2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系 教学设计 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第3节匀变速直线运动的位移与时间的关系

 

教学分析                                        

 

教学目标

1．理解匀速直线运动、匀变速直线运动的位移与v-t图像中面积的关系。

2．在推导匀变速直线运动位移公式时体会微元法这一思想方法。

3．掌握匀变速直线运动位移时间公式、速度位移公式，并能解决相关问题。

4．掌握匀变速直线运动的v-t图像。

 

教学重难点

重点：掌握匀变速直线运动位移时间公式、速度位移公式，并应用其解决实际问题。

难点：掌握匀变速直线运动位移时间公式、速度位移公式，并应用其解决实际问题以及理解在v-t图像中面积与位移的关系。

 

教学方法

探究法、讲授法、讨论法

 

课时安排

2课时

 

教学准备

多媒体辅助教学设备、学案等

 

教学设计

一、情境导入

【提出问题】做匀速直线运动的物体，在时间t内的位移与时间有怎样的关系？位移与图像中面积具有怎样的关系？

【学生回答】x=vt，位移x对应图像中矩形的面积。

【提出问题】那对于匀变速直线运动的物体，位移与时间会有怎样的关系呢？

【教师总结】板书呈现课题，配合课件使用，引导学生进入本课的学习过程，明确本课的基本学习目标。

二、新课讲授

（一）匀变速直线运动的位移与时间关系

【图片展示】

 

 

 

 

 

 

 

【提出问题】在乙图的情境下，5个矩形的面积代替整个匀变速直线运动的位移会偏小，怎样减小这个差距？

【学生回答】把运动过程划分为更多个小段。

【教师总结】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。这时，很多很多小矩形顶端的“锯齿形”就看不出来了，这些小矩形一起形成了一个梯形OABC。这个梯形的面积就表示了匀变速直线运动在这段时间的位移。

【提出问题】结合梯形面积公式、匀变速直线运动速度时间公式，你能否得到位移与时间的关系式？小组讨论一下。

【小组合作探究】多数小组顺利得到

【教师总结】解释公式中各物理量的含义，然后抛出例题1让学生做5分钟后进行讲解。

（二）匀变速直线运动的速度与位移的关系

【提出问题】学习完了匀变速直线运动的两个公式后，如果我们把时间l消掉，能得到一个怎样的公式？

【学生推导】联立和可以得到。

【教师总结】解释公式中各物理量的含义，然后抛出例题2进行讲解。

三、例题展示

【例题1】航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。

（1）某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得10m／s 的速度后，由发动机使飞机获得25m／s2的加速度在航母跑道上匀加速前进，2.4s后离舰升空。飞机匀加速前进的距离是多少？

（2）飞机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为80m／s，飞机钩住阻拦索后经过2.5s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动，此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是多少？

例题分析 两个问题都是已知匀变速直线运动的时间来计算位移。第（1）问需要用匀变速直线运动的位移与时间的关系式计算。第（2）问中，飞机者舰做匀减速直线运动的加速度需要根据速度与时间的关系式计算。匀减速运动各矢量的方向较为复杂，因此需要建立一维坐标系来确定它们的正负。

例题解答（1）根据匀变速直线运动的位移与时间的关系式，有

（2）沿飞机前进方向建立一维坐标系（如图），飞机初速度，未速度