1.2匀变速直线运动（1）（课件）-高教版第三版《物理（通用类）》【上好课】

该中职物理课件围绕匀变速直线运动展开，涵盖定义、加速度、v-t图像及速度公式。通过“人与火车赛跑”情境导入，结合汽车速度数据、图像分析逐步构建概念，形成从情境到应用的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过位移传感器实验、交通案例分析，培养模型建构与数据检验能力。采用图像法和规范计算训练，增强学生安全意识，教师可借助丰富案例提升教学效果。

1.2 匀变速直线运动（1） 主题一 运动和力 高教版《物理（通用类）》 SZ-LWH 学习目标 1.理解变速直线运动、匀变速直线运动和加速度的含义，掌握加速度公式、国际单位、方向及速度公式。 2.能根据等时间速度数据和v-t图像判断运动类型，规范计算加速度与末速度，并说明负号的方向含义。 3.通过位移传感器实验和交通案例分析，形成依据数据检验运动模型的科学思维，增强规范测量与安全出行意识。 SZ-LWH 人与火车赛跑 教材情境：如果人和内燃机火车进行100 m短跑比赛，火车不是人的对手；若进行1000 m和2000 m比赛，谁会赢？ 问题：只比较某一时刻的速度，能否解释人和火车起步阶段的差别？还要比较哪个量变化得快？ 答案：还要同时比较速度变化多少和发生这一变化所用的时间。 教师归纳：描述变速运动不仅要知道速度，还要研究速度随时间怎样变化。 SZ-LWH 匀变速直线运动 如果在相等的时间内，物体沿直线运动的位移不相等，这种运动称为变速直线运动。 做变速直线运动的物体，如果在任意相等的时间内，速度的变化量都相等，这种运动称为匀变速直线运动。 匀变速直线运动是一种过程模型。 SZ-LWH 相等时间内的速度变化 教材案例：汽车从静止开始加速，1 s末至5 s末的速度依次为2 m/s、4 m/s、6 m/s、8 m/s、10 m/s。每1 s、2 s、0.5 s内的速度增加量各是多少？ 答案：2 m/s；4 m/s；1 m/s。 解析：把速度变化量与对应时间配对，可见任意相等时间内的速度变化量相等。 结论：判断匀变速必须比较相等时间内的速度变化量。 SZ-LWH 速度—时间图像 建立平面直角坐标系，用纵轴表示速度、横轴表示时间，将每一时刻的速度作为一个点画出，所得图像称为速度—时间图像，即v-t图像。 读图：横轴表示时间t，纵轴表示速度v。 图中速度随时间均匀增大，图像是一条倾斜直线。 图像法可直观反映速度随时间的变化。 SZ-LWH 匀加速与匀减速 直线甲：速度均匀增大，表示匀加速直线运动。 直线乙：速度均匀减小，表示匀减速直线运动。 匀变速直线运动分为匀加速和匀减速两类。 思维与方法：用图像反映物理规律，是探求自然规律的重要途径。 SZ-LWH 即时练习 1. 某小车每隔2 s的速度依次为1 m/s、5 m/s、9 m/s、13 m/s。每个2 s内速度变化量为多少？该运动是否为匀变速直线运动？ 答案：4 m/s；是。 解析：三个相等时间段内速度变化量均为4 m/s。 2. 某物体的v-t图像是一条向下倾斜的直线，速度每1 s减小2 m/s。判断运动类型并说明依据。 答案：匀减速直线运动。 解析：相等时间内速度变化量相等且速度不断减小。 SZ-LWH 加速度的定义 在一个匀变速直线运动中，质点速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值是一个常量。在物理学中，将该比值定义为加速度。 a = vt−v0 t 国际单位：m/s2（米/秒的二次方）。 物理意义：加速度数值的大小表示质点速度变化的快慢程度；计算时必须把速度变化量与发生这一变化所用时间配对。 SZ-LWH 谁的速度变化得更快 问题：运动员在2 s内速度由0增至10 m/s；炮弹在0.005 s内速度由0增至250 m/s。哪一种运动速度变化得快？ a1 = 10−0 2 m/s2 = 5 m/s2 a2 = 250−0 0.005 m/s2 = 5×104 m/s2 结论：炮弹的加速度远大于运动员的加速度，所以炮弹速度变化得更快。 SZ-LWH 用位移传感器测量加速度 系统组成：计算机、数据采集器、位移传感器发射端和接收端。 操作：发射端固定在斜面小车上；记录小车下滑的v-t图像；选择起止时刻，由系统计算该时间段内的加速度。 观察：图像近似为直线；斜面更倾斜时，图线通常更陡，加速度更大。 SZ-LWH 加速度的方向 加速度是矢量 在匀变速直线运动中： 若末速度大于初速度，加速度方向与运动方向相同。 若末速度小于初速度，加速度方向与运动方向相反。 易错：加速度为负只表示它与规定正方向相反，不等于速度一定为负。 SZ-LWH 教材示例1：无人驾驶汽车制动 一款国产无人驾驶汽车以108 km/h的速度行驶，探测到前方道路上有静止的电瓶车及假人模型后自动制动，经过3 s停在其后方。若将制动过程视为匀变速直线运动，求该车的加速度。 作答任务：先统一单位，再写出加速度大小和方向。 SZ-LWH 教材示例1：分析与解答 分析：汽车从制动到停止是匀变速直线运动；已知初速度、末速度和速度变化所用时间，可用加速度公式求解。“停止”表示末速度为0。 v0 = 108 km/h = 30 m/s，vt = 0，t = 3 s a = 0−30 3 m/s2 = −10 m/s2 结论：加速度为负，方向与汽车运动方向相反，汽车做匀减速直线运动。 加速度是矢量，解答时既要算大小，又要说明方向。 SZ-LWH 即时练习 3. 叉车速度在3 s内由2 m/s增至8 m/s，求加速度大小。 答案：a = 8−2 3 m/s2 = 2 m/s2 解析：速度增大，加速度方向与运动方向相同。 4. 列车向东运动，6 s内速度由20 m/s降至8 m/s，以向东为正方向，求加速度。 答案：a = 8−20 6 m/s2 = −2 m/s2，方向向西 解析：负号表示加速度与选定的向东正方向相反。 SZ-LWH 匀变速直线运动的速度公式 由加速度公式变形，可得匀变速直线运动的速度公式： vt = v0+at 适用条件：匀变速直线运动；已知初速度、加速度和时间，可求末速度；各物理量必须对应同一运动过程。 SZ-LWH 教材示例2：驶入加速车道 一位司机驾驶汽车以36 km/h的速度从匝道驶入加速车道，假设以1.0 m/s2的加速度加速10 s，然后并入高速行车道。高速车道最低限速一般为60 km/h，他的操作是否符合交通法规要求？ 作答任务：先换算初速度，再求末速度并与最低限速比较。 SZ-LWH 教材示例2：分析与解答 分析：车辆在加速车道上做匀加速直线运动；已知初速度、加速度和时间，求末速度，应使用速度公式，并先统一初速度单位。 v0 = 36 km/h = 10 m/s vt = v0+at = (10+1.0×10) m/s = 20 m/s = 72 km/h 比较：72 km/h＞60 km/h。 结论：这位司机的操作符合交通法规要求。 时间是从初状态到末状态的时间间隔，初速度、末速度、加速度和时间必须对应同一运动过程。 SZ-LWH 即时练习 5. 小车初速度为4 m/s，加速度为1.5 m/s2，3 s后的速度是多少？ 答案：vt = 4+1.5×3 = 8.5 m/s 解析：各物理量对应同一段匀加速直线运动，直接代入速度公式。 6. 物体初速度为10 m/s、加速度为−2 m/s2，3 s后速度是多少？说明负号含义。 答案：vt = 10+(−2)×3 = 4 m/s；加速度与规定正方向相反 解析：末速度仍为正，物体仍沿正方向运动，只是速度在减小。 SZ-LWH 课堂背诵 1. 填空：做变速直线运动的物体，如果在任意相等的时间内，速度的变化量都______，这种运动称为______。 答案：相等；匀变速直线运动。 2. 请完整说出速度—时间图像的坐标轴和含义。 答案：纵轴表示速度，横轴表示时间，图像描述速度与时间的关系。 SZ-LWH 课堂背诵 3. 请完整说出加速度的定义、公式和国际单位。 答案：加速度是速度变化量与所用时间的比值。 a = vt−v0 t ，单位m/s2 4. 填空：速度增大时，加速度方向与运动方向______；速度减小时，二者方向______。 答案：相同；相反。 5. 写出匀变速直线运动的速度公式并说明适用条件。 答案：vt=v0+at；适用于匀变速直线运动，各物理量对应同一运动过程。 SZ-LWH 师生互动：教材数据核对 任务一：根据汽车从静止开始加速的数据，填写每1 s、2 s、0.5 s内的速度增加量，并说明判断匀变速的证据。 答案：2 m/s、4 m/s、1 m/s；证据是在任意相等时间内速度变化量都相等。 教师归纳：必须统一比较的时间段，速度变化量相等才可判断为匀变速直线运动。 SZ-LWH 师生互动：图像读图计算 任务二：直线甲表示速度从0在5 s内增至10 m/s；直线乙表示速度从10 m/s在5 s内降至0。分别求加速度。 甲：a = 10−0 5 m/s2 = 2 m/s2 乙：a = 0−10 5 m/s2 = −2 m/s2 教师评价：能读出初、末速度和时间并说明正负号含义的小组达成；只说“图线向上或向下”的回答需补充计算依据。 SZ-LWH 师生互动：传感器图像会诊 任务三：位移传感器记录的小车v-t图像近似直线。斜面更倾斜后图线如何变化？系统怎样由所选区间计算加速度？ 结论：图线通常更陡，加速度更大。 系统用所选时间段内速度变化量与时间的比值计算加速度。 SZ-LWH 课堂练习 1. 关于加速度，正确的是（　）。 A．速度越大，加速度一定越大　　B．加速度为0，物体一定静止 C．加速度描述速度变化的快慢　　D．速度变化量越大，加速度一定越大 答案：C。 解析：加速度由速度变化量与发生该变化所用时间的比值决定。 2. 匀变速直线运动中，任意相等时间内速度的______相等；其v-t图像是一条______。 答案：变化量；倾斜直线。 解析：两空分别对应匀变速定义和速度—时间图像特征。 SZ-LWH 课堂练习 3. 搬运车的速度在4 s内由5 m/s增至17 m/s，求加速度。 解：a = 17−5 4 m/s2 = 3 m/s2 答案：加速度大小为3 m/s2，方向与运动方向相同。 解析：速度增大，速度变化量与运动方向相同。 SZ-LWH 课堂练习 4. 汽车以72 km/h的速度行驶，5 s内匀减速至停止。以运动方向为正方向，求加速度。 已知：v0=72 km/h=20 m/s，vt=0，t=5 s。 解：a = 0−20 5 m/s2 = −4 m/s2 答案：加速度为−4 m/s2，方向与运动方向相反。 解析：先把初速度换成国际单位；负号表示加速度与正方向相反。 SZ-LWH 课堂练习 5. 小车初速度为3 m/s，以1.5 m/s2的加速度运动4 s，求末速度。 答案：vt=3+1.5×4=9 m/s。 解析：各物理量同属一段匀变速运动且单位一致。 6. 某物体的v-t图像从（0 s，10 m/s）直线变到（5 s，0），求加速度并判断运动类型。 答案：a = 0−10 5 m/s2 = −2 m/s2；物体做匀减速直线运动。 解析：图像为直线且速度均匀减小。 SZ-LWH 课堂小结 核心概念 匀变速直线运动：任意相等时间内速度变化量都相等；其v-t图像是一条倾斜直线。 加速度：表示速度变化的快慢，用速度变化量与发生这一变化所用时间的比值计算。 vt−v0 a = t ，国际单位：m/s2 方向与公式 加速度方向：正负号表示相对于规定正方向的方向； 以运动方向为正时，正值表示同向，负值表示反向。 速度公式：匀变速直线运动使用 vt=v0+at，各物理量必须属于同一过程。 SZ-LWH 作业布置 1．复习本节课的知识点； 2．完成课后练习； 3．整理笔记和易错题。 SZ-LWH $