计算即可知，则不能对整个过程用 ，只能用原始定义式 ，甲到乙是匀加速，则由 计算出从甲到乙的时间，同样用此公式可以算出从乙到丙的时间。最后用公式 即可计算出结果45km/h。
3、1m/s2 第3秒位移4.5m/s，据公式 有 则
4、40m/s 由 可得 ，由公式 有
5、16 方法一：根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等位移的时间之比为（ 一节车厢的时间为t0=5秒，则n节总时间为 =20 n=16
方法二、连续相等的时间内位移之比为1：3：5……：(2n-1)，20内共有4个5秒，则连续四个5秒的位移之比为1：3：5：7，则有7+5+3+1=16个单位车厢长度。
方法三：一节车厢长度 ,20秒内总长度 ，有