1、第4节匀变速直线运动的速度与位移的关系,(教师参考)一、教学目标知识与技能1.掌握匀变速直线运动的速度位移公式,2.会推导公式v2- =2ax,3.会灵活运用公式解决实际问题过程与方法通过解决实际问题,培养学生灵活运用物理规律解决问题和分析问题的能力情感态度与价值观通过教学活动使学生获得成功的喜悦,培养学生全面参与物理学习活动的兴趣,提高学习的自信心,二、教学重点难点教学重点速度与位移的关系式的理解教学难点匀变速直线运动公式的实际应用,三、重难点突破方略速度与位移关系式的突破方略问题1:匀变速直线运动速度时间关系式与位移时间关系式是怎样的?学生:v=v0+at,x=v0t+ at2,教师讲授:
2、在速度与位移关系式中,除t外,所有物理量皆为矢量,在解题时要确定一个正方向,常选初速度的方向为正方向,其余矢量依据其与v0方向的相同或相反,分别代入“+”“-”号,如果某个量是待求的,可先假定为“+”,最后根据结果的“+”“-”确定实际方向.,课堂探究,自主学习,达标测评,自主学习 课前预习感悟新知,(教师参考)情境链接一某种类型的飞机起飞滑行时,从静止开始做匀加速运动,加速度大小为4.0 m/s2,飞机速度达到80 m/s时离开地面升空.如果在飞机刚达到起飞速度时,突然接到命令停止起飞,飞行员立即使飞机紧急制动,飞机做匀减速运动,加速度的大小为5.0 m/s2,请你为该类型的飞机设计一条跑道
3、,使在这种特殊的情况下飞机停止起飞而不滑出跑道.那么,设计的跑道至少要多长?,情境链接二位移传感器由三部分组成:位移传感器、数据采集器和计算机,可以测得运动物体的位移、速度、加速度.目前在中学中使用的有两种:一种是超声波脉冲发射和接收装置是分离的,另一种是“雷达”式的超声波脉冲的发射与接收由一个装置实现.位移传感器只能用于测定运动物体运动的位移(距离),数据采集器将得到的位移和时间信息送入计算机,由专门设计的软件处理这些数据,并描绘出位移时间图像.测物体运动的速度和加速度的原理是什么?,信息根据位移时间图像在各时刻的斜率得出该时刻的瞬时速度,再描绘出不同时刻的速度时间图像,并能显示出某时刻瞬时
4、速度、某段时间内平均速度的值.根据速度时间图像在各时刻的斜率得出该时刻的加速度,并能描绘出加速度时间图像.,教材梳理,1.公式:v2- = .,2.推导速度公式v= .位移公式x= .可得到速度和位移的关系式:v2- = .,2ax,v0+at,v0t+ at2,2ax,答案:不是,因为公式v2- =2ax是由速度公式和位移公式推导而来的.,1.匀变速直线运动中位移增大时速度一定增大.()2.匀加速直线运动中速度的二次方v2一定与位移x成正比.()3.公式v2- =2ax只适用于匀变速直线运动.()4.初速度越大,匀变速直线运动物体的位移一定越大.()5.匀变速直线运动的位移与初速度、加速度、
5、末速度三个因素有关.(),思考判断,答案:1.2.3.4.5.,要点一,课堂探究 核心导学要点探究,【问题导学】,速度位移公式的理解及应用,如图为辽宁舰上3个起飞点示意图,1,2号位置为短距起飞点,起飞线长105米;3号位置为远距起飞点,起飞线长195米.如果歼15战机起飞速度为50 m/s,起飞时航母静止不动,且不使用弹射系统,则战机由3号起飞点起飞的加速度至少是多少?(设跑道水平),【要点归纳】 对公式v2- =2ax的理解1.公式的矢量性一般先规定初速度v0的方向为正方向.(1)物体做加速运动时,a取正值,做减速运动时,a取负值.,(2)位移x0,说明物体通过的位移方向与初速度方向相同;
6、x0,说明位移的方向与初速度的方向相反.2.适用范围匀变速直线运动.3.特例(1)当v0=0时,v2=2ax.(初速度为零的匀加速直线运动),(2)当v=0时,- =2ax.(末速度为零的匀减速直线运动,如刹车问题),【例1】 (2017保定月考)自然界时刻发生着你死我活的奔跑赛,胆小势弱的羚羊从静止开始奔跑,经过x1=50 m的距离能加速到最大速度v1=25 m/s,并能维持该速度一段较长的时间;猎豹从开始奔跑,经过x2=60 m的距离能加速到最大速度v2=30 m/s,以后只能维持这个速度t0=4.0 s,接着做加速度大小为a=2.5 m/s2的匀减速运动直到停止.设猎豹距离羚羊x时开始攻
7、击,羚羊则在猎豹开始攻击后t=0.5 s才开始奔跑,假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动,且均沿同一直线奔跑.则:(1)猎豹要在其加速阶段追上羚羊,x值应在什么范围?(2)猎豹要在其减速前追到羚羊,x值应在什么范围?,审题指导,(2)设猎豹在减速前追到羚羊,总时间为t8.0 s由t2=t1可知,当猎豹进入匀速运动过程0.5 s后,羚羊将做匀速运动.所以,当猎豹追到羚羊时,羚羊早已在做匀速运动,只是匀速运动的时间比猎豹少了0.5 s,则有x2+v2t0x1+x+v1(t0-t)解得x42.5 m即21.7 mx42.5 m.,答案:(1)x21.7 m(2)21.7 mx42.5 m,规律方
8、法,公式v2- =2ax的应用,(1)当物体做匀变速直线运动时,如果不涉及时间一般用速度位移公式较方便.(2)刹车问题由于末速度为零,应用此公式往往较方便.,(教师备用)例1-1:一货车严重超载后的总质量为49 t,以54 km/h的速率匀速行驶.发现红灯时司机刹车,货车立即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5 m/s2(不超载时则为5 m/s2).(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?,答案:(1)45 m22.5 m,(2)若超载货车刹车时正前方25 m处停着总质量为1 t的轿车,两车将发生碰撞,求相撞时货车的速度.,答案:(2)10 m/s,针对训练1
9、:(2017安庆高一检测)一隧道限速108 km/h.一列火车长100 m,以144 km/h的速度行驶,驶至距隧道200 m处开始做匀减速运动,以不高于限速的速度匀速通过隧道.若隧道长500 m.求:(1)火车做匀减速运动的最小加速度的大小;,答案:(1)1.75 m/s2,答案:(2)20 s,(2)火车全部通过隧道的最短时间.,要点二,【问题导学】1.在匀变速直线运动中,若已知v0,v,t,欲求x,用哪一个公式求解比较方便?,答案:因为已知量和待求量中均没有加速度a,所以应用不涉及加速度的公式x= t可直接求出x.,匀变速直线运动常用公式的比较及应用技巧,2.在匀变速直线运动中,若已知v
10、0,a,t,用哪个公式求x方便?,答案:因已知量和待求量中均没有末速度v,所以用x=v0t+ at2求解方便.,(教师备用)【要点归纳】 1.常用公式的分析,2.常用公式的三点说明(1)表中四个公式共涉及匀变速直线运动的初速度v0、末速度v、加速度a、位移x和时间t五个物理量,这五个物理量中前四个都是矢量,应用时要规定统一的正方向(通常取v0方向为正方向),并注意各物理量的正负.(2)灵活选用公式,已知五个量中任意三个可求另外两个.(3)速度公式和位移公式是两个基本公式,利用这两个公式可求解匀变速直线运动的所有问题,而灵活选用其他公式可在某些具体问题中大大简化解题过程.,【例2】 如图所示,为
11、了测定一辆电动汽车的加速性能,研究人员驾驶汽车沿平直公路从O点处由静止启动,依次经过A,B,C三处标杆.已知A,B间的距离为l1,B,C间的距离为l2.测得汽车通过AB段与BC段所用的时间均为t,将汽车的运动过程视为匀加速行驶.求O点与标杆A的距离.,审题图示,规律方法,解决匀变速直线运动问题的“一画,二选,三注”,(教师备用)例2-1:一滑雪运动员从85 m长的山坡上匀加速滑下,初速度是1.8 m/s,末速度是5.0 m/s,滑雪运动员通过这段斜坡需要多长时间?,答案:25 s,针对训练2:(2017江苏泰州中学期末)一质点做匀加速直线运动中,速度变化v时发生位移x1,紧接着速度变化同样的v
12、时发生位移x2,则该质点的加速度为( ),D,(教师参考)【教材探究】P41公式“v2- =2ax”.在匀变速直线运动中,若已知v0,v,a,是否只能用此公式求位移x.,达标测评 随堂演练检测效果,1.(2017沈阳高一检测)中国引进的空客A380大型客机在最大载重量的状态下起飞需要滑跑距离约3 000 m,着陆距离大约为2 000 m.设起飞滑跑和着陆时都是做匀变速直线运动,起飞时速度是着陆时速度的1.5倍,则起飞滑跑时间和着陆滑跑时间之比为( )A.32B.11C.12D.21,B,2.(2017深圳高一检测)物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,A,B,C,D是轨迹上的四点,测得AB=2
13、 m,BC=3 m,CD=4 m.且物体通过AB,BC,CD所用时间相等,则OA间的距离为( )A.1 m B.0.5 mC. m D.2 m,C,3.(2017成都高一期末)一旅客在站台8号车厢候车线处候车,若动车一节车厢长25 m,动车进站时可以看做匀减速直线运动.他发现第6节车厢经过他时用了4 s,动车停下时旅客刚好在8号车厢门口(8号车厢最前端),则该动车的加速度大小约为( )A.2 m/s2 B.1 m/s2C.0.5 m/s2 D.0.2 m/s2,C,4.(2017上海奉贤学业检测)物体以4 m/s的速度从斜面底端D点上滑做匀减速直线运动,途经A,B两点,已知物体在A点时的速度是B点时速度的2倍,由B点再经过0.5秒物体滑到顶点C点时速度恰好为0,已知AB=0.75 m.求:(1)物体在斜面上做匀减速直线运动的加速度的大小;(2)物体从底端D点滑到B点的位移.,解析:(1)由于物体到C点时速度为0,物体沿斜面上滑的运动可看做从C点由静止开始的匀加速运动,BC过程中有vB=a0.5 sBA过程中有(2vB)2- =a1.5 s可得a=2 m/s2,vB=1 m/s.,答案:(1)2 m/s2,方向平行于斜面向下(2)3.75 m,方向平行于斜面向上,(教师参考),课堂小结,谢谢观赏！,
