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物理必修一《匀变速直线运动位移时间关系》教学设计

2021-02-05
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物理必修一《匀变速直线运动位移时间关系》教学设计教学设计思想充分体现新课程理念，强化课程改革，结合本班学生实际，争取学生在课堂获取更多的知识。高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方式，上一章教科书用极限思想介绍了瞬时速度，本章从匀速直线运动的位移与v-t图线下矩形的面积的对应关系出发，猜想对于匀变速直线运动是否也有类似的关系。通过“思考与讨论”介绍图线下四边形的面积代表匀速直线运动的位移，即应用积分的思想得到匀变速直线运动的位移时间关系并使学生能够运用公式进行计算教学背景分析教学内容：本节是人教版物理必修一第二章第三节内容，是运动学公式中重要的公式之一。本节知识在课标中的要求是知道匀变速直线运动的位移与v-t图线下围成的矩形面积的对应关系，理解匀变速直线运动的位移与v-t图像中四边形面积的对应关系，使学生感受利用极限思想解决物理问题的科学思维方法，理解匀变速直线运动的位移与时间关系，高考中是Ⅱ级要求，所以这一节是运动中的重要内容之一。课本从匀速直线运动的v-t图线入手，得到匀速直线运动v-t图线面积与位移的关系，提出对于匀变速直线运动的位移与图像的关系是否类似？通过极限思维的方法讨论并得出位移与时间关系并应用位移与时间关系解决问题。学生情况：学生已经对高中物理有了一定的认识，能用图像分析简单的物理问题，对速度时间关系已经有了初步的掌握，对于矢量计算也有了初步的认识教学方式：由于本节应用极限的思想，所以本节更多的采用教师引导的方法得出位移时间关系，并灵活应用。教学三维目标知识与技能： 1.知道匀速直线运动的位移和时间关系。 2.理解匀变速直线运动的位移与时间关系及其应用。 3.理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积。过程与方法： 1.通过近似推导位移的过程体验微元法的特点和技巧。 2.应用s-t图分析物理现象，培养学生分析解决实际问题的能力、一些数学方法的应用。情感态度与价值观：经历观察、实验、合作探究等学习活动，培养尊重客观事实，实事求是的科学态度和团结协作的科学精神。教学重点难点教学重点：理解匀变速直线运动的位移与时间关系及其应用教学难点：1.v-t图象中图线与t轴所夹的面积2.微元法的特点和技巧教学准备 PPT课件教学过程教学阶段教师活动学生活动设置意图时间安排创设情境 ?取运动初始时刻的位置为坐标原点，写出t时间内位移与时间的关系及匀速直线运动的v-t图像。 ‚匀变速直线运动的位移可以用v-t图中所夹的面积来表示作图激发兴趣 3 新课引入提出问题：匀变速直线运动是否也有类似情况呢？请同学猜想一下。思考并回答通过图像引出匀变速直线运动 2 新课讲解新课讲解教师讲解匀变速直线运动的位移分割和逼近的方法在物理学研究中有着广泛的应用．早在公元263年，魏晋时的数学家刘徽首创了“割圆术” 请同学们观察下面两个图并体会圆内正多边形的边数越多，其周长和面积就越接近圆的周长和面积．阅读课本的“思考与讨论” 下面我们采用这种思想方法研究匀加速直线运动的速度一时间图象．一物体做匀变速直线运动的速度一时间图象，如图甲所示．我们模仿刘徽的“割圆术”做法，来“分割”图象中图线与初、末时刻线和时间轴图线所围成的面积．请大家讨论．探究1：我们先把物体的运动分成5个小段，例如t/5算一个小段，在v—t图象中，每小段起始时刻物体的瞬时速度由相应的纵坐标表示(如图乙)．各小段中物体的位移可以近似地怎么表示？整个过程中的位移可以近似地怎么表示？探究2：我们是把物体的运动分成了10个小段结果这怎样呢？探究3：请大家想想当它们分成的小段数目越长条矩形与倾斜直线间所夹的小三角形面积越小．这说明什么? 可以想象，如果把整个运动过程划分得非常非常细，很多很多小矩形的面积之和，就能准确地代表物体的位移了．这时，“很多很多”小矩形顶端的“锯齿形”就看不出来了，这些小矩形合在一起组成了一个梯形OABC，梯形OABC的面积就代表做匀变速直线运动物体在0(此时速度是v0)到t(此时速度是v)这段时间内的位移．在图丁中，v—t图象中直线下面的梯形OABC的面积怎么计算？总结出位移与时间表达式v=v0+at 例题1.以36km/h速度行驶的列车开始下坡，在坡路上的加速度等于0.2m/s2，经过30s到达坡底，（1）坡路的长度（2）列车到达坡底的速度例题2.在平直公路上，一汽车以15m／s的速度做匀速直线运动，从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2 m／s2的加速度做匀减速直线运动，问（1）刹车后5s末、10s末的速度为（2）汽车离开始刹车点各为多远? 教师讲解并回答学生画图分析并讨论学生分析讨论当将图像分割成个小段时图像的面积学生回答学生总结回答问题学生总结教师讲解个物理量的意义及注意事项教师示范解题步骤学生练习检测学生的学习效果引出极限思想使学生作图并分析图像的面积通过多媒体展示提出微元的方法．突破图像面积与位移的关系学生通过分析得出结论学通过练习理解个物理量的含义及解题过程方法进一步巩固位移时间关系 5 10 5 5 5 总结归纳总结：本节课重点的内容分享交流形成知识体系 5 效果评价一辆汽车以1 m／s2的加速度行驶了12s，驶过了180m．（1）汽车开始加速时的速度是多少?（2）汽车12s时的速度检测学生的学习效果进一步巩固位移时间关系 5 板书设计位移时间关系 v=v0+at 例1 例2 学生形成知识体系查看更多

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