高中物理人教版必修1教案 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系3

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111 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系 一、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能： (1)知道勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移x＝υt對(duì)應(yīng)著圖象中的矩形面積． (2)掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系的公式,及其簡(jiǎn)單應(yīng)用． (3)掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度關(guān)系的公式,及其簡(jiǎn)單應(yīng)用． 2．過(guò)程與方法： (1)讓學(xué)生初步了解探究學(xué)習(xí)的方法． (2)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)-----函數(shù)圖象的能力． (3)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已知結(jié)論正確類比推理的能力． 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀： (1)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)分析問(wèn)題的品質(zhì)． (2)從知識(shí)是相互關(guān)聯(lián)、相互補(bǔ)充的思想中，培養(yǎng)學(xué)生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點(diǎn)． (3)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力． 二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1．教學(xué)重點(diǎn)及其教學(xué)策略： 重點(diǎn)：(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系的公式及其應(yīng)用． (2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度關(guān)系的公式及其應(yīng)用． 教學(xué)策略：通過(guò)思考討論和實(shí)例分析來(lái)加深理解． 2．教學(xué)難點(diǎn)及其教學(xué)策略： 難點(diǎn)：應(yīng)用圖象推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式． 教學(xué)策略：引導(dǎo)同學(xué)用極限思想循序漸進(jìn)得出v-t圖線下面梯形的面積代表勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移． 三、設(shè)計(jì)思路 先通過(guò)＂思考與討論＂欄目幫助生建立極限的思想 啟發(fā)生討論勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與其圖象有什么關(guān)系 用例題３鞏固位移公式、位移與速度的關(guān)系式 通過(guò)實(shí)例題２推導(dǎo)位移與速度的關(guān)系式 勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移＝υt對(duì)應(yīng)著圖象中的矩形面積 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 運(yùn)用極限的思想通過(guò)圖象推導(dǎo)出位移公式 　　　　　　　　　　　　　　　　 花接木　　　　　　　　　　　　　 用例題１鞏固位移公式 四、教學(xué)資源 投影片若干，多媒體教學(xué)設(shè)備一套（可供實(shí)物投影）。 五、教學(xué)設(shè)計(jì) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 點(diǎn) 評(píng) 引入新課 υ／（ms-2） t/s t 0 υ 上節(jié)課,同學(xué)們研究了速度與時(shí)間的關(guān)系,下面請(qǐng)大家拿出筆和紙畫出勻速直線運(yùn)動(dòng)和初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的υ－t圖象。 設(shè)問(wèn)：能否用勻速直線運(yùn)動(dòng)的υ－t圖象求物體在時(shí)間t內(nèi)的位移？ 引導(dǎo)學(xué)生簡(jiǎn)要回答能求位移的依據(jù)。 　　從初始時(shí)刻到t時(shí)刻的時(shí)間間隔為t。取初始時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)所在的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，則有t時(shí)刻離原點(diǎn)的位置坐標(biāo)x與質(zhì)點(diǎn)在0～t一段時(shí)間間隔內(nèi)的位移相同。 υ／（ms-2） t/s t 0 υ 0 學(xué)生畫出勻速直線運(yùn)動(dòng)和初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的υ－t圖象 學(xué)生回答：能 根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式x＝υt中υ和t與υ－t圖象中的縱、橫坐標(biāo)有對(duì)應(yīng)關(guān)系。 學(xué)生回答不準(zhǔn)確，教師補(bǔ)充、修正。 學(xué)生對(duì)于兩個(gè)υ－t圖象一般來(lái)講會(huì)畫出來(lái)，但對(duì)于位移公式x＝υt中υ和t與υ－t圖象中的縱、橫坐標(biāo)有對(duì)應(yīng)關(guān)系描述不準(zhǔn)確。 下面我們就用υ－t圖象來(lái)研究位移和時(shí)間的關(guān)系。 講授新課 第一課時(shí) 一、勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移 提問(wèn)：做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體在時(shí)間t內(nèi)的位移與它的υ－t圖象有什么關(guān)系？ 提出問(wèn)題的同時(shí)，用投影片出示勻速直線運(yùn)動(dòng)的υ－t圖象，并用淡紅色標(biāo)出矩形的形狀，引導(dǎo)學(xué)生把位移與矩形的面積聯(lián)系起來(lái)。 設(shè)問(wèn)：對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，它的位移與它的υ－t圖象是不是也有類似的對(duì)應(yīng)關(guān)系呢？ 我們?cè)谘芯看藛?wèn)題之前，先請(qǐng)同學(xué)們閱讀＂思考與討論＂欄目，思考下列問(wèn)題： １．你對(duì)學(xué)生Ａ的估算方法做一評(píng)價(jià)。 ２．若時(shí)間間隔△t=0.04s，位置０～５的位移x=？與△t=0.1s求出的x相比較，誤差會(huì)怎樣？若△t取得更小呢？ ３．要提高估算的精確度，時(shí)間間隔小些好還是大些好？為什么？ 教師針對(duì)學(xué)生回答的多種可能性加以評(píng)價(jià)和進(jìn)一步指導(dǎo)。 教師從學(xué)生討論的結(jié)果中歸納得出：△t越小，對(duì)位移的估算就越精確。 提問(wèn)：這種估算位移的思想怎樣較為直觀地描述出來(lái)呢？ 二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移 　　運(yùn)用上述思想，我們通過(guò)υ－t圖象，研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在時(shí)間t內(nèi)發(fā)生的位移x． 以初速度為υ０的勻加速直線運(yùn)動(dòng)為例：利用學(xué)生畫出的初速度為υ０的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的υ－t圖象求時(shí)間t內(nèi)的位移x. 提問(wèn)１：將時(shí)間t分成５小段（如書中圖2.3－2乙所示）運(yùn)用υ－t圖象，求x． 提問(wèn)２：將時(shí)間t分成１５小段（如書中圖2.3－2丙所示）運(yùn)用υ－t圖象，求x． 提問(wèn)３：將時(shí)間t分得非常細(xì)（如書中圖2.3－2丁所示）情況又怎樣？ 提問(wèn)４：根據(jù)上述的研究，勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體在時(shí)間t內(nèi)的位移用υ－t圖象的什么面積來(lái)表示？ 提問(wèn)５：對(duì)于勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體在時(shí)間t內(nèi)的位移能否用υ－t圖象中的梯形面積來(lái)表示？ 提問(wèn)６：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)上述的研究推導(dǎo)出位移x與時(shí)間t關(guān)系的公式． ［板書］勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系的公式： 當(dāng)a＝０時(shí)，　公式為 當(dāng)υ０＝０時(shí)，公式為 可見(jiàn)：是勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式的一般表達(dá)式，只要知道運(yùn)動(dòng)物體的初速度和加速度，就可以計(jì)算出任意一段時(shí)間內(nèi)的位移，從而確定任意時(shí)刻物體所在的位置。 學(xué)生回答：（若不行，教師補(bǔ)充） 再由學(xué)生得出結(jié)論： 對(duì)于勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體的位移x對(duì)應(yīng)著υ－t圖象中由圖線與坐標(biāo)軸圍成的一塊矩形的面積。 學(xué)生討論提出的問(wèn)題 先由學(xué)生分組自由討論，教師巡回指導(dǎo)，參與學(xué)生的討論。 請(qǐng)學(xué)生代表本組發(fā)言 學(xué)生討論和計(jì)算的結(jié)果有許多可能性，教師加以肯定和指導(dǎo)。 學(xué)生搶答：用υ－t圖象 引導(dǎo)學(xué)生A回答：以每一小段起時(shí)時(shí)刻的瞬時(shí)速度乘以近似地當(dāng)做各小段中的物體位移，各小段位移又用一個(gè)又窄又高的小矩形面積代表．５個(gè)小矩形的面積之和近似地代表物體在整個(gè)過(guò)程中的位移． 學(xué)生B回答：１５個(gè)小矩形的面積之和近似地代表物體在整個(gè)過(guò)程中的位移． 學(xué)生C回答：很多很多小矩形的面積之和就能十分準(zhǔn)確地代表物體的位移． 學(xué)生D回答：用梯形OABC的面積表示． 學(xué)生E回答：也能用梯形的面積表示． 請(qǐng)兩位同學(xué)到黑板上推導(dǎo)此公式，其余同學(xué)在下面推導(dǎo)． 推導(dǎo)過(guò)程： 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用圖象簡(jiǎn)單解決物理問(wèn)題的能力。 分組自由討論培養(yǎng)學(xué)生探究問(wèn)題的能力。 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)解決問(wèn)題的方案作出評(píng)價(jià)的能力。 通過(guò)學(xué)生的思考與討論滲透極限的思想。 在滲透極限思想的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和研究問(wèn)題時(shí)要具有循序漸進(jìn)的科學(xué)思維品質(zhì)。 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已知結(jié)論正確類比推理和歸納得出的出思維能力 ［例題１］一輛汽車以１m/s2的加速度加速行駛了12s，駛過(guò)了180m如圖所示。汽車開(kāi)始加速時(shí)的速度是多少？ 分析：汽車從開(kāi)始加速到駛過(guò)180m這個(gè)過(guò)程中，歷時(shí)12s，即x＝180m，t＝12s。這是個(gè)速度越來(lái)越大的過(guò)程，加速度的方向與速度的方向相同，取正號(hào)，所以a＝１m/s2。加速度不變，可以應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。待求的量是這個(gè)過(guò)程的初速度υ０。 將學(xué)生的解答投影： 解：由可以解出 把已知數(shù)值代入 即汽車開(kāi)始加速時(shí)的速度是９m/s. 學(xué)生看題后，畫出示意圖，學(xué)生分析解題思路并寫出解答過(guò)程。 學(xué)生分析，其余同學(xué)補(bǔ)充、糾正。 培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。認(rèn)真閱讀和審題，是學(xué)習(xí)必不可少的；畫物理情境示意圖，是解決物理問(wèn)題必不可少的。 如果學(xué)生能夠回答（基本）正確，教師就沒(méi)有必要重復(fù)。 一般應(yīng)該先用字母代表物理量進(jìn)行運(yùn)算，得出用已知量表達(dá)未知量的關(guān)系式，然后再把數(shù)值代入式中，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(guān)系，計(jì)算也比較簡(jiǎn)便。 第二課時(shí) 三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系 下面請(qǐng)同學(xué)們回憶一下，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式，并分析兩個(gè)公式的特點(diǎn)。 教師寫出學(xué)生回答的兩個(gè)公式： （１）―――速度公式 （２）――位移公式 教師評(píng)價(jià)并引導(dǎo)：公式中共有五個(gè)物理量，一般來(lái)說(shuō)，已知其中的三個(gè)量就可以求出其余的一個(gè)或兩個(gè)物理量。 有了上述兩個(gè)公式，基本能解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律問(wèn)題。下面請(qǐng)看一個(gè)實(shí)例： ［例題２］射擊時(shí)，火藥在槍筒中燃燒。燃?xì)馀蛎?，推?dòng)彈頭加速運(yùn)動(dòng)。我們把子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)看做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，假設(shè)子彈的加速度是a＝5105m/s2,槍筒長(zhǎng)x＝0.64m，計(jì)算子彈射出槍口時(shí)的速度。 請(qǐng)同學(xué)們應(yīng)用兩個(gè)公式分析并解答。 教師對(duì)學(xué)生甲的解答過(guò)程加以肯定，然后進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考： 　能否只用一關(guān)系式就能求得結(jié)果呢？ 請(qǐng)同學(xué)們推導(dǎo)這一關(guān)系式。 ［板書］勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度關(guān)系的公式： 當(dāng)υ０＝０時(shí)，公式為 這個(gè)關(guān)系式是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一個(gè)重要的推論。關(guān)系式中不含時(shí)間t，在一些不涉及到時(shí)間的問(wèn)題中，應(yīng)用這個(gè)關(guān)系式是較方便的。 同學(xué)們?cè)儆么岁P(guān)系式解決這個(gè)例題。 投影學(xué)生的解答： 已知：υ０＝０，a＝5105m/s2, x＝0.64m，根據(jù)位移與速度的關(guān)系式 　可得到 即子彈射出槍口時(shí)的速度是800m/s. 四、簡(jiǎn)單應(yīng)用 ［例題３］一架載滿乘客的客機(jī)由于某種原因緊急著陸，著陸時(shí)的加速度大小為6.0m/s2，著陸前的速度為60m/s,問(wèn)飛機(jī)著陸后12s內(nèi)滑行的距離為多大？ 請(qǐng)同學(xué)們思考并作解答。 教師從各種解題方法中引導(dǎo)學(xué)生分析運(yùn)動(dòng)的實(shí)際性。 教師歸納： 解法一：飛機(jī)著陸后做勻減速運(yùn)動(dòng)至停下之后保持靜止，是勻減速運(yùn)動(dòng)，即a＝－6.0 m/s2.故有：飛機(jī)做勻減速運(yùn)動(dòng)至停止所用時(shí)間為： 可見(jiàn)：飛機(jī)著陸后的12s內(nèi)前10s做勻減速運(yùn)動(dòng)，后2s停止不動(dòng)。所以著陸后12s內(nèi)滑行的距離即為前10s內(nèi)滑行的距離： =300m 解法二：飛機(jī)著陸后做勻減速運(yùn)動(dòng)至停下之后保持靜止，是勻減速運(yùn)動(dòng)，即a＝－6.0 m/s2.故有：飛機(jī)做勻減速運(yùn)動(dòng)至停止所用時(shí)間為： 可見(jiàn)：飛機(jī)著陸后的12s內(nèi)前10s做勻減速運(yùn)動(dòng)，10s末飛機(jī)就已經(jīng)停止即末速度為零。所以著陸后12s內(nèi)滑行的距離即為速度從60m/s到停止的過(guò)程中滑行的距離，根據(jù)位移與速度關(guān)系式得到 ＝300m 即飛機(jī)著陸后12s內(nèi)滑行的距離為300m. 一個(gè)學(xué)生到黑板上寫出這兩個(gè)公式，其他同學(xué)在下面默寫出來(lái)。 學(xué)生回答并分析兩個(gè)公式的特點(diǎn)。 學(xué)生看題分析，畫出子彈加速運(yùn)動(dòng)的示意圖。 學(xué)生甲到黑板上板演： 由題意υ０＝０，根據(jù)先求出時(shí)間t再求υ 學(xué)生討論并搶答：題中已知條件和所求的結(jié)果都不涉及時(shí)間t，將兩個(gè)公式聯(lián)立，消去t，就直接得到位移與速度的關(guān)系式了。 請(qǐng)兩位同學(xué)到黑板上推導(dǎo)，其余同學(xué)在下面推導(dǎo)。 學(xué)生推導(dǎo)過(guò)程如下： 由得代入位移公式， 　 即　 學(xué)生輕松愉快地運(yùn)用此關(guān)系式 解答此問(wèn)題。 學(xué)生審題并畫出飛機(jī)緊急著陸示意圖： 先由學(xué)生自由討論，教師巡回指導(dǎo)，參與學(xué)生的討論。 請(qǐng)學(xué)生代表發(fā)言 學(xué)生的解答中有許多可能出現(xiàn)的解答過(guò)程，有人會(huì)直接運(yùn)用位移公式求得結(jié)果是288m；有人會(huì)應(yīng)用速度公式先求出從開(kāi)始著陸到停止所需的時(shí)間t=10s,再把t=10s代入位移公式求出結(jié)果是300m；有人會(huì)應(yīng)用速度公式先求出從開(kāi)始著陸到停止所需的時(shí)間t=10s<12s，然后再用位移與速度的關(guān)系式求出結(jié)果也300m。 引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷地總結(jié)和歸納已學(xué)過(guò)的知識(shí)，從使學(xué)生加深對(duì)新舊知識(shí)的理解。 引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中找出解決問(wèn)題的最佳方案，進(jìn)而使認(rèn)識(shí)再上升到理論性、規(guī)律性的知識(shí)。 引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)例探究的方法運(yùn)用到解決問(wèn)題之中。 由實(shí)踐到理論再實(shí)踐 一個(gè)新的、簡(jiǎn)單的關(guān)系式，學(xué)生非常樂(lè)意用它去解決問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生尋找解決問(wèn)題的最佳方案的欲望，增強(qiáng)了學(xué)生的求知欲。 讓學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)發(fā)現(xiàn)失誤并能得到及時(shí)的糾正。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真審題和認(rèn)真反思的好習(xí)慣。 培養(yǎng)學(xué)生一題多解的能力。 在對(duì)物理問(wèn)題的解答中，核心是對(duì)物理過(guò)程和物理情景進(jìn)行正確的分析，從而找出相應(yīng)的物理規(guī)律。 本課小結(jié) １．通過(guò)圖象運(yùn)用極限的思想這一科學(xué)思維方法來(lái)推導(dǎo)勻變直線運(yùn)動(dòng)的位移公式。 ２．通過(guò)實(shí)例探究出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要推論――位移與速度的關(guān)系式。 布置作業(yè) １．請(qǐng)學(xué)生課后探討課本第42頁(yè)，“做一做”中的思考題。 ２．課本第4４頁(yè)，問(wèn)題與練習(xí)中的第１、２、３、４、５題。 板書設(shè)計(jì) 第三節(jié)　勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系 一、勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移 　?。保灰乒剑簒=υt ２．勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移對(duì)應(yīng)著圖象中的矩形面積 二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系的公式： 當(dāng)a＝０時(shí)，公式為 當(dāng)υ０＝０時(shí)，公式為 三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系式： 當(dāng)υ０＝０時(shí)，公式為 六 課后反思 １．由這節(jié)課開(kāi)始，有較多的公式運(yùn)算，要根據(jù)學(xué)生的情況，要求他們應(yīng)用代數(shù)的方法求解未知量。一開(kāi)始養(yǎng)成好習(xí)慣，對(duì)以后的學(xué)習(xí)很有好處。計(jì)算的題目不可過(guò)于繁瑣，并應(yīng)著重分析其物理意義，防止將公式變來(lái)?yè)Q去而忽略了物理意義。 ２．由于學(xué)生剛接觸勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在講解、選用習(xí)題時(shí)過(guò)程不要太復(fù)雜。要先讓學(xué)生做一些簡(jiǎn)單的練習(xí)以熟悉公式，理解公式的物理意義。 3．該教案制定的三維教學(xué)目標(biāo)具體、準(zhǔn)確，符合本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)了新課標(biāo)的理念。教學(xué)的重、難點(diǎn)把握準(zhǔn)確，教學(xué)方法合適；整節(jié)課的設(shè)計(jì)思路清晰、流暢。 4．教案對(duì)教材進(jìn)行大膽的處理：刪去教材中“思考與討論”欄目的內(nèi)容，增加“通過(guò)面積推導(dǎo)位移公式”和“位移公式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”等內(nèi)容，把“做一做”欄目的內(nèi)容和例題移到下一節(jié)課的教學(xué)中。這種做法既實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和極限思想研究并解決物理問(wèn)題，又使教學(xué)過(guò)程更流暢，重點(diǎn)更突出，并且進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的能力和科學(xué)探究的能力。教案通過(guò)知識(shí)的鋪墊、方法的遷移、多媒體課件的演示等手段，分散了教學(xué)難點(diǎn)，同時(shí)又讓學(xué)生受到科學(xué)研究方法的熏陶。在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)“極限”思想有了初步認(rèn)識(shí)，但有一定難度，在以后的教學(xué)中還要不斷滲透。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理上，對(duì)學(xué)生要求較高。 金嵩洲 網(wǎng)上整合 111