《匀变速直线运动的速度与位移的规律应用》教学设计
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约4160字。
匀变速直线运动的速度与位移的规律应用
教学目的:(1)掌握匀变速直线运动的速度与位移的规律
(2)熟练应用匀变速直线运动的速度与位移的规律及推论
教学重点和难点:匀变速直线运动的速度与位移的规律及推论的作用
教学内容:
一、速度
1、公式 a= vt=v0+at
反映出做匀变速直线运动的物体的即时速度如何随时间而变化
若v0=0,则vt=at
2、图象(速度-时间图象),见图1。
(1)vt=v0+at:v0、a为定值
t:自变量 vt:因变量
从表达式可知,vt是t的一次函数
(2)截距:v0;斜率:a
图2中,I 和II 两个运动的初速度不同,其中I 的初速度为0,II 的初速度不为零,但是两个运动的加速度相同(a1=a2)。运动II I的初速度也不为0,但是加速度大于I 和II 。
二、位移
1、 公式S=v0t+ at2
反映出做匀变速直线运动的物体的位移如何随时间而变化
若v0=0,则S= at2
2、 2、图象
在匀速直线运动中,可用v-t图线与横轴所包围的面积,求出物体在一段时间内位移的大小。此种方法对匀变速直线运动同样适用。图1中阴影部分面积即为该运动经过时间t1的位移。根据几何关系也可以得到位移公式的证明。
例1、物体以v0冲上斜面(设斜面无限长),到最高点速度为零,图3为物体的运动图象,据图象,
(1)物体做什么运动?
(2)若v0=10m/s,经t1=4s速度减为0,求a=? S1=?
(3)再回到出发点需要多长时间?
分析:
(1)从0——t1物体做匀减速到零,单看回去的运动(t1~t2)是匀加速运动。从总体来看,这样的运动应该叫匀减速运动。判断时,只需看v0与a的方向的关系。
(2)由公式 a= ,可以求出a=-2.5m/s2
S=v0t+ at2=10×4+ (-2.5)×42=20m
(3)物体再回到原位置,位移S=0,
S=0 v0t+ at2=0 t =8s。通过分析,“8s”是符合题意的。
从图象来看,回到原点S=0,即时间轴上下两部分面积相等。从图中来看,两个三角形全等。也可以看出应该是8s。
例2、如图所示
(1)两个质点分别做什么运动?
(2)I、II质点运动的加速度分别多大?
(3)前4s两质点的位移分别为多大?
解析:
(1)v0=0的匀加速直线运动
(2)aI=5m/s2, aII=2.5m/s2
(3)SI=40m SII=20m
注意:
1.aI与aII大一倍可以从两方面理解
i:相同的速度变化所用的时间差一半
ii:相同的时间内速度变化差一半
2.从图象看,位移为两个三角形的面积
例3、一汽车上坡时以v=20m/s,遇到障碍刹车,加速度的大小为4m/s2,求汽车在6s内通过的位移为多少?(汽车距刹车点多远)
解:S=v0t+ at2=20×6+ ×(-4)×36=48m
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