教学目标:
1.知道什么是速度—时间图像,以及如何用图像来表示速度和时间的关系。
2.知道匀速直线运动和匀变速运动的v-t图像的物理意义。
3.知道什么是匀变速运动和非匀变速运动。
教学重点:
速度—时间图像的速度与时间的变化规律,使学生在图像的基础上掌握匀变速直线运动的规律。
教学难点:
位移图像和速度图像的区别。
教学方法:
类比法、讨论法。
教学步骤:
一、导入新课
复习“位移—时间”图像。
某物体运动的位移-时间图像如图所示,设问:线段OA,AB表示物体的位移速度时间如何变化,物体做什么运动,其直线的斜率表示什么?
学生回答:OA段,位移S随时间不断增大,是过原点的直线,作匀速直线运动,其斜率表示速度的大小。AB段,位移s不断减小,减小到O在负方向位移又不断增大,说明物体的运动方向与OA段的运动方向相反,其斜率为负,表示物体沿负方向运动。
归纳总结:
1.在位移—时间图像中可直接得到位移的大小、正负的变化。
2.在某一段时间里的直线斜率的大小即物体运动的速度,斜率为正,说明物体沿正方向运动;斜率为负,说明物体沿负方向运动。
二、新课教学
1.匀速直线运动的速度—时间图像。
前面我们认识了位移—时间图像,我们这节课来认识一副新面孔:速度—时间图像,同学们根据前面的学习,类比推理回答如下问题:(1)如何建立关于速度—时间的坐标轴?
(2)同学们把书合上,当一物体以v=2m/s的速度匀速前进,作出它的v—t图像(学生板演)。
(3)从图像中能获取什么物理信息?
从速度—时间图像这个叫法看,是速度与时间的关系图像,以t轴为横轴,v轴为纵轴,建立坐标系。而匀速直线运动的速度v不随时间变化,只能是与t轴平行的直线。
从图像中可获得:
(1)速度的大小、方向。
(2)从s=vt可获得:边长为v和t所围成的矩形的面积,就是物体在时间t内的位移。(即图中的斜线阴影部分)
2.匀变速直线运动的v—t图像。
一个物体做的运动具有这样的特点,同学们仔细分析所给数据,回答以下问题:
时刻t/s速度v/km·h-1
020
531
1040
1549
问题(1)从出示的数据同学们可看出什么规律?
(2)根据数据作出v—t图像。
在误差允许的范围内,物体每隔5s,速度增加约10km/h,也就是每隔相同的时间间隔,速度的改变量相等。
师:对,这就是匀变速直线运动,同学们根据这个特点给其下一定义。
生甲:速度改变均匀的运动。
生乙:速度随时间而均匀地增加。
板书:在变速直线运动中,如果在相等的时间内速度的改变相等,这种运动叫作匀变速直线运动。
学生用描点法作出v-t图像如下:
回答:速度—时间图像是一条倾斜的直线,无论从图表中,还是从图像中都可以看出,速度随时间均匀地增加。
师总结:对,这就是匀加速直线运动。
板书:在匀变速直线运动中,它的速度随时间而均匀增加,这就叫匀加速直线运动。
学生们再看这个图像(出示投影片),v随时间如何变化?
学生回答:速度随时间而均匀地减小。
师:对,这就是匀减速直线运动。
板书:在匀变速直线运动中,它的速度随时间而均匀地减小,这就叫匀减速直线运动。
提问:同学们仔细观察图像(匀变速直线运动的v—t图像),从图像中可获取什么物理信息?
引导回答:可以直接从图像中读出某时刻对应的瞬时速度,还可以看出在某段时间内速度变化的量。
归纳:从匀变速直线运动的v—t图像中可以获取:(出示投影片)
(1)某时刻的瞬时速度。
(2)某段时间内的速度的变化量。
(3)速度的变化量是正值,还是负值。是正值的话,说明△v与v方向相同,是负值的话,说明△v与v方向相反。
在变速直线运动中,速度不一定是均匀变化的,这种运动是非匀变速直线运动。在日常生活中,很多物体的运动接近匀变速,通常作为匀变速来处理。比如:发射炮弹在炮筒里的运动,石块从高处自由下落等等。
3.匀变速直线运动的v—t图像与匀速直线运动中的s—t图像的区别。例:(出示投影片)
请同学看图,据图分析甲、乙两图中物体在这60s内的运动情况。
点评:图像的形状完全一样,但所包含的物理意义却不同。要分析清物体的运动情况,首先要看图像中横纵坐标所表示的物理量,根据图像中的图线找到物理量间的关系,从而再确定它的运动状态。
4.例题精讲:(出示投影片)
如图为一物体作匀变速直线运动的速度图像,根据图线作出以下几个判定,正确的是
A物体始终沿正方向运动
B物体先沿负方向运动,在t=2s后开始沿正方向运动。
分析:从图像中直接可看出v的正与负,速度为负,表示与规定的正方向相反,速度为正,表示与规定正方向一致。且正负只表示方向,而不表示其大小。
在0~2s时里,速度越来越小(在负方向上),2s时速度为0,在0~2s内物体做匀减速运动;2~4s内物体沿正方向匀加速运动,(t=4s时,v=20m/s)所以选B.
5.巩固性练习课本P282题
三、小结
1.什么是速度—时间图像;
2.知道匀速直线运动和匀变速直线运动的v—t图像的物理意义;3.能区分匀速运动中的s—t图像以及匀变速直线运动的v—t图像。
四、作业
课本P28练习四1题
补充:
从图像中判断物体做什么运动。