2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 教案-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

课 题 2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 教 学 目 标 1. 知道匀变速直线运动v-t图像的特点，理解图像的物理意义。 2. 掌握匀变速直线运动的速度与时间关系式，并能利用所学公式分析解决相关问题。 重 点 理解匀变速直线运动v-t图像的物理意义。掌握匀变速直线运动中速度和时间的关系式。 难 点 学会通过v-t图像判断物体的运动情况。 教 学 过 程 一、情境引入 师：我们如何探究匀变速直线运动的位移与时间关系呢？回忆我们探究v-t关系时，我们通过实验测得不同时刻的v，然后画出图像，从图像得到关系式，那我们可不可以用同样的方法得到x-t图像，进而得到关系式呢？ 二、新课教学 师：我们用实验中得到的一条纸带，来测量纸带上的点的位移，在x-t图像中描点，画出x-t图像，请同学们读数并画图。 师：我们得到的是这样的一条图像，它是什么图像呢？ 生：抛物线。 师：真的是抛物线吗？有没有可能是椭圆呢？ 生：有可能！ 师：所以从这样的图像中我们无法得出他的函数关系。我们学习匀速直线运 教 学 过 程 动时的位移与时间的关系：，它的v-t图像是平行于t轴的一条直线，如图所示，v–t图线与t轴所夹的矩形“面积”就是匀速直线运动的位移。 问：位移是矢量既有大小又有方向，图像上如何表示匀速直线运动的位移的方向呢？ 生：可以的，因为匀速直线速度也有正负，可以画在t轴上面和下面。 师：面积在时间轴上方，表示位移的方向为正方向；面积在时间轴下方，表示位移的方向为负方向。 问：v–t图线与t轴所夹的“面积”是否匀变速直线运动的位移呢？ 师：粗略地表示位移，分5个小矩形，较精确地表示位移分10个、20个、100个小矩形。假如把时间轴无限分割，情况又会怎么样呢？ 生：思考。 师：如果把整个运动过程分割得非常非常细，很多很多小矩形的面积之和就能非常精确地代表物体的位移了，这是物理上常用的微元法。匀变速直线运动的位移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示。下面请同学们依据这个结论和v-t图像，求得位移的计算式。 生：计算。 师：根据梯形面积公式，可求得：，将代入上式， 可得匀变速直线运动位移与时间关系：。 教 学 过 程 问：物体作直线运动，为何x-t图像是曲线？ 生：根据公式