勻變速直線運動的位移與時間的關系 (2)

《勻變速直線運動的位移與時間的關系 (2)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《勻變速直線運動的位移與時間的關系 (2)（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、勻變速直線運動的位移與時間的關系 教材分析 本節(jié)內容屬于《普通高中物理課程標準》中共同必修模塊物理Ⅰ的內容。學生在學習本節(jié)內容之前，已經(jīng)學習了勻變速直線運動的定義及加速度概念，學習了勻變速直線運動瞬時速度和時間的關系，本節(jié)內容是對勻變速直線運動的進一步認識。位移公式是這節(jié)課的知識目標。根據(jù)課程目標，更重要的是以位移公式為載體，讓學生經(jīng)歷勻變速直線運動規(guī)律的探索過程，體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的應用，增強學生探究自然現(xiàn)象的能力，提高學生的科學素養(yǎng)。通常推導勻變速直線位移公式介紹了兩種方法，一是利用V–t圖象結合極限的思想求位移，二是利用發(fā)(V。+Vt)來推導位移公式。前一種方法涉及極限思想中學

2、生不容易接受，后一種方法用到平均速度是(V。+Vt)推導位移公式，但平均速度為什么是始末速度和的一半，沒有給出充分的理由，學生的思維有障礙。本人利用勻速直線運動V–t圖象中“面積”代表“位移”，想到勻變速直線V–t圖象中“面積”是否也代表“位移”，再用實驗驗證，學生易于接受，也培養(yǎng)了學生探究能力。 教學重點 １．使學生經(jīng)歷“勻變速直線運動位移與時間的關系”的探究過程，學習科學探究的方法； ２．位移公式的理解及應用。 教學難點 １．導出勻變速直線運動位移公式的整體思路。 ２．如何使學生經(jīng)歷“勻變速直線運動位移與時間的關系”的探究過程 ３．驗證勻變速直線運動速度時間圖象中“面積”大

3、小代表位移大小的實驗方案。 教學目標 一、知識目標： １．掌握勻變速直線運動的位移公式，理解公式中各符號的物理意義及正負號的含義。 ２．能用位移公式解決運動中的簡單計算問題。 二、過程與方法： １．經(jīng)歷探究勻變速直線運動位移和時間規(guī)律的過程，感悟科學探究的方法與要素，體會實驗在研究物理問題中的作用。 ２．培養(yǎng)學生利用數(shù)學工具解決物理問題的能力。 三、情感目標： 激發(fā)對科學探究的熱情，體驗探究成功后的喜悅之情。 教學過程 一、復習舊知，引出新課 １．老師邊演示邊講述邊板書：我們在前面學習了勻速直線運動（圖１），知道： （1）勻速直線運動的速度Ｖ 是個恒定值，其速度—

4、時間圖象如圖２所示； （2）做勻速直線運動的物體，其位移Ｓ與時間ｔ的關系是Ｓ＝Ｖｔ； （3）在速度—時間圖象中，勻速直線運動的速度圖線與坐標軸所圍的面積大小等于位移大小， 如圖３所示。 ２．老師繼續(xù)邊演示邊講述邊板書：我們還學習了勻變速直線運動的速度公式（圖４）。知道： （1）勻變速直線運動的速度Ｖ 隨時間ｔ而變化的，其速度—時間圖象如圖５所示； （2）那么，在勻變速直線運動中，物體的位移Ｓ與時間ｔ是什么關系呢？這正是我們這一節(jié)課要研究的問題。 二、根據(jù)對比，提出猜想 既然，在速度—時間圖象中，勻速直線運動的速度圖線與坐標軸所圍的面積大小等于位移大小。那么猜想：在速度—時間圖

5、象中，勻變速直線運動的速度圖線與坐標軸所圍的面積大小是否也等于位移大小呢？（圖６） 如果是，那該多好啊！因為在速度—時間圖象中，勻變速直線運動的速度圖線與坐標軸所圍的圖形是梯形；而梯形面積是可以根據(jù)數(shù)學方法求解的。也既是說，如果猜想成立，那么位移Ｓ＝面積Ｓ＝（Ｖ0＋Ｖt）ｔ，就可以由此去推導位移Ｓ與時間ｔ的關系。 三、設計方案、實驗驗證 １．設計方案 教師：根據(jù)上述的對比分析和猜想，請各小組設計實驗，怎樣驗證上述猜想。 學生活動：各小組展開設計和討論，教師參與討論，進行指導。……… 教師提問：甲小組，你們在設計實驗方案的過程中，主要的困難是什么？ 第甲小組：不知道怎樣測量瞬時速度

6、。 教師發(fā)言：誰能幫助他們解決這個問題？ （由其他小組對這個問題進行解答，如果所有的學生都回答不出來，則由教師進行解答。） 學生活動：由其他學習小組發(fā)言，幫助甲小組解決他們的障礙。 教師提問：乙小組，你們在設計實驗方案的過程中，又有什么困難？你們是怎樣解決的？如果你們解決不了，哪個小組能夠幫助他們解決這個問題；如果再解決不了，由教師提供幫助。 學生活動：……… 經(jīng)過討論，最后得到一個比較完整的實驗方案，運動物體的位移、初速度、末速度以及運動時間等各個物理量都可以進行測量。其中瞬時速度的測量和運動時間的測量都是借助于光電門和數(shù)字計時器，由多媒體課件（圖７）進行輔助教學，講述物體在極短

7、時間內的平均速度近似等于瞬時速度，即，Ｌ為擋光片的寬度，t２是擋光時間，可由計時器上讀出。 教師：介紹氣墊導軌、光電門、擋光片、計時器；滑塊在氣墊導軌上做勻加速直線運動，兩個光電門之間的距離，等于小車位位移大小，運動時間可由計時器上直接讀出。 教師：經(jīng)過剛才的討論，我們已經(jīng)有了比較完整的實驗方案，在實驗過程中我們還要記錄實驗數(shù)據(jù)，請各個小組設計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，并進行交流。 學生活動：討論并設計記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。 ２．實驗驗證 教師：借助于氣墊導軌、光電門、數(shù)字計時器等器材進行實驗。 學生：觀察實驗過程，對實驗數(shù)據(jù)進行記錄，驗證Ｓ位移＝是否成立。 實驗事實證明，猜想成立。

8、 ———勻變速直線運動的位移公式　　 四、反思研究過程 教師：在剛才的研究過程中，你在哪些方面感受最深？今天的研究過程在哪些方面對于今后解決類似的問題有借鑒作用？ 學生：進行討論，發(fā)表各自的感受。 五、鞏固應用、深化理解 １．下列表格是某汽車的部分性能參數(shù)表：汽車從靜止啟動開始做勻加速直線運動，試根據(jù)上表的參數(shù)計算汽車加速到１００ｋｍ／ｈ時通過的路程。 發(fā)動機位置 前置 氣缸數(shù) ６ 排量（ｍＬ） 3000 最大功率（ｋｗ） 150／5800 ０～１００Ｋｍ／ｈ加速時間（ｓ） 7.2 引申：同學們在１００米短跑時，啟動以后的前２０米可以近似看作初速度為零的勻加速

9、直線運動，你怎樣測量自己在這段距離內的加速度大小呢？ ２．汽車在高速公路上以３０ｍ／ｓ的速度行駛，突然前方發(fā)生緊急交通事故而急剎車，剎車加速度大小是６ｍ／ｓ２，經(jīng)過４ｓ鐘汽車行駛多遠？２０ｓ鐘汽車行駛多遠？ 解 指導學生分析結果：Ｓ２＝－６００ｍ的合理性。 布置作業(yè)，結束教學。 點評 勻變速直線運動的位移公式是高中物理教學中的難點之一，教師在教學設計中分析了以往兩種處理方法（既“先分割，再極限求和”以及“根據(jù)平均速度求位移”）的不足，根據(jù)學生實際提出了自己的教學思路。其突出的特點有以下幾方面： １．新課程倡導探究，并將科學探究與科學知識并列為課程的學習內容。猜想與假設是科學探究的

10、要素之一，但不是沒有依據(jù)的胡猜亂想。本節(jié)課從復習舊知識引出新問題之后，由勻速直線運動速度圖象中“面積”的物理意義，遷移到在勻變速直線運動速度圖象中的“面積”是否也具有同樣的物理意義，提出猜想有根有據(jù)、合情合理，符合高一新學生的認知水平。 ２．教學過程中，教師要求學生設計實驗去驗證“猜想”，這個實驗設計對于高一學生有一定的難度，但是不同的學生有不同的思維“堵塞”點，教師要求各小組提出各自的困難與障礙，由其他同學幫助該組解決問題，最后達成共識。實現(xiàn)了對癥下藥，對于困難，鼓勵學生敢于挑戰(zhàn)，落實了“情感”目標，也體現(xiàn)了面向全體學生的課程理念。之后，教師要求學生設計記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，這既是實驗前的準備工作，也促進了學生對實驗的設計進行整理，使學生在思維上再經(jīng)歷了一次過程，培養(yǎng)了學生設計實驗的能力。當學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)驗證了猜想，推導出位移公式，水到渠成，知識目標、過程目標和情感目標教學目標也得到實現(xiàn)。 ３．當推導出勻變速直線運動的位移公式之后，教師沒有急于進行鞏固訓練，而是要求學生以上述研究過程為載體進行反思，感悟科學探究的方法和過程。 總之，本節(jié)課較好地實現(xiàn)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀三維教學目標，是一節(jié)很實在的課。