2019-2020年高中物理《速度和加速度》教案4 魯科版必修1.doc

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2019-2020年高中物理《速度和加速度》教案4 魯科版必修1 教學(xué)內(nèi)容分析 1. 內(nèi)容和地位 在《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理1”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中涉及本節(jié)的內(nèi)容有：“經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動實(shí)驗(yàn)研究的過程，理解位移、速度、和加速度，體會在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用”。 本節(jié)速度、加速度是描述運(yùn)動的重要物理量，理解速度和加速度概念，是學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的基礎(chǔ)。物體的運(yùn)動是日常生活中最為常見的現(xiàn)象，學(xué)生對勻速物體的運(yùn)動已有自己的認(rèn)識，可成為教學(xué)的起點(diǎn)，通過探究實(shí)驗(yàn)和科學(xué)的辨析，真正理解描述變速運(yùn)動規(guī)律的重要物理量：速度、加速度。本節(jié)研究平均速度所應(yīng)用的等效替代思想和定義加速度的所應(yīng)用的比值法、研究瞬時速度所應(yīng)用的極限法等都是物理學(xué)中常用的研究方法，在教學(xué)中教師引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)這幾種方法，為以后應(yīng)用類似方法來解決物理問題，領(lǐng)悟形異質(zhì)同的物理模型打下基礎(chǔ)。教學(xué)過程中還應(yīng)讓學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)探究的過程，使學(xué)生從中理解和領(lǐng)會研究物理問題的途徑打下良好的基礎(chǔ)。 2、教學(xué)目標(biāo) （1）、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究變速直線運(yùn)動的平均速度、瞬時速度的過程，理解速度、加速度的概念，知道速度和速率以及它們的區(qū)別。 （2）、體會物理問題研究中科學(xué)思維方法的應(yīng)用，學(xué)會用比值法、等效替代來研究物理問題,體會數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性。 （3）善于發(fā)表自己的見解，感受合作學(xué)習(xí)的快樂。勇于克服困難，保持探究的熱情。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1、 理解平均速度、瞬時速度、加速度的概念，知道速度和速率以及它們的區(qū)別。 2、加速度的概念及物理意義。 3、利用極限法由平均速度推導(dǎo)瞬時速度；怎樣由瞬時速度的變化導(dǎo)出加速度的概念。 案例設(shè)計： 一、 導(dǎo)入新課 1、復(fù)習(xí)勻速直線運(yùn)動的特點(diǎn)和運(yùn)動快慢的描述方法—速度的定義。 2、教師舉例：物體有著各式各樣的運(yùn)動，不僅不同的物體運(yùn)動的快慢程度不一樣，而且同一物體在不同段的快慢程度也可以不同，請同學(xué)們舉出日常生活中這種類型物體運(yùn)動的實(shí)例。（如蝸牛的爬行運(yùn)動、飛機(jī)的起飛、物體沿斜面下滑，火車出站和進(jìn)站的運(yùn)動等。） 3、引導(dǎo)學(xué)生思考：那么如何比較變速直線運(yùn)動的物體的運(yùn)動快慢呢？ 二、新課教學(xué) 1、平均速度 教師設(shè)問：（1）在運(yùn)動會的100米短跑上，運(yùn)動員在整個過程中跑的快慢一樣嗎？（2）你如何判斷哪位運(yùn)動員跑的快，用什么方法？請同學(xué)們以小組為單位討論并選派代表發(fā)言。 預(yù)測：學(xué)生對物體運(yùn)動快慢認(rèn)識可能有下面幾種： 1、同樣長短的位移，看誰用的時間少； 2、 如果運(yùn)動的時間相等，可比較誰通過的位移大； 3、 … 教師：同學(xué)們提出的這些比較方法都是正確的。 教師進(jìn)一步提問： 如果運(yùn)動的時間不相等，通過的位移也不相等。又如何比較快慢呢？ 有一小部分學(xué)生會回答：單位時間內(nèi)的位移來比較，就找統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 目的：引導(dǎo)學(xué)生用比值法來研究變速直線運(yùn)動物體的運(yùn)動快慢，人們在長期對運(yùn)動的研究的過程中為了能描述變速直線運(yùn)動的快慢，逐步建立了平均速度的概念。用平均速度來表示物體在某段位移的平均快慢程度。 探究性實(shí)驗(yàn)：利用打點(diǎn)計時器、斜面、小車、紙帶等儀器來研究變速直線運(yùn)動的快慢。 （以4人為一小組做實(shí)驗(yàn)，教師先介紹打點(diǎn)計時器的原理，兩點(diǎn)之間的時間間隔是多少？而后由學(xué)生動手做） 請同學(xué)們觀察一個實(shí)驗(yàn)：小車沿斜面滑下做變速直線運(yùn)動的例子：讓小車后固定一小紙帶，小車運(yùn)動時會拖著小紙帶一起運(yùn)動，小紙帶穿過一個打點(diǎn)記時器，通過打點(diǎn)記時器把小車在連續(xù)相等的的各個位置（小紙帶的點(diǎn)）記錄下來。 教師：指導(dǎo)同學(xué)們對紙帶打的不同時刻的點(diǎn)進(jìn)行分析、重點(diǎn)指導(dǎo)如何采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，指導(dǎo)學(xué)生采集OA、AB、BC、CD、DE、EF各段的位移，而后研究各小段運(yùn)動的快慢。通過師生討論方式進(jìn)行探究： O A B C D E F 預(yù)測：（各學(xué)生代表的分析） 1、 粗略的研究變速直線運(yùn)動中哪一段運(yùn)動快慢，可用相等時間的位移比較； 2、 粗略的研究變速直線運(yùn)動中哪一段運(yùn)動快慢，可以用這段的位移s跟發(fā)生這段位移所用 3、 … … 在師生討論的基礎(chǔ)上，總結(jié)得出平均速度：可用研究勻速直線運(yùn)動的速度的方法來求變速直線運(yùn)動的平均速度---等效替代方法：研究任何一個變速直線運(yùn)動的快慢，都可以找到一個與它等效的勻速直線運(yùn)動來粗略地描述它。 平均速度就是粗略地表示做變速運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動快慢的物理量，采用描述勻速直線運(yùn)動速度的方法：等于位移s跟發(fā)生這段位移所用時間t的比值。用表示。 由速度的定義式中可看出，v的單位由位移和時間共同決定，國際單位制中是米每秒，符號為m/s或ms—1，常用單位還有km/h、cm/s等，而且平均速度是既具有大小，又有方向的物理量，即矢量。 針對學(xué)生上面計算紙帶OA、AB、BC、CD、DE、EF的各小段小車運(yùn)動的快慢，繼續(xù)討論對平均速度還有什么新的認(rèn)識？ 預(yù)測： 1：通過分別計算出OA、AB、BC的平均速度， 三段的值都不相同，說明不同段計算出的平均速度是不一樣的。 2： 百米運(yùn)動員，10s時間里跑完100m，那么他1s平均跑10米，既平均速度是10m/s。 3： 百米運(yùn)動員平均速度雖是10m/s，并不是他每一秒都跑10 m，誰也說不來他在哪1秒跑了10米，有的1秒鐘跑10米多，有的1秒鐘跑不到10米。 4：… … 教師在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納：百米運(yùn)動員平均速度雖是10m/s，它等效于運(yùn)動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。所以就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。但這個10m/s只代表這100米內(nèi)（或10秒內(nèi)）的平均速度， 平均速度的大小與哪段時間（或與哪段位移）密切相關(guān)，不同段計算出的平均速度一般是不一樣的。 2．瞬時速度 通過師生對話方式進(jìn)行探討： 師：平均速度只能粗略表示運(yùn)動的快慢程度，那么， 如果要精確地描述變速直線運(yùn)動的快慢，應(yīng)怎樣描述呢？ 生：那就必須知道某一時刻（或經(jīng)過某一位置）時物體運(yùn)動的快慢， 師：對，這就是瞬時速度。 瞬時速度：運(yùn)動的物體在（經(jīng)過）某一時刻（或某一位置）的速度。 電源 遮光板 光電門 師生合作的探究性實(shí)驗(yàn)： 利用光電門裝置來研究一小段位移內(nèi)的平均速度的變化，運(yùn)用極限方法來理解瞬時速度的物理意義。 （1） 由教師介紹光電門裝置的作用，及小車（車上插有不同寬度的遮光板）沿斜面下滑的情形。 （2） 由各小組推選三位同學(xué)到講臺在教師的指導(dǎo)下做研究性的實(shí)驗(yàn)：a：保持光電門與小車的距離和斜面的傾角不變，改變插在車上遮光板的寬度，由來求小車經(jīng)光電門位置后運(yùn)動了遮光板的寬度這一小段時間內(nèi)的平均速度，探究當(dāng)小車經(jīng)過同一位置時，遮光板的寬度逐漸變小時，平均速度的值的變化有什么規(guī)律？（各小組利用采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、討論）B：保持光電門與小車的距離及車上遮光板的寬度不變，增大斜面的傾角，探究當(dāng)小車過相同位置運(yùn)動時，小車經(jīng)遮光板的寬度這一小段時間內(nèi)的平均速度的變化，有什么規(guī)律？（各小組利用采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、討論），可以讓學(xué)生根據(jù)收集的數(shù)據(jù)分析，發(fā)表自己的見解。若需要可通過教師設(shè)問、學(xué)生討論來研究。教師可提出： 1、小車沿相同傾角的斜面滑下經(jīng)過某一段距離時的位移越短，平均速度速度變化是越大還是越小？ 2、小車過沿斜面滑下經(jīng)過某一相同距離時時間越短，平均速度速度變化是越大還是越小？ 預(yù)測學(xué)生回答： 1：當(dāng)小車沿斜面滑下過程中，在研究某一段運(yùn)動時、若位移非常小時，平均速度的變化已經(jīng)非常不明顯了 2：當(dāng)小車沿斜面滑下過程中，在研究某一段運(yùn)動時、若時間非常短時，平均速度的變化已經(jīng)非常不明顯了 3：以上兩種情形下平均速度的變化已經(jīng)看不出來了。 教師提出問題：既然平均速度的變化已經(jīng)看不出來了，是否可以把這段運(yùn)動看成是勻速直線運(yùn)動呢？能否用這一小段運(yùn)動的平均速度來表示這小段運(yùn)動中任何位置的瞬時速度呢？ 學(xué)生通過推理討論得出： 既然平均速度的變化已經(jīng)看不出來了，就可以把這段運(yùn)動看成是勻速直線運(yùn)動，利用這一小段運(yùn)動的平均速度表示這小段運(yùn)動中任何位置的瞬時速度。 教師總結(jié)：這就是瞬時速度的物理意義：既當(dāng)位移足夠小時（或時間足夠短時），可以認(rèn)為物體的運(yùn)動已經(jīng)是勻速直線運(yùn)動，所求的平均速度就可以代表這一小段運(yùn)動中任何時刻的瞬時速度。在直線運(yùn)動中，瞬時速度的方向即物體在這一位置的運(yùn)動方向，所以瞬時速度是矢量。通常我們只強(qiáng)調(diào)其大小，把瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱為速率，是標(biāo)量。 請思考： 為什么可以用這種方法來求得小車運(yùn)動通過某位置的瞬時速度？ 小實(shí)驗(yàn) 師： 同學(xué)們是否觀察過摩托車時或汽車運(yùn)動時駕駛位置前的速度計，它顯示的速度就是摩托車時或汽車這一時刻的瞬時速度。 速度計的原理就是一個小型發(fā)電機(jī)與電流計連接，而摩托車或汽車運(yùn)動的瞬時速度與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動的快慢成正比，電流計得到的電流的大小又與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動的快慢成正比，這樣電流計得到的電流就被換成速度示數(shù)。 為每一小組同學(xué)準(zhǔn)備一個小型發(fā)電機(jī)、電流計及細(xì)線（用于繞在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上）用手拉細(xì)線，觀察：當(dāng)手拉的瞬時速度越大；發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速怎樣變化？電流計的示數(shù)又怎樣變化？ 4、 加速度 師：下面表格提供了幾種物體運(yùn)動的情況，同學(xué)們以小組為單位根據(jù)表格的信息針對運(yùn)動速度的變化情況進(jìn)行討論（培養(yǎng)學(xué)生獲取有用信息的能力），也可以讓學(xué)生思考以下的問題？ 運(yùn)動物體 初始速度m/s 經(jīng)過的時間/S 末了速度m/s 賽 車 大型運(yùn)輸飛機(jī) 火車開動時 在槍膛內(nèi)運(yùn)動的子彈 0 300 0 0 10 50 100 0.01 50 400 30 800 1、 各物體運(yùn)動時速度的變化情況如何？ 2、 、能否用分析物體運(yùn)動的快慢的比值方法來分析速度變化的快慢呢？（必須在第1思考題回答后才能提出第2個思考題）（類比遷移方法） 預(yù)測：學(xué)生可能從以下幾種情況思考： 1）每個運(yùn)動物體速度的變化各是多少？ 2）比較每個運(yùn)動物體速度的變化的值和所用的時間之間的關(guān)系。 3）比較每個運(yùn)動物體速度的變化與所用時間的比值的大小關(guān)系。 教師總結(jié)：同學(xué)分析得都很好，幾位同學(xué)分析的角度有所不同。有的同學(xué)分析的是誰速度變化得多；有的同學(xué)分析的是單位時間內(nèi)誰速度變化得多，即誰速度變化的更快？ 怎樣來表示這種不同？ 若要比較速度變化的多少，只要知道末速度和初速度的差值，若要比較速度變化快慢，不僅要知道速度變化的多少（末速度和初速度的差值），還要知道完成這一速度變化所用的時間，比較時要看單位時間內(nèi)的速度變化的平均快慢。 教師對學(xué)生的各種思考與計算給予充分的肯定。設(shè)運(yùn)動物體的初速度為，末速度為，在時間內(nèi)物體速度的變化為。引導(dǎo)學(xué)生用類比遷移方法 由 來表示速度變化的快慢。 為了比較物體運(yùn)動的速度變化的快慢，我們用加速度來表示：物體速度變化跟發(fā)生這一變化所用的時間的比，叫物體運(yùn)動的加速度，設(shè)運(yùn)動物體的初速度為，末速度為，在時間內(nèi)物體速度的變化為：則加速度用a表示為： 教師引導(dǎo)學(xué)生同樣運(yùn)用類比遷移方法，歸納得出： 加速度不僅有大小，而且有方向，加速度是矢量,在直線運(yùn)動中，加速度的方向有與速度的方向同向與反向兩種情形；當(dāng)加速度的方向與速度同向時，物體運(yùn)動速度越來越大；做加速運(yùn)動，當(dāng)加速度的方向與速度反向時，物體運(yùn)動速度越來越小；做減速運(yùn)動。加速度的單位由速度的單位和時間的單位決定，速度的單位是米/秒（m/s），時間的單位是秒（s），加速度的單位就是米/秒2（m/s2），讀“米每二次方秒 課堂練習(xí)： [例題1]獵豹由靜止開始起跑，經(jīng)2s的時間，速度達(dá)到70km/h, 獵豹的加速度是多大？是正值還是負(fù)值，是加速還是減速運(yùn)動？ [例題2]列車以30m/s的速度行駛，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方路段給出低速行駛的信號后，采取自動措施，在10s內(nèi)使列車的速度減少到10m/s，求列車的加速度。列車是加速還是減速運(yùn)動？ 課堂內(nèi)容小結(jié) 1、平均速度的概念及物理意義； 2、瞬時速度的概念及物理意義；速度的大?。ㄋ俾剩┑奈锢硪饬x。 3、加速度的物理意義和加速度的簡單應(yīng)用。 案例評析 本節(jié)課教學(xué)設(shè)計注重學(xué)生知識的形成過程。教師注重創(chuàng)設(shè)問題情境，留給學(xué)生獨(dú)立的觀察思考和實(shí)驗(yàn)的空間，激發(fā)學(xué)生探究的熱情。學(xué)生在已有的認(rèn)知條件下，即根據(jù)學(xué)生已掌握的勻速直線運(yùn)動的速度知識，以小組為單位，讓學(xué)生親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)和理論探究的過程，學(xué)生在小組討論中充分展示自己的觀點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的問題意識和創(chuàng)新意識，較好地理解平均速度、瞬時速度、加速度的物理意義。學(xué)習(xí)過程中注重體會推理、演繹、歸納等科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力。 gkxx 來源：高考學(xué)習(xí)網(wǎng)