匀变速直线运动与汽车行驶安全.doc

《匀变速直线运动与汽车行驶安全》
一、教学目标：
知识与技能：
(1)、学会把实际物体的运动抽象为物理模型并应用匀变速直线运动的规律进行求解；
　　　(2)、掌握匀变速直线运动规律在生活中的应用；
(3)、熟练运用运动学公式，学会一题多解的方法。
过程与方法：
通过解决实际问题，培养学生运用物理规律对生活中的现象进行合理分析、解决问题和实际分析结果的能力。
情感、态度、价值观：
　　(1)、通过汽车行驶与物理学规律关系的探讨，理解物理与社会的瓣关系；
　　(2)、通过活动使学生获得成功的愉悦，让学生体会到生活中处处蕴含物理知识物理就在身边，培养学生参与物理学习活动的兴趣，提高学习的自信心；
　　(3)、让学生领悟到题目可以一题多解，体验一提多解的乐趣，人生之路也有多条，从而树立正确的人生观；
(4)、通过对例题的讲解和分析，增强学生的安全意识，培养学生自主遵守交通规范的良好习惯。
二、教学重点、难点
教学重点：
　(1)、把实际物体的运动抽象为物理模型并应用匀变速直线运动的规律进行求解；
　(2)、进行一题多解的训练；
教学难点：
物理模型的建立以及一题多解
依据：因为学生们刚开始高中物理的学习，大多数同学还没有形成良好的思维习惯，遇到问题时不知道从何处入手；同时，很多同学只满足于只要能将题目解答完就行了，很少会深入思考、分析总结，找出最佳的解答方案
三、教学过程：
（一）【知识回顾】
匀变速直线运动规律小结
速度公式： vt = v0 + a t
位移公式： s=v0t+1/2at2
重要推论：
　说明：
1、以上公式中的五个物理量（“知三求二”），其中v0 、vt 、a、s为矢量，使用时要选取统一的正方向；
2、边读题时要同时画出运动情境图，并在上面标注已知量和待求量；
3、若一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，弄清物体在每段上的运动情况即遵循的规律，应特别注意的是各段交接点处的速度往往是解题的关键，应首先考虑。
（二）【新课引入】
行车和出行安全已经成为人们，尤其是中学生特别关注的问题。在我们上学和放学的路上有时会见到交通事故。这一切都让我们意识到汽车行驶安全的重要性。
因此，今天这节课，我们就围绕汽车安全行驶问题探讨匀变速直线运动规律在生活中的运用。
（三）【新课教学】
在经济和交通蓬勃发展的今天，我国机动车中，汽车的拥有量呈上升趋势，大城市的汽车比例更高。
【同学们请思考】： 发生交通事故后，交警又是依据什么原理来判断驾驶员的责任呢？ -------为了回答这个问题，我们还需要弄清楚几个概念： 下面是香港运输署在驾驶员守则中画出的【安全距离图谱】
1、反应时间（t反）： 人从发现情况到采取相应的行动经过的时间叫反应时间。通常驾驶员的反应时间与其注意力集中程度、驾驶经验和体力状态有关，平均约为0.5s~1.5s
，驾驶员酒后的反应时间会增加2~3倍。
2、反应距离(S反)：
在反应时间内汽车以原来的速度行驶的距离称为反应距离。
3、刹车距离(S刹)：
从制动刹车开始，到汽车完全停下来，汽车做减速所通过的距离称为刹车距离。
4、停车距离(S停)：
反应距离与刹车距离之和就是停车距离。 即： S停=S反+S刹
说明：
图谱中的数据是通过大量实验得出的，与理论计算结果不完全一致。随着速度的增加，“三个距离”都增加，因此，行驶过程中保持的车距也相应增加。
【知识应用】
例1：汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h，若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，马上紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过4s才停下来，该汽车行驶是否会出现安全问题？
分析：①汽车紧急刹车认为做匀减速直线运动
②初速度为108km/h = 30m/s, 时间为 t = 4s
③题中还有一个隐含条件：汽车停下来时其末速度为0 。（同学们要善于挖掘题目中的隐含条件）
④题目中“前方80m”并不是汽车停下来的实际位移，它只作为判断是否安全的依据。
解法一：
汽车刹车后，做匀减速直线运动，选取汽车行驶的初速度方向为正方向。由加速度公式可知： ∴ 刹车后汽车的位移为: 汽车经过60m停止，因此不会有安全问题。 同学们想一想：还有没有其他解题方法？
解法二：用速度位移公式 解：由速度位移公式 vt 2 - v02 = 2as 得： S= 60m
60m <80m 因汽车经过60m停止，因此不会有安全问题。
解法三：由平均速度来求 解：由公式得： S=（30+0）/2 * 4 m = 60m<80m 故汽车经过60m停止因此不会有安全问题。
解法四：图像法（略）
对比以上几种解法，看看哪一种解法较简便。学后你有什么感想？ （可见，同样一道题，若能选用恰当的方法就能达到事半功倍的效果）。
（ 以上的解题方法是通过比较位移法来判断的，同学们想一想能不能通过比较时间
来判断呢？） 在例1中，可以根据汽车经过80m后停下来所需的时间来判断汽车是否安全吗？此时，题中的4s有什么意义？ 解：设汽车经过80m后停下来所需的时间为t停， 由公式 得： t停=5.33s > 4s 所以汽车是安全的。 例1中并没有考虑驾驶员的反应时间，但在现实生活中，反应时间是行车安全中不
可忽视的一个因素。一般来说，反应时间由题目给出。如果题目没有给出反应时间，解
题时可以不考虑。
例2 ：在例1中，如果驾驶员看到交通事故时的反应时间是0.5s，该汽车行驶是否会出现安全问题？请同学们计算一下 。 解：画出运动情境图（见左图），因运动过程有两段，要采取分段处理法用相应规律来解题。 答案：反应时间内汽车匀速行驶的位移 S反 =V t =30×0.5m =15 m
匀减速直线运 动的位移同上，为60m，所以汽车运动的总位移15m+60m=75m<80m ，所以依然没有安全问题。
例3： 在例1中，若驾驶员是酒后开车，反应时间为1.5s，上述汽车是否有安全问题？ 解：匀速直线运动位移 S反 =V t =（30×1.5）m= 45m， 而匀减速直线运动的位移60m，所以汽车运动的总位移：45m+60m =105m > 80m，故汽车有安全问题。
可见，驾驶员酒后是不能开车的。 驾驶员除了酒后不能开车外，服用某些感冒药后，或70岁以上老年人，或处于疲劳状态都会延长反应时间，所以都不宜开车。这一点要引起我们的高度重视。
思考题：同学们学了这节课后，你能总结出安全行车的法规吗？
（保持一定的行车距离，不可酒后驾车，不可超速驾驶，不可疲劳驾驶，遵守交通规则） 课堂小结：
　　这节课我们了解到行车安全的部分法规，而且知道了这些法规完全来自于运动学原理。在论证这些法规的过程中，我们应用了运动学的公式，明确了一般的解题程序。希望大家以后在生活中多运用我们学过的物理知识，真正做到学以致用！
实践与拓展： P42 课堂练习： P42 （1）、（2）
作业：P42 （3）、（4）