高中物理《勻變速直線運動的位移與速度的關系 》

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111 2．3 勻變速直線運動的位移與時間的關系 漣水中學 王成超 設計思想 本節(jié)課的教學任務擬用兩個課時來完成。第一課時的中心內容是勻變速直線運動的位移規(guī)律，以位移公式為載體，采用“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，滲透極限思想，得出“v-t圖象與時間軸所圍的面積表示位移”的結論，然后在此基礎上讓學生通過計算“面積”發(fā)現(xiàn)幾道位移公式，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力。最后用實驗方法對公式進行驗證，培養(yǎng)學生科學的探究能力和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。 第二課時是學習勻變速直線運動的位移與速度的關系，初步學會用勻變速直線運動的位移公式來解決實際問題，體驗知識的應用。 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公式。 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； 滲透極限思想，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，體驗探究的樂趣。 學情分析 學科知識分析： 本節(jié)內容是學生在已學過的瞬時速度、勻變速直線運動的速度與時間的關系的基礎上，探究位移與時間的關系，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。 學生能力分析： 要求學生能在老師的引導下，探究出勻變速直線運動的位移與時間的關系，在介紹v—t圖線與時間軸所圍的面積代表勻變速直線運動的位移時，又一次應用了極限思想。要讓學生初步認識極限思想，并不要求會計算，旨在滲透這種思想。 教學重點 使學生經(jīng)歷勻變速直線運動位移規(guī)律的探究過程，學習科學的探究方法。 教學難點 極限思想的滲透。 教學過程 （教師活動）復習討論引入新課： 問題：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中得到下面的一條紙帶，我們應如何測出小車在D點時的瞬時速度？ (學生活動)討論 、回答： （教師活動）小結： 1.在變速運動中，可以用平均速度來近似地代表瞬時速度。 2.如果時間間隔Δt取得越小，平均速度就越接近瞬時速度。 取得共識，引入講述：以上我們已經(jīng)學習了勻變速直線運動的速度公式，下面我們用 v－t圖象來研究勻變速直線運動的位移規(guī)律。 板書：一、用v－t圖象研究勻變速直線運動的位移 （明確學習目標） 【探究】為了研究勻變速直線運動的位移規(guī)律，我們先來看看勻速直線運動的位移規(guī)律：在勻速直線運動的v-t圖象中， 圖象與時間軸所圍的面積表示位移x=vt。 （教師活動）問題1：對于勻變速直線運動，圖象與時間軸所圍的面積是否也可以表示相應的位移呢？ 啟發(fā)：我們能否運用類似“用平均速度來近似地代表瞬時速度”的思想方法，把勻變速直線運動粗略地當成勻速直線運動來處理？ （學生活動）回答： （教師活動）小結：可以把整個勻變速直線運動的運動過程分成幾個比較小的時間段，把每一小段時間內的勻變速運動粗略地看成是勻速直線運動。 為了簡單處理，我們可以用時間間隔Δt內任意一個時刻的瞬時速度來代表該段時間內運動的平均速度，然后把運動物體在每一個時間間隔內的位移（即小矩形的面積）都表示出來，最后求和，就得到勻變速直線運動的總位移了。 （教師活動）問題2：由于時間間隔Δt取得比較大，所以上面的做法比較粗糙。為了得到更精確的結果，該如何改進？ 討論得出：可以把時間間隔Δt取得很小。 課件演示：時間間隔Δt取得越小，小矩形面積的總和就越準確地表示物體發(fā)生的位移： （1）如果時間間隔Δt取得非常非常小，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。 （滲透“無限逼近”的思維方法） （2）如果時間間隔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。 結論：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。 【拓展】：所有的v-t 圖象與時間軸所圍的面積都表示位移，其正負表示位移的正負。 問題3：對于非勻變速直線運動，圖象與時間軸所圍的面積是否也可以表示相應的位移呢？ 通過課件的演示，讓學生發(fā)現(xiàn)“面積表示位移”。（加深認識） (滲透“化曲為直”的思維方法) 結論：因為勻變速直線運動的 v-t圖象中“面積”表示位移，所以我們只要把“面積”表示出來即可得到勻變速直線運動位移的計算公式。 板書：二、勻變速直線運動的位移公式 （學生活動）板演：學生通過計算“面積”推導出位移公式： 1.把“面積”看作梯形或割補后的矩形，都得到： 。 2.把“面積”看作小矩形加上三角形，得到： 。 3.把“面積”看作大矩形減去三角形，得到： 。 （教師活動）講述：以上公式適用于勻變速直線運動；若以初速度方向為正方向，則勻加速時a為正值，勻減速時a為負值。 【拓展】：對于所有的變速直線運動都有，而對于勻變速直有 ，比較以上兩道公式，你能發(fā)現(xiàn)什么？ 討論得出：勻變速直線運動的平均速度 。 引入：“實踐是檢驗真理的唯一標準”，下面我們通過實驗來驗證以上得出的勻變速直線運動的位移公式。 板書：三、位移公式的驗證 1.問題：是否需要三道公式都一一驗證？ （學生活動）學生討論與回答： （教師活動）分析：（不需要，因為由 結合，即可推導出其他兩道位移公式） (培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力，加深理解) 2.實驗驗證：三道公式中驗證哪一道位移公式比較方便？（驗證 最方便，因為它不涉及加速度，容易測量） 3.如何利用桌面上的儀器來驗證 ？ （學生活動）學生設計實驗方案 討論得出：用一條細線跨過定滑輪拉動軌道上的小車，讓小車拖著紙帶在軌道上作勻加速直線運動，利用打出的紙帶就可以測出v0、v、t和x，從而驗證x是否等于。 學生動手實驗：每組打一條紙帶，利用這一條紙帶進行兩次測量。數(shù)據(jù)處理,得出結果。 分析實驗結果，證明上面推導出來的公式是正確的。 t1 t v v0 0 v1 （經(jīng)歷科學的探究過程，培養(yǎng)科學探究的能力和培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度） 練習：某物體沿水平地面向東做直線運動，其v-t圖象如右圖所示，請你能盡量詳細地說出該物體位移的變化情況。 （通過練習加深對知識的理解） （教師活動）小結： 1.所有的v-t 圖象與時間軸所圍的面積都表示位移。“面積”的大小表示位移的大?。旱谝幌笙迌取懊娣e”為正，表示位移為正。第四象限內“面積”為負，表示位移為負。 （概括歸納，使本節(jié)知識系統(tǒng)化） 2.勻變速直線運動常用的位移公式： ； 。 3.勻變速直線運動的平均速度公式： 。 （ 培養(yǎng)及時歸納總結的好習慣） 課后作業(yè)：預習課本p42~p44內容，嘗試自己解決p44“問題與練習”第1題、第2題。（培養(yǎng)自主學習的好習慣） 教學反思： 1．該教案制定的三維教學目標具體、準確，符合本節(jié)課的教學內容，體現(xiàn)了新課標的理念。教學的重、難點把握準確，教學方法合適；整節(jié)課的設計思路清晰、流暢。 2．教案對教材進行大膽的處理：刪去教材中“思考與討論”欄目的內容，增加“通過面積推導位移公式”和“位移公式的實驗驗證”等內容，把“做一做”欄目的內容和例題移到下一節(jié)課的教學中。這種做法既實現(xiàn)了運用數(shù)學方法和極限思想研究并解決物理問題，又使教學過程更流暢，重點更突出，并且進一步提高學生的學習主動性和積極性，有利于培養(yǎng)學生發(fā)散思維的能力和科學探究的能力。教案通過知識的鋪墊、方法的遷移、多媒體課件的演示等手段，分散了教學難點，同時又讓學生受到科學研究方法的熏陶。在教學過程中發(fā)現(xiàn)學生對“極限”思想有了初步認識，但有一定難度，在以后的教學中還要不斷滲透。實驗設計和數(shù)據(jù)處理上，對學生要求較高。 111