勻變速直線運動的研究教案 (2)

《勻變速直線運動的研究教案 (2)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《勻變速直線運動的研究教案 (2)（17頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二章 勻變速直線運動的研究 全章概述 本章是在第一章運動描述的基礎(chǔ)上，進一步用實驗的方法，探索勻變速直線運動的規(guī)律和特點，并結(jié)合公式、圖象對勻變速直線運動進行研究。通過使用打點計時器設計相關(guān)實驗探索運動規(guī)律，并用語言、公式、圖象進行描述。本章重點是勻變速直線運動規(guī)律的掌握，重點掌握其研究的方法和運動的規(guī)律及應用。 本章公式和推論較多，在學習時要分清公式的應用條件和前提，不可亂套公式，在物理過程比較復雜時可以分解過程，—一突破并建立相關(guān)聯(lián)系，必要時可借助圖象進行分析比較。 本章可分為三個單元 （1）基本規(guī)律的探索及描述（一、二、三節(jié)） （2）相關(guān)的推論的整理及應用（三節(jié)后半部分

2、） （3）特殊應用及伽利略的研究史實（第四、五節(jié)） 新課標要求 本章也是必修模塊中物理1模塊的第一部分，為第一個二級主題。 1、通過研究勻變速直線運動中速度與時間的關(guān)系，位移與時間的關(guān)系，體會公式表述和圖象表述的優(yōu)越性，為進一步應用規(guī)律奠定基礎(chǔ)，體會數(shù)學在處理問題中的重要性。通過史實了解伽利略研究自由落體所用的實驗和推論方法，體會科學推理的重要性，提高學生的科學推理能力。 2、在掌握相關(guān)規(guī)律的同時，通過對某些推論的導出過程的經(jīng)歷，體驗物理規(guī)律“條件”的意義和重要性，明確很多規(guī)律都是有條件的，科學的推理也有條件性。 新課程學習 1. 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律（教案1）

3、 教學目標 一、知識目標： 1、根據(jù)相關(guān)實驗器材，設計實驗并熟練操作。 2、會運用已學知識處理紙帶，求各點瞬時速度。 3、會用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想。 二、能力目標： 1、初步學習根據(jù)實驗要求，設計實驗，完成某種規(guī)律的探究方法。 2、對打出的紙帶，會用近似的方法得出各點瞬時速度。 三、德育目標 1 、通過對小車運動的設計，培養(yǎng)學生積極主動思考問題的習慣，并鍛煉其思考的全面性、準確性與邏輯性。 2、通過對紙帶的處理，實驗數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn)，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，能使學生靈活地運用科學方法來研究問題，解決問題，提高創(chuàng)新意識。 3、在對實驗數(shù)據(jù)的猜測過程中，提高學生

4、合作探究能力。 教學重點 對實驗的設計 數(shù)據(jù)的處理 教學難點 1、各點瞬時速度的計算。 2、對實驗數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究。 教學方法 教師啟發(fā)、引導，學生自主實驗，討論、交流學習成果。 教學用具 打點計時器 小車 鉤碼 紙帶 課時安排 2課時 教學過程 一、導入新課 我們已經(jīng)學習了用打點計時器測定物體運動的速度。我們這節(jié)課再利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 二、新課教學： 1、讓學生自己設計好實驗，并口頭闡述相關(guān)實驗器材及步驟。 教師活動：根據(jù)實驗目的，研究物體運動的特點、規(guī)律。引導學生從具體實例開始，提出問題：如何設計小車在重物下的運動實驗？

5、 學生活動：思考實驗過程并流利地口頭闡述實驗，包括設計思想、實施步驟和操作過程。 點評：以前老師比較習慣直接告訴學生如何去做，使學生沿著老師指定的方向“輕松”前進，自然而然地養(yǎng)成了“飯來張口”的惰性，缺乏思考的積極性、主動性，雖然這兒不是重點，但可以順便培養(yǎng)學生動腦思考的好習慣。 2、引導學生熟練地擺好器材，進行合理、準確地操作，得到一條點跡清晰的紙帶。 教師活動：引導學生“三思而后行”，注意實驗邏輯性、合理性及其相關(guān)注意事項，而確保準確，并巡視全場，對出現(xiàn)的問題予以及時糾正。 學生活動：進行實驗操作，注意把實驗過程和已學過的“練習使用打點計時器”相對比，及時提出問題。 點評：（1）

6、在動手操作之前，可以讓學生先在頭腦中實驗，提前思考實驗順序和注意事 項；保證操作地順利進行。 （2）和已學實驗進行對比，使學生很好地應用了比較法，且有助于加深記憶。 （3）對學生出現(xiàn)的問題，可拿出來讓全班同學參與解決，比如：“有的同學先松手， 再開打點計時器電源，有的同學反之，哪種好？為什么？”這樣讓學生參與討論，調(diào)動學生思考的積極性和主動性。 3、選擇紙帶，并選好計數(shù)點，計算各計數(shù)點的瞬時速度填入表格。 教師活動：①讓學生思考，面對打出的紙帶如何研究小車的運動？ ②引導學生學會計算各點瞬時速度的方法和表格處理方法。 學生活動：①得到紙帶上

7、點的速度就代表物體運動速度這個結(jié)論。 ②用近似法計算各點瞬時速度，并填入表格，有待觀察。 點評：（1）在“為什么要計算各點瞬時速度”這個問題，要讓學生自己思考分析，提高其分析問題的能力。 （2）各點瞬時速度的計算雖然是已學內(nèi)容，但牽扯到學生的計算能力及方法的理 解，所以仍是一難點，不容忽視。 4、由上述數(shù)據(jù)表格猜想出小車運動速度隨時間的變化規(guī)律：速度與時間成正比。 教師活動：鼓勵學生大膽猜想，并一一列舉學生的各種想法，了解學生猜想的原因，進行總結(jié)與點評，糾正盲目的瞎想。 學生活動：大膽猜想，回答猜想原因，闡述猜想思路。 點評：（1）以上活動可以說是實驗的精華

8、之一，是提高學生思維能力與探究能力的關(guān)鍵之舉。但應注意，猜想也有學問，要讓猜想盡可能正確，就得根據(jù)自己所學知識和自己積累的經(jīng)驗來尋找答案，否則正確的可能性就很小了。 （2）通過學生回答，可以掌握學生思維習慣，了解學生的內(nèi)心世界，可以達到知己知彼，對癥下藥。 （三）實例探究 關(guān)于實驗的步驟 ［例］在研究勻變速直線運動的實驗中，某同學操作以下實驗步驟，其中錯誤或遺漏 的步驟有（遺漏步驟可編上序號G、H ……） A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處放開紙帶，再接通電源 B．將打點計時器固定在平板上，并接好電路 C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的

9、鉤碼 D．取下紙帶 E．將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運動 F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔 將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序。 解析：（1）問A中應先通電，再放紙帶。 （2）D中取下紙帶前應先斷開電源。 （3）補充步驟G：換上新紙帶，重復三次。 步驟順序為：BFECADG 三、小結(jié) 這節(jié)課重點是對重物牽引下小車的運動進行探究，在探究過程中，涉及到了實驗的設計、操作以及作圖象的方法、原則，很好地提高了大家各方面的能力，同時又為后面學習這種勻變速運動打下了基礎(chǔ)。 四、作業(yè)： 課后完成課本36頁“問題與練習”中的習題。 1

10、. 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律（教案2） ★教學過程 （一）引入新課 我們已經(jīng)學習了用打點計時器測定物體運動的速度。我們這節(jié)課再利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 （二）進行新課 1、讓學生自己設計好實驗，并口頭闡述相關(guān)實驗器材及步驟。 教師活動：根據(jù)實驗目的，研究物體運動的特點、規(guī)律。引導學生從具體實例開始，提出問題：如何設計小車在重物下的運動實驗？ 學生活動：思考實驗過程并流利地口頭闡述實驗，包括設計思想、實施步驟和操作過程。 點評：以前老師比較習慣直接告訴學生如何去做，使學生沿著老師指定的方向“輕松”前進，自然而然地養(yǎng)成了“飯來張口”的惰性，缺乏思考的

11、積極性、主動性，雖然這兒不是重點，但可以順便培養(yǎng)學生動腦思考的好習慣。 2、引導學生熟練地擺好器材，進行合理、準確地操作，得到一條點跡清晰的紙帶。 教師活動：引導學生“三思而后行”，注意實驗邏輯性、合理性及其相關(guān)注意事項，而確保準確，并巡視全場，對出現(xiàn)的問題予以及時糾正。 學生活動：進行實驗操作，注意把實驗過程和已學過的“練習使用打點計時器”相對比，及時提出問題。 點評：（1）在動手操作之前，可以讓學生先在頭腦中實驗，提前思考實驗順序和注意事 項；保證操作地順利進行。 （2）和已學實驗進行對比，使學生很好地應用了比較法，且有助于加深記憶。 （3）對

12、學生出現(xiàn)的問題，可拿出來讓全班同學參與解決，比如：“有的同學先松手， 再開打點計時器電源，有的同學反之，哪種好？為什么？”這樣讓學生參與討論，調(diào)動學生思考的積極性和主動性。 3、選擇紙帶，并選好計數(shù)點，計算各計數(shù)點的瞬時速度填入表格。 教師活動：①讓學生思考，面對打出的紙帶如何研究小車的運動？ ②引導學生學會計算各點瞬時速度的方法和表格處理方法。 學生活動：①得到紙帶上點的速度就代表物體運動速度這個結(jié)論。 ②用近似法計算各點瞬時速度，并填入表格，有待觀察。 點評：（1）在“為什么要計算各點瞬時速度”這個問題，要讓學生自己思考分析，提高其分析問題的能力。 （2）

13、各點瞬時速度的計算雖然是已學內(nèi)容，但牽扯到學生的計算能力及方法的理 解，所以仍是一難點，不容忽視。 4、由上述數(shù)據(jù)表格猜想出小車運動速度隨時間的變化規(guī)律：速度與時間成正比。 教師活動：鼓勵學生大膽猜想，并一一列舉學生的各種想法，了解學生猜想的原因，進行總結(jié)與點評，糾正盲目的瞎想。 學生活動：大膽猜想，回答猜想原因，闡述猜想思路。 點評：（1）以上活動可以說是實驗的精華之一，是提高學生思維能力與探究能力的關(guān)鍵之舉。但應注意，猜想也有學問，要讓猜想盡可能正確，就得根據(jù)自己所學知識和自己積累的經(jīng)驗來尋找答案，否則正確的可能性就很小了。 （2）通過學生回答，可以掌握學生思維

14、習慣，了解學生的內(nèi)心世界，可以達到知此 知彼，對癥下藥。 5、學生獨立尋找直觀地體現(xiàn)規(guī)律的方法：圖象法。 教師活動：提出體現(xiàn)物理規(guī)律的兩種方法：1、公式法；2、圖象法，得出圖象法的直觀優(yōu)越性。 學生活動：回答方法，并掌握圖象法的直觀優(yōu)越性。 點評：（1）用圖象法來處理物理問題，探究物理規(guī)律，在物理學中是比較常用的，也是 非常重要的。 （2）此外，在這兒還培養(yǎng)了學生從優(yōu)選擇的習慣。 6、掌握繪制圖象的一般方法：描點法。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制v-t圖象。 教師活動：強調(diào)繪制圖象的方法，并提問引導描點法一般原則，強調(diào)作圖的精確性，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。 學生活動：根據(jù)實驗

15、數(shù)據(jù)和坐標紙大小先確定標度，再準確描點，并用平滑的曲線進行連接。 點評：描點法是作圖的一種最基本的方法，最重點的兩點：一是準確性（標度要合適）， 二是要用平滑曲線連接（要讓盡可能多的點分布在線上，不在線上的點分布在兩側(cè)，離線較遠的點刪去）。最后還要注意美觀性（使圖象分布在坐標紙中央）。 7、觀察計算機作圖，了解計算機作圖優(yōu)越性。 教師活動：用Excel軟件演示作v-t圖。 學生活動：認真觀察、體會并和手工作圖加以對比，爭取課下獨立完成。 點評：學生每人一機可能有的學校條件不具備，但教師用機基本能實現(xiàn)，因此這兒作一演示，有計算機的學生課下可自行完成，對微機學習也是一個促進，沒

16、有條件的學生也可以增強感觀認識，同時還能提高學生們興趣，增強學生們學習主動性。 8、根據(jù)所作圖線來描述小車運動速度隨時間的規(guī)律。 教師活動：根據(jù)學生不同回答來進行總結(jié)、引導。培養(yǎng)其規(guī)律總結(jié)能力，語言表達能力。 學生活動：回答：小車速度隨時間逐漸增大；相同時間里，速度增量相同；成正比…… 點評：這里答案不唯一，應鼓勵學生大膽表達，對正確的地方表揚，不合適的地方應 引導、糾正，這樣才能使學生加深印象，培養(yǎng)良好的思維習慣，提高創(chuàng)新意識、開闊思維。 （三）課堂總結(jié)、點評 這節(jié)課重點是對重物牽引下小車的運動進行探究，在探究過程中，涉及到了實驗的設計、操作以及作圖象的方法、原則，很好

17、地提高了大家各方面的能力，同時又為后面學習這種勻變速運動打下了基礎(chǔ)。 2. 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系 一、教學目標 1．知識與技能： (1)知道勻速直線運動圖象。 (2)知道勻變速直線運動的圖象,概念和特點。 (3)掌握勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式v = v0 + at,并會應用它進行計算。 2．過程與方法： (1)讓學生初步了解探究學習的方法. (2)培養(yǎng)學生的邏輯推理能力,數(shù)形結(jié)合的能力,應用數(shù)學知識的解決物理問題的能力。 3．情感態(tài)度與價值觀： (1)培養(yǎng)學生基本的科學素養(yǎng)。 (2)培養(yǎng)學生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點。 (3)培養(yǎng)學

18、生應用物理知識解決實際問題的能力。 二、教學重點、難點 重點：(1) 勻變速直線運動的圖象,概念和特點。 (2) 勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式v = v0 + at,并會應用它進行計算。 難點：應用圖象推導出勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式v = v0 + at。 四、教學設計 1．引入新課 上節(jié)課,同學們通過實驗研究了速度與時間的關(guān)系,小車運動的υ－t圖象。 設問：小車運動的υ－t圖象是怎樣的圖線？（讓學生畫一下） υ／（m·s-1） t/s t 0 υ 0 學生畫出小車運動的υ－t圖象，并能表達出小車運動的υ－t圖象是一條傾斜的直線。速度和時間的這

19、種關(guān)系稱為線性關(guān)系。 學生坐標軸畫反的要更正，并強調(diào)調(diào)，縱坐標取速度，橫坐標取時間。 設問：在小車運動的υ－t圖象上的一個點P（t1,v1）表示什么？ 學生回答：t1時刻,小車的速度為v1 ；（學生回答不準確，教師補充、修正。） υ／（m·s-1） t/s t 0 υ00 2．講授新課 （1）勻變速直線運動概念的引入： 向?qū)W生展現(xiàn)問題： 提問：這個υ－t圖象有什么特點？它表示物體運動的速度有什么特點？物體運動的加速度又有什么特點？ 學生分小組討論： 每一小組由一位同學陳述小組討論的結(jié)果。 學生回答：圖象是一條平行于時間軸的直線。 物體

20、的速度不隨時間變化，即物體作勻速直線運動。 作勻速直線運動的物體，?v = 0，= 0，所以加速度為零。 向?qū)W生展現(xiàn)問題： 提問：在上節(jié)的實驗中，小車在重物牽引下運動的v-t圖象是一條傾斜的直線，物體的加速度有什么特點？直線的傾斜程度與加速度有什么關(guān)系？它表示小車在做什么樣的運動？ 老師引導：從圖可以看出，由于v-t圖象是一條傾斜的直線，速度隨著時間逐漸變大，在時間軸上取取兩點t1,t2,則t1,t2間的距離表示時間間隔?t= t2—t1，t1時刻的速度為v1, t2 時刻的速度為v2,則v2—v1= ?v，?v即為間間隔?t內(nèi)的速度的變化量。 提問：?v與?t是什么關(guān)系？

21、 每一小組由一位同學陳述小組討論的結(jié)果。 v-t圖象是一條傾斜的直線，由作圖可知無論?t選在什么區(qū)間，對應的速度v的變化量?v與時間t的變化量?t之比都是一樣的等于直線的斜率，即加速度不變。 所以v-t圖象是一條傾斜的直線的運動，是加速度不變的運動。 知識總結(jié)：沿著一條直線，且加速度不變的運動，叫做勻變速直線運動。(uniform variable rectilinear motion)。勻變速直線運動的v-t圖象是一條傾斜的直線。 物體做勻變速直線運動的條件：1。沿著一條直線運動 2．加速度不變 對勻變速直線運動的理解： 要注意以下幾點： l 加速度是矢量，既有大小又有

22、方向。加速度不變，指的是加速度的大小和方向都不變。若物體雖然沿直線運動，且加速度的大小不變，但加速度的方向發(fā)生了變化，從總體上講，物體做的并不是勻變速直線運動。 l 沿一條直線運動這一條件不可少，因為物體盡管加速度不變，但還可能沿曲線運動。例如我們在模塊“物理2”中將要討論的平拋運動，就是一種勻變速曲線運動。 l 加速度不變，即速度是均勻變化的，運動物體在任意相等的時間內(nèi)速度的變化都相等。因此，勻變速直線運動的定義還可以表述為：物體在一條直線上運動，如果在任意相等的時間內(nèi)速度的變化量都相等，這種運動就叫做勻變速直線運動。 v t o 甲 v t o 乙 展示以下兩個v-t

23、圖象，請同學們觀察，并比較這兩個v-t圖象。 學生回答v-t圖線與縱坐標的交點表示t = 0 時刻的速度，即初速度v0。 v-t圖線的斜率在數(shù)值上等于速度v的變化量?v與時間t的變化量?t之比，表示速度的變化量與所用時間的比值，即加速度。由作圖可得甲乙兩個v-t圖象表示的運動都是勻變速直線運動，但甲圖的速度隨時間均勻增加，乙圖的速度隨著時間均勻減小。 知識總結(jié)：在勻變速直線運動中，如果物體的速度隨著時間均勻增加，這個運動叫做勻加速直線運動；如果物體的速度隨著時間均勻減小，這個運動叫做勻減速直線運動。 v t o V0 V t ?V ?t （2）速度與

24、時間的關(guān)系式 提問：除用圖象表示物體運動的速度與時間的關(guān)系外，是否還可以用公式表達 物體運動的速度與時間的關(guān)系？ 教師引導，取t=0時為初狀態(tài)，速度為初速度V0，取t時刻為末狀態(tài)，速度為末速度V,從初態(tài)到末態(tài)，時間的變化量為?t，則?t = t—0，速度的變化量為?V,則?V = V—V0 學生回答：因為加速度 a = ,所以?V =a ?t V—V0= a ?t V—V0= a t V= V0 + a t 知識總結(jié)：勻變速直線運動中，速度與時間的關(guān)系式是V= V0 + a t 勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的公式：V= V0 + a t的理解： l 由于加速度a在

25、數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度的變化量，所以at是從0—t這段時間內(nèi)速度的變化量；再加上運動開始時物體的速度V0，就得到t時刻物體的速度V。 l 公式說明，t時刻的速度v與初速度v0、加速度a和時間t有關(guān)。 l 讓學生明白該公式不僅可以應用在勻加速直線運動中，也可以應用在勻減速運動中 對于勻加速直線運動，若取V0 方向為坐標軸的正方向（V0 >0），a等于單位時間內(nèi)速度的增加量，at是從0—t這段時間內(nèi)速度的增加量； t時刻物體的速度V等于初速V0加上at。即V= V0 + a t，這說明：對勻加速直線運動，初速V0 >0時，加速度a>0

26、 對于勻減速直線運動，若取V0 方向為坐標軸的正方向（V0 >0），a等于單位時間內(nèi)速度的減少量，at是從0—t這段時間內(nèi)速度的減少量； t時刻物體的速度V等于初速V0減去at。即V= V0 +（- a t），這說明：對勻加速直線運動，初速V0 >0時，加速度a<0，在利用公式V= V

27、0 + a t解題代入數(shù)據(jù)時加速度a應為負值。 v0 v=? a 圖2－13 t 3.教材中兩道例題的分析 應用公式V= V0 + a t，此公式用在兩種類型中：勻加速直線運動和勻減速運動。 v=0 v0=? a t 圖2－14 教材中的例題1，研究的是汽車的加速過程，已知汽車的初速度v0、加速度a和加速的時間t，需求末速度v，如圖2－13所示。此題只需直接應用勻變速直線運動的速度公式即可求解。 教材中的例題2，研究的是汽車的緊急剎車過程，已知汽車的加速度a的大小和剎車減速的時間t，并有隱含條件末速度v=0，需求初速度v0，如圖2－14所示。此題在應用勻變速直線運動

28、的速度公式求解時，若以汽車運動的方向為正方向，則加速度須以負值代入公式。 求解這兩道例題之后，可以總結(jié)一下，解答此類問題的一般步驟是：認真審題，弄清題意；分析已知量和待求量，畫示意圖；用速度公式建立方程解題；代入數(shù)據(jù)，計算出結(jié)果。 補充： 1． 勻加速直線運動的再認識（復習） 2． 關(guān)系式再認識 ?在第一節(jié)探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，我們已經(jīng)用到了“勻變速直線運動某段時間內(nèi)的平均速度，就等于這段時間中間時刻的瞬時速度”這一規(guī)律。你想過沒有，為什么有這種等量關(guān)系呢？讓我們來證明一下。 設物體做勻變速直線運動的初速度為v0，加速度為a，經(jīng)時間t后末速度為v，并以表示這段時間中間

29、時刻的瞬時速度。由，，可得 。 因為勻變速直線運動的速度隨時間是均勻變化的，所以它在時間t內(nèi)的平均速度，就等于時間t內(nèi)的初速度v0和末速度v的平均值，即。從而，可得 。 3． 于初速度為0的勻加速直線運動 因v0=0，由公式可得 ， 這就是初速度為0的勻加速直線運動的速度公式。 因加速度a為定值，由可得。所以，在物體做初速度為0的勻加速直線運動時，物體在時刻t、2t、3t、…… n t的速度之比 v1︰v2︰v3︰……︰vn=1︰2︰3︰……︰n。 4． 對“說一說”問題的討論 ?本節(jié)教材在“說一說”欄目中

30、給出了一個物體運動的速度圖象，圖象是一條斜向上延伸的曲線。從圖象可以看出，物體的速度在不斷增大。在相等的時間間隔△t內(nèi)，速度的變化量△v并不相等，而是隨著時間的推移在不斷增大。所以，物體的加速度在不斷增大，物體做的并不是勻加速運動，而是加速度逐漸增大的變加速運動。 ?請進一步思考：勻變速直線運動速度圖象直線的斜率表示加速度，那么從變加速直線運動的速度圖象，又如何求出某段時間內(nèi)的平均加速度和某一時刻的瞬時加速度呢？由教材圖2.2-5不難看出，變加速直線運動速度圖象曲線的割線的斜率，表示相應時間段內(nèi)的平均加速度；曲線的切線的斜率，表示相應時刻的瞬時加速度。 3.勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系

31、 一．教學目標： 1． 知識與技能： 掌握用v—t圖象描述位移的方法；掌握勻變速運動位移與時間的關(guān)系并運用（知道其推導方法）；掌握位移與速度的關(guān)系并運用。 2． 過程與方法： 通過對微分思想的理解，明確“面積”與位移的關(guān)系；練習位移公式不同形式的應用。 3． 情感、態(tài)度與價值觀： (1)、養(yǎng)成認真分析問題的好習慣，體會一題多解，要解題嚴謹。 (2)、題目有多解，人生道路有多種選擇，青年學生要選擇正確的人生觀。 二． 教學重點： 1． 位移與時間關(guān)系推導。 2． 表達式：x = v0 + at2/2、v2 - v02 = 2ax . 3． 運用公式解決具

32、體問題。 三． 教學難點： 1． 公式中各物理量的理解與準確應用。 2． 速度—時間圖象中面積表示位移。 四． 教學過程： 初中已學過勻速直線運動求位移的方法x=vt,在速度—時間圖像中可看出位移對應著一塊矩形面積。（此處讓學生思考回答） 對于勻變速直線運動是否也對應類似關(guān)系呢？ ? 引入新課 分析書上 “思考與討論” ，引入微積分思想，對書P41圖2.3-2的分析理解（教師與學生互動）確認v-t圖像中的面積可表示物體的位移。 ? 位移公式推導： 先讓學生寫出梯形面積表達式： S=(OC+AB)OA/2 分請學生析OC,AB,OA各對應什么物理量？并將v = v0

33、+ at 代入， 得出：x = v0t + at2/2 注意式中x, v0 ,a要選取統(tǒng)一的正方向。 ? 應用：1。書上例題分析，按規(guī)范格式書寫。 2．補充例題：汽車以10s的速度行駛，剎車加速度為5m/s，求剎車后1s，2s，3s的位移。 ? 勻變速直線運動的位移與速度的關(guān)系： 如果我們所研究的問題不涉及時間，而仍用v=v0+at 和x=v0t+at2/2會顯得繁瑣。在以上兩公式中消去時間t，所得的結(jié)果直接用于解題，可使不涉及時間的問題簡潔起來。 由：v = v0 + at x = v0t + at2

34、/2 消去t，得v2 - v02 = 2ax （注意：該式為不獨立的導出式） ? 練習：由前面例題：v0 =10m/s, a = -5m/s2 求剎車經(jīng)7.5m時的速度？ 由公式： v = -5m/s (舍去) 剎車經(jīng)7.5米時的速度為5m/s,與初速度方向相同。 ? 補充練習： 1． 某航空母艦上飛機在跑道加速時，發(fā)動機最大加速度為5m/s2，所需起飛速度為50m/s，跑道長100m，通過計算判斷，飛機能否靠自身發(fā)動機從艦上起飛？為了使飛機在開始滑行

35、時就有一定的初速度，航空母艦裝有彈射裝置，對于該型號的艦載飛機，彈射系統(tǒng)必須使它具有多大的初速度？（答：不能靠自身發(fā)動機起飛；39m/s。） 2.4 勻變速直線運動的位移與速度的關(guān)系 ★教學目標 (一) 知識與技能 1. 知道位移速度公式，會用公式解決實際問題。 2. 知道勻變速直線運動的其它一些擴展公式。 3. 牢牢把握勻變速直線運動的規(guī)律，靈活運用各種公式解決實際問題。 (二) 過程與方法 4. 在勻變速直線運動規(guī)律學習中，讓學生通過自己的分析得到結(jié)論。 (三) 情感態(tài)度與價值觀 5. 讓學生學會學習，在學習中體驗獲得成功的興奮。 ★教學重點 1. 位移速度公式及平

36、均速度、中間時刻速度和中間位移速度。 2. 初速度為零的勻變速直線運動的規(guī)律及推論。 ★教學難點 1. 中間時刻速度和中間位移速度的大小比較及其運用。 2. 初速度為0的勻變速直線運動，相等位移的時間之比。 ★教學過程 引入 一、位移速度公式 師：我們先來看看上節(jié)課內(nèi)容的“同步測試”中最后一題，大家都是如何求解的？ 例1、某飛機起飛的速度是50m/s，在跑道上加速時可能產(chǎn)生的最大加速度是4m/s2，求飛機從靜止到起飛成功需要跑道最小長度為多少？ 生：先用速度公式求解出時間，再用公式或求解出整個過程的位移。 師：將上述解題過程用公式表示就是代入有即在該位移公式中，不

37、涉及時間，只涉及初末速度，以后若要求解的問題中只涉及速度與位移，不涉及時間，直接用該公式解題會簡單方便一點，不需要每次都是算出t后再代入位移公式。 師：上例中如果用這個公式解題是不是簡單方便多了？ 總結(jié)：目前為止我們學習過的描述勻變速直線運動規(guī)律的公式 速度時間公式： 位移公式：①②③ “知三求二法”：以上四式中只有兩個是獨立的（即由其中任意兩個可以推導出其它兩個），所以對于一個選定的研究過程，必須知道其中三個量，才能用公式求出另外兩個量。 二、平均速度公式 t v 0 v0 B t0 A vt vx 師：大家來看下面一個例題。 師：AB

38、分別做什么樣的運動。 生：A做初速度為的勻加速直線運動，B勻速度直線運動。 師：t0時間內(nèi)，AB的位移哪個大？ 生：從函數(shù)圖象所包圍的面積來看，t0時間內(nèi)它們的位移一樣。 師：這說是說，從位移來講，我們可以把勻變速直線運動看成以某速度運動的勻速直線運動，你能根據(jù)圖象上的已知條件、、t0求出勻速直線運動的速度vx嗎？ 生： 師：A、B t0時間內(nèi)平均速度分別是多少??？ 生：它們在t0時間內(nèi)的平均速度都是 師：從圖象我們可以得到一個結(jié)論：勻變速直線運動中某段過程的平均速度公式 師：其實這個結(jié)論從我們已經(jīng)學習過的位移公式中就能獲得，同學們想一想，我為什么會這樣說

39、？ 生：根據(jù)，再對照這個位移公式就有。 例2、物體由靜止從A點沿斜面勻加速下滑，隨后在水平面上做勻減速直線運動，最后停止于C點，如圖所示，已知AB=4m，BC=6m，整個運動用時10s，則沿AB和BC運動的加速度a1、a2大小分別是多少？ 解： A C B 再根據(jù)公式即可求出兩段的加速度分別為a1=0.5m/s2 a2=1/3=0.33m/s2 三、幾個重要的推論 師：想學好物理，首先要對基本概念和基本規(guī)律有準確的理解，在此基礎(chǔ)上，如果能夠把握由基本規(guī)律所導出的一些推論，在學習上就會達到一個更高的層次，在解決問題的過程中，才能做到靈活地解

40、題。下面來一起推導并牢記以下的幾個重要推論 1、連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為一恒定值 推導過程： 物體以加速度a勻變速直線運動的過程中，從某時刻起取連續(xù)相等的兩個時間間隔，時間間隔為T，設計時時刻速度為v0 v0 v0+aT s2 s1 T T 師：那如果取連續(xù)相等的5個時間間隔，用第5個間隔內(nèi)的位移減去第1個間隔內(nèi)的位移，結(jié)果是多少呢？ 學生自己思考，得到結(jié)論： 例3、一質(zhì)點做勻加速直線運動，在連續(xù)相等的兩個時間間隔內(nèi)通過的位移分別為24m和64m，每個時間間隔是2S，求加速度a。 解： 2、某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段過程的平均

41、速度 中間時刻：將某過程分成時間間隔相等的兩段，中間的那個時刻。例：從0時刻到2秒末這段過程的中間時刻是1秒末。那從5秒末到9秒末這段過程的中間時刻呢？4秒初到8秒末呢？（兩個時刻相加除以2就行） 要求解這里有個隱含條件不要忽略：就是前后兩段加速度a是一樣的。有： 結(jié)論： 3、某過程中間位置的瞬時速度 要求解同樣不要忽略加速度不變這個條件： 5 自由落體運動 ★教學目標 (一) 知識與技能 1. 認識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。 2. 能用打點

42、計時器或其他實驗儀器得到相關(guān)的運動軌跡并能自主進行分析。 3. 知道什么是自由落體的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。 4. 掌握如何從勻變速直線運動的規(guī)律推出自由落體運動規(guī)律，并能夠運用自由落體規(guī)律解決實際問題。 5. 初步了解探索自然規(guī)律的科學方法，重點培養(yǎng)學生的實驗能力和推理能力。 (二) 過程與方法 6. 會根據(jù)現(xiàn)象進行合理假設與猜想的探究方法。 7. 會利用實驗數(shù)據(jù)分析并能歸納總結(jié)出物理規(guī)律的方法。 8. 善于進行觀察，并能獨立思考或與別人進行討論、交流。 (三) 情感態(tài)度與價值觀 9. 通過指導學生探究，調(diào)動學生積極參與討論，培養(yǎng)學

43、生學習物理的濃厚興趣。 10. 滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型──自由落體。 11. 培養(yǎng)學生的團結(jié)合作精神和協(xié)作意識，敢于積極探索并能提出與別人不同的見解。 ★教學重點 1. 自由落體運動的概念及探究自由落體運動的過程。 2. 掌握自由落體運動的規(guī)律，并能運用其解決實際問題。 ★教學難點 1. 理解并運用自由落體運動的條件及規(guī)律解決實際問題。 ★ 教學過程 設計思想： 1、 先用游戲激發(fā)學生學習興趣，順理成章地研究落體運動； 2、 通過演示實驗讓學生自己總結(jié)出物體下落快慢不同的主要原因是空氣阻力，從而猜想若沒有空氣阻力會怎樣； 3、 用牛

44、頓管實驗驗證猜想，引入了新的理想運動模型：自由落體運動。講述1971年宇航員做的實驗，加深印象； 4、 了解地球表面物體下落運動近似成自由落體運動的條件； 5、 著手研究自由落體運動的規(guī)律，利用打點計時器進行研究，得到結(jié)論； 6、 總結(jié)自由落體運動特點及重力加速度； 7、 應用訓練 一、 引入 ： 教師在課前需要設計制作好“測反應時間尺”（在一約50cm長的尺有刻度的一面標上自由下落對應長度所用的時間） 游戲 師：一般情況下，刻度尺是用來測量什么物理量的？ 生：測量物體長度的！ 師：大家看到我手里的這把尺子了沒有？我這把尺子跟普通尺子是不一樣，有特殊的功能，它可以測量出你

45、的反應時間。不信？我請幾位同學上來試試。 找?guī)酌瑢W上來做這個實驗?？赏ㄟ^比比誰的反應時間短來調(diào)動學生的積極性。 師：相信大家一定非常想知道這把尺為什么能測出人的反應時間呢？是根據(jù)什么原理呢？我可以告訴大家，尺子測時間的原理就是利用尺子下落過程中的運動特點制成的。而我們今天要研究的就是尺子下落這樣的運動。 師：像尺子下落這樣的運動是一種常見的運動。掛在線上的重物，如果把線剪斷，它就在重力的作用下，沿著豎直方向下落。從手中釋放的石塊，在重力的作用下也沿著豎直方向下落。 師：不同的物體下落快慢是否一樣呢？物體下落的快慢由哪些量決定？請大家結(jié)合日常生活經(jīng)驗回答問題。 生：不同物體下落快慢

46、應該是不一樣的，下落快慢應該是由質(zhì)量決定，質(zhì)量大的下落快，質(zhì)量小的下落快慢。 師：這位同學回答得對不對呢？大家看我來做幾個實驗。 演示實驗 1、將一張紙和一張金屬片在同一高度同時釋放，結(jié)果金屬片先著地。 教師不發(fā)表意見，繼續(xù)做實驗。分別將實驗內(nèi)容和實驗結(jié)果板書在黑板上。 2、將剛才的紙片緊緊捏成一團，再次與硬幣同時釋放，結(jié)果兩者幾乎同時落地。 3、將兩個完全一樣的紙片，一個捏成團，一個平展，則紙團下落快。 師：物體下落快慢是由質(zhì)量決定嗎？ 生：不是的！ 師：為什么這樣說？ 生：第2個實驗和第三實驗都說明了這個問題，特別是第3個問題，質(zhì)量一樣卻下落有快慢之分

47、。 師：那你現(xiàn)在覺得物體下落快慢由什么因素決定呢？ 生：我想應該是空氣阻力。 猜想 師：如果影響物體下落快慢的因素是空氣阻力，那么在沒有空氣阻力，物體的下落快慢應該是一樣的，這種猜想是不是正確呢？我們來做一個實驗驗證一下。 驗證 牛頓管實驗： 師：剛才的實驗現(xiàn)象驗證了我們的猜想，在沒有空氣阻力即物體只受重力的情況下，所有物體由靜止下落的快慢是一樣的。 師： 1971年美國阿波羅15號宇航員在月球表面將錘子和羽毛同時釋放，它們同時落在月球表面，這是通過電視轉(zhuǎn)播過的。 二、自由落體運動 師：物體若在沒有空氣阻力的情況下由靜止下落，它的受力情況有什么特點？ 生：

48、沒有空氣阻力，則物體只受重力。 師：很好！物理學中把這種只受重力作用，由靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。 自由落體運動：在只受重力的情況下，由靜止開始下落的運動。 師：我們?nèi)粘Ｉ钪幸姷降穆潴w運動是自由落體運動嗎？比如開始測反應時間的尺子的下落運動是自由落體運動嗎？ 生：肯定不是，因為在地球表面大氣層內(nèi)，沒有空氣的情況是不存在的。 師：說得很好！在我們的日常生活環(huán)境下，自由落體運動是不存在的，只是一種理想運動模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我們可以把日常生活中一些空氣阻力影響不大的落體運動近似看作自由落體運動。什么樣才叫做阻力影響不大，就是阻力跟重力

49、相比可以忽略。 近似條件：一般情況下，密度較大實心物體的下落都可以近似看成自由落體運動。 三、自由落體運動的運動規(guī)律 師：做自由落體運動的物體的運動規(guī)律是什么呢？速度隨時間是如何變化的？位移隨時間又是如何變化的，我們該如何來研究它的運動規(guī)律呢？ 生：利用打點計時器。先選擇一個物體，這個物體必須密度大，實心，體積不要太大，這樣的話就可以把這個物體由靜止開始下落的運動近似看成自由落體運動。接著用打點計時器來研究物體的運動規(guī)律。 師：請同學們自己設計并進行實驗，將紙帶的處理結(jié)果告訴我。 學生設計、操作并處理實驗結(jié)果 總結(jié)分析運動規(guī)律 師：實驗結(jié)論是什么？ 生：自由落體

50、運動是初速度為零的勻加速直線運動。 師：如何得出這個結(jié)論？ 生：根據(jù)實驗得到的紙帶，我猜想它是勻加速運動。于是我用勻變速直線運動的運動規(guī)律來驗證紙帶，結(jié)果證明自由落體運動是勻變速直線運動。 師：回答得非常正確！自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，這個結(jié)論我們要牢記。 師：那再計算一下自由落體的加速度大小是多少？方向如何？ 生：我所算得的結(jié)果在9.4左右，方向是豎直向下，因為物體是豎直向下勻加速的，所以加速度方向應該與速度方向相同，豎直向下。 師：其他同學的結(jié)果呢？ 生：我的也差不多。 關(guān)鍵點提問 師：大家用的是質(zhì)量不同的重錘做的實驗，為什么求出來的加速度

51、結(jié)果差不多呢？ 生：雖然重錘質(zhì)量不同，但由于空氣阻力影響較小，均可以近似成自由落體運動，而我們已經(jīng)知道：所有物體做自由落體運動的運動情況是完全一樣的。所以測出來的結(jié)果差不多是符合事實的。 總結(jié)歸納重力加速度 師：同學們剛才測量計算出來的自由落體加速度又叫做重力加速度，用g表示。精確的實驗發(fā)現(xiàn)，在地球上不同的地方，g的大小是不同的：1、緯度越高，g越來越大；2、同一緯度，高度越大，g越小。一般的計算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果沒有特殊說明，都按9.8m/s2計算。 例1、下列說法正確的是（BD） A. 物體從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動 B. 物體只在重力作用

52、下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動 C. 從靜止開始下落的鋼球受到空氣阻力作用，不能看成自由落體運動。 D. 從靜止開始下落的鋼球受到空氣阻力作用，因為阻力與重力相比可以忽略，所以能看成自由落體運動。 例2、下列說法不正確的是（A） A. g是標題，有大小無方向。 B. 地面不同地方g不同，但相差不大。 C. 在同一地點，一切物體的自由落體加速度一樣。 D. 在地面同一地方，高度越高，g越小。 例3、AB兩物體質(zhì)量之比是1：2，體積之比是4：1，同時從同一高度自由落下，求下落的時間之比，下落過程中加速度之比。 解：因為都是自由落體運動，高度一樣，所以下落時間一樣，1：1

53、；下落過程加速度也一樣都是g，1:1 例4、質(zhì)量為2kg的小球從離地面80m空中自由落下，g=10m/s2，求 1、經(jīng)過多長時間落地？ 2、第一秒和最后一秒的位移。 3、下落時間為總時間的一半時下落的位移。 解：1、 2、； 3、連續(xù)相等時間位移之比1：3，則位移為 師：自由落體運動速度與時間關(guān)系、位移速度關(guān)系以及位移與時間關(guān)系是怎樣的？ 學生總結(jié)： 回答測反應時間尺的原理 學生分析，自己回答。 2.6 伽利略對自由落體運動的研究 ★教學目標 (一) 知識與技能 1. 了解伽利略對自由落體運動的研究思路和方法 2. 學習伽利略的思想和精神，培

54、養(yǎng)敢于堅持真理、勇于創(chuàng)新和實事求是的科學態(tài)度和科學精神。提高學習興趣，培養(yǎng)合作精神。 (二) 過程與方法 3. 經(jīng)歷伽利略對自由落體運動的研究方法，感悟科學探究的方法； 4. 親身經(jīng)歷探究的過程，嘗試探究的方法，提高實驗的技能，培養(yǎng)主動參與、勤于動手的學習習慣。 (三) 情感態(tài)度與價值觀 5. 激發(fā)了學生學習伽利略敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，善于觀察思考，知難而進的優(yōu)秀品質(zhì) 6. 培養(yǎng)學生耐心細致的意志品質(zhì)，創(chuàng)新思想和互相協(xié)作的精神 ★教學重點 1. 了解探索過程，明確探索的步驟，同時了解實驗及科學的思維方法在探究中的重要作用，從中提煉自己的學習方法。 ★教學難點 1. 觀察－思考－推

55、理－猜想－驗證” 是本節(jié)的重點思路，也是培養(yǎng)良好思維習慣的重要參考 ★教學過程 設計思路：本文主要目的是帶領(lǐng)學生體驗經(jīng)歷伽得略對自由落體運動的研究方法，感悟科學探究方法，培養(yǎng)學生勇于敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，善于觀察思考，知難而進的優(yōu)秀品質(zhì)。所以我們按照“觀察－思考－推理－猜想－驗證”這樣的科學探究思路引導學生進行學習 一、伽利略的探究 師：上節(jié)課我們學習了一種理想的運動模型：自由落體運動。大家都知道，落體運動是非常常見的，但就這樣一個常見的運動，人類對它的認識經(jīng)歷了差不多兩千年的時間才變得清晰起來。這究竟是怎么回事呢？在人類歷史上，最早研究運動問題的要算古希臘學者亞里士多德了。亞里士多德通過觀

56、察推斷：物體下落快慢由它們的質(zhì)量決定。他的這一推斷符合人們的常識，以至于其后兩千年里，大家都奉為經(jīng)典。但到了16世紀末，意大利比薩大學的青年學者伽利略對亞里士多德的論斷產(chǎn)生了懷疑，用自己方法證明了亞里士多德觀點的錯誤并且得出了落體運動的規(guī)律。下面我們就隨著伽利略的思想一起體驗他的探究過程。 1、 伽利略的思考： 師：伽利略通過自己的觀察對亞里士多德的觀點產(chǎn)生了懷疑，并通過邏輯推理讓亞里士多德的觀點自相矛盾。你能做到用亞里士多德的觀點證明亞里士多德觀點的錯誤嗎？ 伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點有自相矛盾的地方。根據(jù)亞里士多德的理論，一塊大石頭的下落速度要比一塊小石頭下落速度大。假定大石頭的

57、下落速度為8，小石頭的下落速度為4，當我們把這兩塊石頭拴在一起時，下落快的會被下落慢的拖著而減慢，下落慢的會被下落快的拖著而加快，結(jié)果，整個系統(tǒng)的下落速度應該介于8和4之間。但從另一個角度講，兩塊石頭拴在一起，加起來比大石頭還要重，因此整個系統(tǒng)的速度應該大于8，由同一理論得到的結(jié)論相互矛盾， 從而使亞里士多德的理論陷入困境。 補充：“兩種新科學的對話”一書中寫道： 　　薩爾維阿諦（伽氏）：如果把兩個自然速率不同的物體綁在一起，那么落得快的物體會被落得慢的物體拖著而減速，落得慢的物體會被落得快的物體拖著而加速，你同意嗎？ 　　辛普利丘（亞氏）：沒有疑問，你說得對。 　　伽氏：但是，如果這

58、是對的，那么我們?nèi)∫粔K大石頭，例如它的下落速率為八，再取一塊小石頭，下落速率為四，將它們栓在一起，整個系統(tǒng)的下落速率應該小于八；但是，兩塊石頭栓在一起，要比速率為八的石頭重。因此可以得出，重物體比輕物體的運動速率要小的結(jié)論，這個結(jié)論剛好和你的推測相反。 　　亞氏：我完全被搞糊涂了，……說實在的，這完全超出了我的理解力……。 2、 伽利略的猜想 先問問學生會作怎樣的猜想。 伽利略認為，重物與輕物應該下落得同樣快。他猜想落體運動應該是一種最簡單的變速運動，物體的速度應該是均勻變化的。但是，速度的變化怎樣才算是均勻的呢？他考慮了兩種可能：一種是速度的變化對時間來說是均勻的，即v與t成正比

59、；另一種是速度的變化對位移來說是均勻的，即v與x成正比。 數(shù)學推理 伽利略通過數(shù)學運算得出：如果v與x成正比，將會得到十分復雜的結(jié)論；如果v與t成正比，它通過的位移x就與t2成正比。 要點注意：伽利略是先猜想速度與時間成正比，然后數(shù)學推導出位移與時間的平方成正比的，然后通過難數(shù)學推導的結(jié)論證明速度與時間成正比的。 “伽利略通過實驗得到位移與時間的平方成正比的結(jié)論”是錯誤的。 3、 實驗驗證 為了便于測量時間，伽利略設法用斜面做實驗。他在木制斜槽上蒙上羊皮紙，讓銅球從光滑的羊皮斜槽上滾下，通過上百次對不同質(zhì)量的小球沿不同傾角的光滑斜面越大的定量研究，發(fā)現(xiàn)小球沿光滑斜面運動時通過的位移x確

60、實與t2成正比，小球的運動是勻變速直線運動，且傾角一定不同小球的加速度一定，傾角越大加速度越大。 4、合理外推 伽利略將他在斜面實驗中得出的結(jié)論做了合理的外推：設想斜面的傾角越接近900，小球沿斜面滾下的運動就越接近于自由落體運動；當斜面的傾角達到900時，小球就做自由落體運動。從而，自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動，且所有物體自由下落時的加速度都相同。 二、伽利略的科學方法 伽利略對運動的研究，不僅確立了許多用于描述運動的基本概念，而且創(chuàng)造了一套對近代科學的發(fā)展極為有益的科學方法，或者說給出了科學研究過程的基本要素。 伽利略科學方法的核心是把和邏輯推理（包括數(shù)學推演）和諧地結(jié)合起來，從而有力地推進了人類科學認識的發(fā)展。