新课引入
播放视频“神七”升空,汽车刹车过程片断。
思考1:当你乘坐出租车时,细心观察可以发现,有经验的司机在看到红色信号灯后,未必就立即刹车减速,他们总是要根据停止线的距离迅速估测一下时间,然后采取相应措施,这样开车就是所谓的经济省油了……那么,位移和时间究竟存在什么样的关系呢?并且我们知道,出租车行驶的速度越大,刹车的距离(位移)越大,初速度和刹车位移之间又有什么关系呢?
提示1:要预知它下一个时刻的速度必须知道速度的变化规律,为了更精确地描述物体的运动,寻找物体的运动特点,本节将研究匀变速直线运动的速度、位移与时间的关系。
一、探究匀变速直线运动的速度变化规律
讨论交流:课件展示问题:汽车以v0=1 m/s的速度匀速行驶,某时刻开始做匀变速直线运动,加速度为a=2 m/s2求:1 s末、2 s末、3 s末、4 s末、t s末汽车的速度各是多少?
在时间轴上标出各个时刻的速度:
点拨:汽车匀加速运动时,速度是均匀增大的。加速度是2 m/s2,说明汽车每1 s速度增大2 m/s。
由以上可类推:第t秒末的速度应等于初速度加上t秒内速度的增加,即vt=v0+at
(设计方案二)利用加速度的定义式推导
a===
解出vt=v0+at
答案:vt=v0+at
这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式。
点评:通过以上两个方案推导出速度时间关系,领悟多种途径可解决同一问题,培养学生的发散思维、创新思维,提高学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。
二、探究匀变速直线运动的位移变化规律
回到汽车加速的实例提问:若要求t s内的位移有什么方法?
引导学生分析速度的变化规律:1 m/s、3 m/s、5 m/s、7 m/s、9 m/s均匀增加,所以在这段时间内的平均速度就为首末速度之和的平均值。
即=
引导学生分析平均速度的公式推导前提是物体做匀变速直线运动,所以该公式仅仅适用于匀变速直线运动,对其他运动不适用。
引导学生根据前面所学知识推导出位移公式
⇒s=v0t+at2
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