高中物理《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系》 學(xué)案3
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111 2.3 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系(學(xué)案) 張成進(jìn) 江蘇徐州睢寧魏集中學(xué) 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 知道什么是位移—時(shí)間圖像,以及如何用圖像表示位移和時(shí)間的關(guān)系。 2. 知道在v-t圖象如何求出物體的位移。 3. 理解勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象和位移—時(shí)間圖象。 4. 理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度—時(shí)間圖象和其位移—時(shí)間圖象。 二、課前預(yù)習(xí) 1、勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象的特點(diǎn)是 ;位移—時(shí)間圖象的特點(diǎn)是 。 2、物體的位移可以用速度—圖象中 來表示。 3、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式是 ; 。 4、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖象的特點(diǎn)是 。 三、典型例題 問題1:一物體做勻加速度直線運(yùn)動(dòng),0時(shí)刻的速度=2m/s,加速度=2m/s2,求物體1秒內(nèi)的位移、2秒內(nèi)的位移。 問題2:汽車在平直公路上以10m/s的速度向正東方向勻速直線運(yùn)動(dòng),求1秒內(nèi)的位移、2秒內(nèi)的位移。 例1:分別求出“問題1”中物體1秒內(nèi)、2秒內(nèi)、3秒內(nèi)、4秒內(nèi)、5秒內(nèi)的位移并作出位移—時(shí)間圖象。 例2、一輛汽車在平直公路上從靜止開始以2m/s2的加速度勻加速啟動(dòng),求4S初至5S末這段時(shí)間內(nèi)汽車的位移。 例3、某做直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系為,S與t單位分別是m,s。求該質(zhì)點(diǎn)的初速度和加速度。 例4、一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12S,駛過180m。汽車開始加速時(shí)的速度是多少? 例5、以18m/s的速度行駛的汽車,制動(dòng)后做勻減速運(yùn)動(dòng),在3S內(nèi)前進(jìn)36m,求汽車的加速度。 例6、如圖所示為一物體運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象,下列判斷正確的是( AB ) 3 2 1 -1 -2 -3 1 2 3 4 t/s v/ms-1 A.物體的初速度為3m/s B.物體的加速度大小為1.5m/s2 C.2s末物體位于出發(fā)點(diǎn) D.前2秒的加速度與后兩2秒的加速度方向相反 三、鞏固練習(xí) 1. 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),運(yùn)動(dòng)了t時(shí)間,下列說法正確的是( ) A. 它的初速度越大,通過的位移一定越大 B. 它的加速度越大,通過的位移一定越大 C. 它的末速度越大,通過的位移一定越大 D. 它的平均速度越大,通過的位移一定越大 2. 一輛汽車以72km/h的速度行駛,因故剎車并最終停止運(yùn)動(dòng)。已知a大小為5m/s2,則從開始剎車經(jīng)過5S時(shí),汽車通過的位移是多少? 3. 自行車以4m/s的初速度勻減速上一個(gè)斜坡,a大小為0.2m/s2,斜坡長(zhǎng)20m,則通過斜坡需要多少時(shí)間? t(s) v(m/s) 0 5 5 4 3 2 1 -5 4. 一質(zhì)點(diǎn)從0時(shí)刻開始由原點(diǎn)出發(fā)沿直線運(yùn)動(dòng),其速度—時(shí)間圖象如圖所示,則該質(zhì)點(diǎn)( ) A. t=1s時(shí)離原點(diǎn)最遠(yuǎn) B. t=2s時(shí)離原點(diǎn)最遠(yuǎn) C. t=3s時(shí)回到原點(diǎn) D. t=4s時(shí)回到原點(diǎn),路程為10m A B C 5. 一輛汽車在筆直的公路上做勻變速直線運(yùn)動(dòng),該公路每隔15m設(shè)置一個(gè)路標(biāo),如圖,汽車通過AB兩相鄰路標(biāo)用時(shí)2s,通過BC兩路標(biāo)用時(shí)3s,求汽車通過ABC三路標(biāo)時(shí)的速度。 6. 速度、加速度的測(cè)量通常比位移的測(cè)量要復(fù)雜些,而有的時(shí)候我們只需比較兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度,并不需要知道加速度的大小,例如比較兩輛汽車的加速性能就是這樣。如果已知兩個(gè)物體在相同時(shí)間內(nèi)從靜止開始運(yùn)動(dòng)的位移之比,怎樣根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律由此求出它們的加速度之比。 標(biāo)準(zhǔn)答案 該學(xué)案可以結(jié)合與之配套的教案(一種非常適合學(xué)生自學(xué)的詳細(xì)教案,模擬真實(shí)的課堂教學(xué)情境,力爭(zhēng)無坡度引入)使用,例題答案見教案。 1. D 從勻變速運(yùn)動(dòng)速度公式和可知位移均由三個(gè)物理量共同決定,題設(shè)中時(shí)間是已知的,即使知道了初速度、加速度或末速度其中一個(gè)量,還是只有兩個(gè)已知量,無法確定位移s,所以ABC均錯(cuò)。根據(jù)公式可知時(shí)間已知的情況下,平均速度越大,位移越大。 2. 40m 又是剎車問題,千萬不能莽撞地將已知量代入公式就進(jìn)行計(jì)算,解題前一定要搞清楚,汽車從剎車開始要多長(zhǎng)時(shí)間能停下來。如果汽車5秒就停下來了,題目要你求剎車后10秒位移,你若直接將數(shù)據(jù)代入,結(jié)果當(dāng)然是錯(cuò)誤的,為什么錯(cuò)了,因?yàn)槲覀兯鶎W(xué)的公式均只適用于勻變速運(yùn)動(dòng),使用公式的前提就是你選擇研究的這段過程一定要?jiǎng)蜃兯伲?秒停下來,就只有5秒是勻變速,如果要求10秒內(nèi)位移,因?yàn)?0秒內(nèi)不全是勻變速,前5秒勻減速,后5秒是靜止,既然整個(gè)不是勻變速則不能對(duì)整個(gè)過程用公式。 該題中初速度為72km/h=20m/s,加速度為5m/s2,說明只需要4秒車就停止下來了,那要求5秒內(nèi)位移,我們用公式代入時(shí)只能用4S代入 3. 5.86s 該題許多學(xué)生讀完題后立刻將已知量代入公式。于是有,大部分同學(xué)會(huì)舍去第一個(gè)值而取第二值,至于為什么會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)值卻不知道原因,原因是:對(duì)于物體做勻減速運(yùn)動(dòng),如果對(duì)時(shí)間不加限制,那么物體將會(huì)先勻減速至速度為0再反向加速至速度無窮大。在出發(fā)點(diǎn)至速度為0的點(diǎn)之間任何一個(gè)位移值都對(duì)應(yīng)2個(gè)時(shí)間。如若出發(fā)點(diǎn)至速度為0點(diǎn)間的距離是40m,則物體位移為20m時(shí)對(duì)應(yīng)兩個(gè)時(shí)刻,一個(gè)是勻減速經(jīng)過20m點(diǎn)處;一是反向加速過程中經(jīng)過20m點(diǎn)處。所以該題會(huì)有兩個(gè)解,我們?nèi)〉谝粋€(gè)。 4. D 速度—時(shí)間圖象中函數(shù)圖象包圍的面積表示物體的位移,時(shí)間軸上方的位移為正,下方的位移為負(fù),于是有前4s內(nèi)位移為0,路程是實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,前2秒位移+5m,后2秒位移-5m,總位移為0,但總路程10m。 5. 8.5m/s 6.5m/s 3.5m/s 解題第一步選擇研究過程用公式,該題中可供選擇的有三個(gè)過程:AB、BC、AC,每個(gè)過程單獨(dú)看都是只有兩個(gè)量,從位移公式看最少得知道三個(gè)量才能將該過程其它量解出來。該題肯定是用方程組解,選兩個(gè)過程各得出一個(gè)公式,兩個(gè)公式里只能有兩個(gè)求知數(shù),所以常見的就是選AB、AC兩段 聯(lián)立可解得。 6. 111- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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