2019-2020年高中物理《勻變速直線運動的位移與時間的關系》教案1 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理《勻變速直線運動的位移與時間的關系》教案1 新人教版必修1 一、設計思路 “勻變速直線運動的位移與時間的關系”擬用兩個課時完成，第一課時主要任務是探究勻變速直線運動的位移規(guī)律，以此為載體，用“導學式”的教學方法，讓學生經(jīng)歷勻變速直線運動位移規(guī)律的探究過程，利用v-t圖象，滲透物理思想方法(化繁為簡、極限思想、微元法等)，得出“v-t圖象與時間軸所圍的面積表示位移”的結論，然后通過計算“面積”得出運動位移的規(guī)律，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和發(fā)散思維能力，促進學生科學探究能力的提高，讓學生感悟物理思想方法。 二、教學目標 1、知識與技能 知道v-t圖象與時間軸所圍的面積表示位移； 初步掌握勻變速直線運動的位移規(guī)律。 2、過程與方法 經(jīng)歷勻變速直線運動位移規(guī)律的探究過程，感悟科學探究的方法； 滲透物理思想方法，嘗試用數(shù)學方法解決物理問題； 通過v-t圖象推出位移公式，培養(yǎng)發(fā)散思維能力。 3、情感態(tài)度與價值觀 激發(fā)學生對科學探究的熱情，感悟物理思想方法，培養(yǎng)科學精神。 三、教學重點、難點 1、教學重點 經(jīng)歷勻變速直線運動位移規(guī)律的探究過程，體驗探究方法。 2、教學難點 物理思想方法的滲透。 四、學情分析 1、學科知識分析： 本節(jié)內(nèi)容是學生在已學過瞬時速度、勻速直線運動的位移位移規(guī)律的基礎上，探究勻變速直線運動位移與時間的關系。在上一章中用極限思想介紹了瞬時速度與瞬時加速度，學生已能接受極限思想。 2、學生能力要求： 學生已初步了解極限思想，在探究“勻變速直線運動的位移與時間的關系”過程中，要進一步滲透極限思想。要在學生體會“v—t圖線與時間軸所圍的面積代表勻運動位移”的過程中，逐步滲透體“無限分割再求和”這種微元法的思想方法。使學生感悟物理思想方法，提高物理思維能力。 五、教學過程（簡略） [引入] （教師） 伽利略相信，自然界是簡單的，自然規(guī)律也是簡單的。我們研究問題，總是從最簡單的開始，通過對簡單問題的研究，認識了許多復雜的規(guī)律，這是科學探究常用的一種方法。 v 0 t t/s v 問題：最簡單的運動是勻速直線運動。它的特征是什么？位移和時間有怎樣的關系？ （回答） 勻速直線運動的位移對應v-t圖線與t 軸所圍成的面積. （教師） 問題：勻變速直線運動的位移是否也對應v-t圖線與t 軸 所圍成的面積. [新課] （板書） 2-3勻變速直線運動的位移與時間的關系 v/(m/s) 0 t t/s 一、用v-t 圖象研究勻速直線運動的位移 勻速直線運動的位移對應v-t圖線與t 軸所圍成的面積. （教師） 問題：勻變速直線運動的位移是否也對應 v-t 圖象一定的面積？ （回答） 我們需要研究勻變速直線運動的位移規(guī)律！ [活動1----研究方法的探討] （教師） 在初中時，我們曾經(jīng)用“以直代曲”的方法，估測一段曲線的長度。 將復雜問題抽象成一個我們熟悉的簡單模型，利用這個模型的規(guī)律進行近似研究,能得到接近真實值的研究結果。這是物理思想方法之一。 問題：這是一種怎樣的思想方法？ 要研究變速運動的位移規(guī)律 我們已知勻速運動位移的規(guī)律 能否借鑒勻速運動的研究方法來研究變速運動？ 復雜問題 簡單模型 化繁為簡的思想方法 （回答） 化繁為簡的思想方法 （教師） 問題：我們應怎樣研究勻變速直線運動？ （學生）討論 （教師） 在很短時間（⊿t）內(nèi)，將變速直線運動近似為勻速直線運動，利用 x=vt 計算每一段的位移，各段位移之和即為變速運動的位移。這是用簡單模型來研究復雜問題的思想方法 怎樣研究變速運動規(guī)律？ 變速運動 勻速運動 抽象 在很小一段時間內(nèi)，化“變”為“不變” 化繁為簡的思想方法 [活動2----探究勻變速直線運動的位移]： 實例：一個物體以10m/s的速度做勻加速直線運動,加速度為2m/s2，求經(jīng)過4s運動的位移。 （教師） 問題：我們怎樣能求出位移？ （學生）討論 （教師） 探究思路：將運動分成時間相等（⊿t）的若干段，在⊿t內(nèi)，將物體視為勻速直線運動，每段位移之和即總位移。 探究1：將運動分成時間相等的兩段， 即⊿t=2秒。 思路：在⊿t=2秒內(nèi)，將物體視為勻速直線運動，兩段位移之和即總位移。 問題：在⊿t=2s內(nèi)，視為勻速直線運動。運動速度取多大？ （回答） 可以取⊿t=2s內(nèi)的初速度或末速度，也可取中間任一點的速度 時刻（ s） 0 2 4 速度（m/s） 10 14 18 [探究1-取初速度為勻速運動速度]： 探究1-1：將運動分成等時兩段，即⊿t=2秒內(nèi)為勻速運動。 時刻（ s） 0 1 2 3 4 速度（m/s） 10 12 14 16 18 問題：運算結果偏大還是偏??？ （回答）偏小 探究1-2：將運動分成等時間的四段，即⊿t=1秒內(nèi)為勻速運動。 問題：運算結果偏大還是偏??？ 時刻（ s） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 速度（m/s） 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （回答）偏小 探究1-3：將運動分成等時的八段，即⊿t=0.5秒內(nèi)為勻速運動。 問題：運算結果與前兩次有何不同？ （回答）依然偏小，但更接近真實值。 [探究2-取末速度為勻速運動速度]： 探究2-1：將運動分成等時的兩段， 即⊿t=2秒內(nèi)為勻速運動。 問題：運算結果偏大還是偏??？ （回答）偏大 探究2-2：將運動分成等時的四段， 即⊿t=1秒內(nèi)為勻速運動。 問題：運算結果偏大還是偏??？ （回答）偏大 探究2-3：將運動分成等時的八段，即⊿t=0.5秒內(nèi)為勻速運動。 2 14 10 v/(m/s) 4 t/s 0 問題：運算結果與前兩次有何不同？ （回答）依然偏大，但更接近真實值。 探究1小結----圖象分析（1） X=48m x=52m x=54m ⊿t越小,估算值就越接近真實值!(大于54m) 探究2小結----圖象分析（2） X=64m x=60m x=58m v/(m/s) 2 14 10 4 t/s 0 ⊿t越小,估算值就越接近真實值(小于58m) 探究小結----數(shù)據(jù)分析 探究過程 速度取值 運算結果 誤差分析 分兩段 ⊿t =2秒 以初速度計算 X=48m 偏小 以末速度計算 X=64m 偏大 分四段 ⊿t =1秒 以初速度計算 X=52m 偏小 以末速度計算 X=60m 偏大 分八段 ⊿t =0.5秒 以初速度計算 X=54m 偏小 以末速度計算 X=58m 偏大 進一步的探究數(shù)據(jù) 探究過程 速度取值 運算結果 誤差分析 過程4: 分16段 ⊿t =0.25秒 以初速度計算 X=55m 偏小 以末速度計算 X=57m 偏大 過程5: 分32段 ⊿t =0.125秒 以初速度計算 X=55.5m 偏小 以末速度計算 X=56.5m 偏大 過程6: 分64段 ⊿t =0.0625秒 以初速度計算 X=55.75m 偏小 以末速度計算 X=56.25m 偏大 （教師） 問題：能看出真實值是多少嗎？ （學生）討論 探究結果： 真實值：55.75m＜x＜56.25m 結論：在⊿t→0 時,誤差很小,估算值非常接近真實值。 （教師） 問題：⊿t越小,誤差越小,估算值就越接近真實值!探究過程的誤差是怎么形成的？ （學生）討論----誤差分析 取⊿t內(nèi)的初速度進行運算----結果偏??；取⊿t內(nèi)的末速度進行運算----結果偏大 （教師） 問題：怎樣解決？ [探究3----用⊿t中點的速度表示勻速直線運動的速度] t/s v/m/s 10 4 18 0 14 2 v/m/s t/s 10 s 4 18 0 14 2 3 1 （教師） 問題：這個結果說明什么？ （學生）討論 探究小結----圖象分析（3） （教師） 問題：我們從三幅v-t 圖象中看到了什么？ （學生）討論 （教師） 探究總結---- 1、如果Δt 取得非常小，所有小矩形的面積之和就能非常準確地代表物體發(fā)生的位移。----這是“無限逼近”的思維方法。 2、如果 Δt 取得非常非常小，所有小矩形的面積之和剛好等于v-t圖象下面的面積。 探究結論： v/(m/s) 0 t t/s 勻變速直線運動的v-t 圖象與時間軸所圍的面積表示位移。 （板書） 二、用v-t圖象研究勻速直線運動的位移 勻變速直線運動的v-t 圖象與時間軸所圍的面積表示位移。 （學生） [做一做] 從v-t圖象中，推導出勻變速直線運動的位移規(guī)律。 梯形“面積”=位移 Vt = v0+ at 勻變速直線運動的位移是時間的二次函數(shù)。 x=x1+x2 （教師） 用 v-t 圖象解釋運動規(guī)律 [活動3----探究過程回顧] （師生互動） 1、分割許多很小的時間間隔⊿t----微分 2、⊿t 內(nèi)是簡單的勻速直線運動----化簡 3、所有⊿t 內(nèi)的位移之和即總位移----求和 當時間間隔無限減小(⊿t→0 )時，平行于t 軸的折線就趨近于物體的速度圖線，則速度圖線與t 軸包圍的面積為勻變速直線運動位移。 上述三個過程是重要的物理思想方法----微元法。 “分割和逼近”的方法在物理學研究中有著廣泛的應用。這是用簡單模型研究復雜問題的常用方法。早在公元263年，魏晉時的數(shù)學家劉徽首創(chuàng)了“割圓術”——圓內(nèi)正多邊形的邊數(shù)越多，其周長和面積就越接近圓的周長和面積。 [活動4----課堂練習] 例題：一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12s，駛過了180m。汽車開始加速時的速度是多少？ （教師） 計算題運算規(guī)范要求： 一般應該先用字母代表物理量進行運算，得出用已知量表示未知量的關系式，然后再把數(shù)值和單位代入式中，求出未知量的值。這樣做能夠清楚地看出未知量與已知量的關系，計算也簡便。 [活動5----本課小結] 一、用v-t圖象研究運動的位移 位移=“面積” 二、勻變速直線運動的位移與時間的關系 t 0 v 三、物理思想方法----極限思想；微元法 [課后活動布置] 1、根據(jù)“探究小車運動規(guī)律”實驗得到的數(shù)據(jù)， 作v-t圖象如圖所示。 1、小車做什么運動？ 2、如何求出小車運動的位移？ 2、作業(yè)：教科書：P40----#1、 #2、#3；（完成在作業(yè)本上，注意規(guī)范表述） 3、思考：在勻變速直線運動的位移與時間的關系式 中，各量的符號有何要求？