2019-2020年高中物理 §3 運動圖象 追趕問題教案 新人教版必修1.doc
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2019-2020年高中物理 3 運動圖象 追趕問題教案 新人教版必修1 教學目標： 1．理解運動圖象的物理意義；能夠運用運動圖象解決簡單的運動學問題 2．掌握追及問題的分析方法，知道“追及”過程中的臨界條件 3．掌握運動過程分析的基本方法和基本技能 教學重點：物體運動過程分析 教學難點：“追及”過程中的臨界分析 教學方法：講練結合，計算機輔助教學 教學過程： s v o t o t 一、運動圖象 用圖像研究物理現(xiàn)象、描述物理規(guī)律是物理學的重要方法，運動圖象問題主要有：s-t、v-t、a-t等圖像。 1.s-t圖象。能讀出s、t、v 的信息（斜率表示速度）。 2.v-t圖象。能讀出s、t、v、a的信息（斜率表示加速度，曲線下的面積表示位移）?？梢妚-t圖象提供的信息最多，應用也最廣。 位移圖象（s-t） 速度圖象（v-t） 加速度圖象（a-t） 勻速直線運動 勻加速直線運動 （a>0，s有最小值） 拋物線（不要求） 勻減速直線運動 （a<0，s有最大值） 拋物線（不要求） 備注 位移圖線的斜率表示速度 ①斜率表示加速度 ②圖線與橫軸所圍面積表示位移，橫軸上方“面積”為正，下方為負 v t o p q v tq tp 【例1】 一個固定在水平面上的光滑物塊，其左側面是斜面AB，右側面是曲面AC。已知AB和AC的長度相同。兩個小球p、q同時從A點分別沿AB和AC由靜止開始下滑，比較它們到達水平面所用的時間 p q A B C A.p小球先到 B.q小球先到 C.兩小球同時到 D.無法確定 v a a’ v1 v2 l1 l1 l2 l2 解：可以利用v-t圖象(這里的v是速率，曲線下的面積表示路程s)定性地進行比較。在同一個v-t圖象中做出p、q的速率圖線，顯然開始時q的加速度較大，斜率較大；由于機械能守恒，末速率相同，即曲線末端在同一水平圖線上。為使路程相同（曲線和橫軸所圍的面積相同），顯然q用的時間較少。 【例2】 兩支完全相同的光滑直角彎管(如圖所示)現(xiàn)有兩只相同小球a和a/ 同時從管口由靜止滑下，問誰先從下端的出口掉出？(假設通過拐角處時無機械能損失) v t1 t2 t o vm 解析：首先由機械能守恒可以確定拐角處v1> v2，而兩小球到達出口時的速率v相等。又由題薏可知兩球經歷的總路程s相等。由牛頓第二定律，小球的加速度大小a=gsinα，小球a第一階段的加速度跟小球a/第二階段的加速度大小相同（設為a1）；小球a第二階段的加速度跟小球a/第一階段的加速度大小相同（設為a2），根據圖中管的傾斜程度，顯然有a1> a2。根據這些物理量大小的分析，在同一個v-t圖象中兩球速度曲線下所圍的面積應該相同，且末狀態(tài)速度大小也相同（縱坐標相同）。開始時a球曲線的斜率大。由于兩球兩階段加速度對應相等，如果同時到達（經歷時間為t1）則必然有s1>s2，顯然不合理?？紤]到兩球末速度大小相等（圖中vm），球a/ 的速度圖象只能如藍線所示。因此有t1< t2，即a球先到。 點評：1、應用物理圖象的優(yōu)越性 （1）利用圖象解題可以使解題過程簡化，思路更清晰，比解析法更巧妙、更靈活。在有些情況下運用解析法可能無能為力，用圖象法可能使你豁然開朗。 （2）利用圖象描述物理過程更直觀 從物理圖象可以更直觀地觀察出物理過程的動態(tài)特征。當然不是所有物理過程都可以用物理圖象進行描述。 （3）利用圖象分析物理實驗 運用圖象處理物理實驗數(shù)據是物理實驗中常用的一種方法，這是因為它除了具有簡明、直觀、便于比較和減少偶然誤差的特點外，還可以有圖象求第三個相關物理量、運用圖想求出的相關物理量誤差也比較小。 2、要正確理解圖象的意義 （1）首先明確所給的圖象是什么圖象。即認清圖象中橫縱軸所代表的物理量及它們的函數(shù)關系。特別是那些圖形相似容易混淆的圖象，更要注意區(qū)分。 （2）要清楚地理解圖象中的“點”、“線”、“斜率”、“截距”、“面積”的物理意義。 ①點：圖線上的每一個點對應研究對象的一個狀態(tài)，特別注意“起點”、“終點”、“拐點”，它們往往對應一個特殊狀態(tài)。 ②線：表示研究對象的變化過程和規(guī)律，如v－t圖象中圖線若為傾斜直線，則表示物體做勻變速直線運動。 ③斜率：表示橫、縱坐標上兩物理量的比值，常有一個重要的物理量與之對應。用于求解定量計算對應物理量的大小和定性分析變化的快慢問題。如s－t圖象的斜率表示速度大小，v－t圖象的斜率表示加速度大小。 ④面積；圖線與坐標軸圍成的面積常與某一表示過程的物理量相對應。如v－t圖象與橫軸包圍的“面積”大小表示位移大小。 ⑤截距：表示橫、縱坐標兩物理量在“邊界”條件下的物理量的大小。由此往往能得到一個很有意義的物理量。 【例3】一物體做加速直線運動，依次通過A、B、C三點，AB=BC。物體在AB段加速度為a1，在BC段加速度為a2，且物體在B點的速度為，則 A．a1> a2 B．a1= a2 C．a1< a2 D．不能確定 解析：依題意作出物體的v-t圖象，如圖所示。圖線下方所圍成的面積表示物體的位移，由幾何知識知圖線②、③不滿足AB=BC。只能是①這種情況。因為斜率表示加速度，所以a1
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