【教学要求】
⒈掌握匀变速直线运动的速度公式.知道它是如何推导出来的,知道它的图物理薏义.会应用这一公式分析和计算.
2. 掌握匀变速直线运动的位移公式.会应用这一公式对问题进行分析和计算.
3.会推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式,并会应用它进行叶算.
【教学要点点拨】
1.要引导学生将己学过的数学知识和物理知识联系起来,将公式和图象及其物理意义联系起来并加以运用.
2.位移公式由平均速度公式推导出来的.阅读材料中用匀变速直线运动的图象推导的方法和思路,及应用.了 “极限”思维方法.(教学中要注薏选学内容不是对全体学生要求的)
3.上节着重对公式的理解和简单应用,一般不涉及两个以上公式;本节分析问题要求复杂些,步骤稍多些,教学中要注薏遵循循序渐进原则.
4.在运动学中,一般涉及五个物理量(a,V0,Vt,S,t),相关方程有三个,但只有两个方程是独立的,因此,知道三个物理量,就可求出其余两个物理量.
5.如某质点运动过程包含几种不同性质的运动,则要进行分段分析,画出运动示意图,并注意前一阶段的末速度是后一阶段的初速度,然选用相应规律求解.
6.追及问题要对两质点的速度进行比较分析,找出隐含条件(速度相同时,两质点距离最大或最小).再结合运动的时间关系、位移关系建立相应方程,再借助图象分析,可事半功倍.
【教学过程】
练习引入:
1.在平直公路上行驶的汽车,刹车后速度随时间变化规律为v=(8-0.4t)m/s.由此可知,汽车匀速行驶时的速度v0=--------------m/s,刹车时的加速度a=-----------m/s2,从刹车到停止运动需--------------s时间.
2.火车以36km/h速度行驶,因故中途停车,停留1min.己知刹车时加速度大小为0.5m/s,启动时加速度为0.4m/s2 ,求火车因此延误的时间.
3.高速公路上随处有路牌提醒司机保持合理车距.试按以下数据估算这个车距应有多大:小汽车以120km/h速度在高速公路上行驶,前方
汽车因故障停在路中,司机从发觉情况产生反应立即刹车花去0.6s时间,紧急刹车之后,汽车向前纯粹做滑动的加速度为0.6m/s2,这个运动可看做是匀减速运动.求:小汽车离前方汽车至少多远才不致撞车?
【师点拨】联系实际问题要靠实践经验,还可借助图象方法,使抽象变得具体,变得形象.如第2题可用速度—时间图象求解.(画图如下,求出s的面积,再通过面积法求出延误时间t=s/v)
【复习引入】上节课学习了匀变速直线运动规律∶
vt=v0
+ at …………①
S=v0t
+
at2 …………②
上述公式中有五个物理量(v0,vt,a,S,t.前四个是矢量,t是标量.)(知三求二)
本节课着重学习这个公式的应用.
1.(阅读课本第32-33页 位移公式的另一种推导)学习无限逼近和分割方法.
2.由①、②两式消去t ,得vt2-v02 =2as(速位公式).这一推论特点:不含t,求一些不涉及时间的问题时,应用较为方便.(见书中34页例1).
3.由速位公式
S=v0t +
at2 =v0t +
=
=
t(见例2).
【小结】利用学过的数学知识处理物理问题,必须注意其物理意义.
例3.骑自行车的人以5m/s初速度匀减速地上坡,加速度大小是0.4m/s2,斜坡长30m,试求骑车人通过斜坡需要多少时间?
解:S=v0t +
at2 30=5t +
×0.4×t2 t1=10s t2=15s(舍去)
设问:1.为何有两个不同时间?
2.自行车停止时间?(.斜坡足够长)
3.斜坡不是足够长,又将如何?
【巩固练习】证明:作匀变速直线运动的物体,在某段时间的中间时刻的瞬时速度等于物体在这段时间内的平均速度,即:
=
.而这段位移中点位置的瞬时速度为 v中 =
;
(说明)在解答中可以通过图象形式,邦助我们了解丶描述所研究的运动过程,从而根据过程特征去选择合适的公式求解,这是一种有效的解题手段.
另外有两点注意:1.方向性;2.联系实际问题.
【布置作业】
1.思考练习七第⑴、⑷题
2.练习七第⑵、⑶、⑸题上作业本.
【课题7】自由落体运动
【教学要求】
1理解什么是自由落体运动,知道它是初速为零的匀加速直线运动.
2. 理解什么是自由落体加速度,知道它的方向.知道地球上的不同地方,重力加速度大1不同.
3.掌握自由落体运动规律.
【要点点拨】
1.所有物体自由落体运动都是初速为零的匀加速运动,其加速度与质量无关,即a=g,其运动规律司表示为vt=gt, h=
gt2, vt2=2gh.
2.伽利略对自由落体运动的研究开创了研究自然规律的科学方法,这就是抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法.这种方法对科学研究具有重大的启蒙作用,至今仍是重要科研方法之一.
3.用频闪照相研究自由落体运动是在间隔相等时间内拍摄一次所得到的自由落体的照片的基础上进行测量和计算.原理和方法是:首先在照中的刻度尺上读出各个时刻小球所处位置的刻度值(舍去开始比较密集的位置),则各个连续相等时间内的位移分别是s1=x2-x1,s2=x3-x2,s3=x4-x3…再确定各相邻的连续相等时间内的位移之差△S1=S2-S1, △S2=S3-S2…如在实验误差允许范围内△S1=△S2=△S3=…则该质点作匀变速直线运动,该匀变速直线运动的加速度a=△S/T2.
4..自由落体运动有明确的定义:物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动.讲清自由落体运动的条件对邦助学生理解这一定义是有益的.准确理解自由落体运动的定义,有利于学生形成严谨的科学态度.
5..进行新课教学时,可先介绍伽利略的推理,激发学生学习兴趣;然后利用演示实验逐步引导学生分析影响下落快慢的因素,提炼出自由落体运动的概念和做自由落体运动的条件.科学方法的教学是本节的一个重要教学内容.教学中可将自由落体运动扩展到别的星球,还可引伸到竖直上抛,打学生活用知识奠定基础.
【教具】金属片,纸片,牛顿管,抽气机.
【学过程教】
复习引入:重力的方向是竖直向下的,这方面知识书上怎么写的?(学生熟知,由静止开始落向地面的物体总是竖直下落的.)
.师指出,由静止开始落向地面的物体,竖直下落的运动在生活中是常见的,我们去研究它的规律是有现实意义的.我们可以通过石子下落测量井口到水面的深度;宇航员也可用此法,测算星球上一个深洞的深度.为了掌握自由下落运动的规律,本节就学有关自由落体运动的知识.
㈡板书课题:自由落体运动
⑴问题导学:什么样的物体下落得更快?(介绍学生自学《伽利略对自由落体运动的研究》—巧妙的推理).
⑵实验演示:(师依次演示金属片和纸片、纸片和纸团、纸团和金属片同时下落的情景,引导学生观察物体下落的快慢.)
⑶设问讨论:是什么原因导致它们先后落地?(空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素)如果设法消除空气阻力?
①演示牛顿管抽气前后钱、羽下落的快慢.由学生讨论得出实验结论:物体只在重力作用下,没有空气阻力时,(羽毛和钱币)下落一样快.
②自由落体运动的概念:物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动叫做自由落体运动.(这种运动只有在没有空气的空间里才能发生.在有空气的空间里,只有空气阻力很小,可以忽略不计时,才可看做自由落体运动.)自由落体运动的快慢与物体质量大小无关.
《师生共同研究自由落体运动的性质》(见P37图2-25自由落体频闪照相的照片)
从s1<S2 <S3 <S4
< S5 <S6
另外还有S2
- s1= S3 - S2 = S4 - S3
= S5 - S4 = S6 - S5(即有相邻的相等时间间隔的位移差近似相等)表明小球速度越来越大,做匀加速运动.(还可介绍伽利略的间接验证方法和合理时推方法.见书中P39-40).
《自由落体加速度》 在同一地点,一切物体自由落体加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度.
符号:g
方向:竖直向下.
大小:与地点有关(见P37)在地球上不同地点,g大小不同.赤道处最小,两极处最大,通常计算取g=9.8m/s2.在粗略计算中取g=10m/s2
【小结】自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动,所以匀变速直线运动的基本公式及推论都适用于自由落体运动.只是公式中v0=0,
a=g.
【巩固练习】
1测算井口到水面深度.
2.测定反应时间.(做一做P38)
【布置作业】
1.复习本节课本内容.
2.阅读“伽利略对自由落体运动的研究.”
3.练习八第⑴、⑵、⑶、⑷题做在作业本上.