2019-2020年高一物理勻速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系教學(xué)教案 新課標(biāo).doc

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2019-2020年高一物理勻速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系教學(xué)教案 新課標(biāo) 課 題 2.2勻速直線運(yùn)動的速度和時間的關(guān)系 課 型 新授課(2課時) 教 學(xué) 目 標(biāo) 知識與技能 1．知道勻速直線運(yùn)動的v—t圖象特點(diǎn)，理解圖象的物理意義． 2．掌握勻變速直線運(yùn)動的概念，知道勻變速直線運(yùn)動v—t圖象的特點(diǎn)． 3．理解勻變速直線運(yùn)動v—t圖象的物理意義，會根據(jù)圖象分析解決問題， 4．掌握勻變速直線運(yùn)動的速度與時間關(guān)系的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計算． 過程與方法 1．培養(yǎng)學(xué)生識別、分析圖象和用物理語言表達(dá)相關(guān)過程的能力． 2．引導(dǎo)學(xué)生研究圖象、尋找規(guī)律得出勻變速直線運(yùn)動的概念． 3．引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理規(guī)律并給出各符號的具體含義． 情感態(tài)度與價值觀 1．培養(yǎng)學(xué)生用物理語言表達(dá)物理規(guī)律的意識，激發(fā)探索與創(chuàng)新欲望． 2．培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)、甩不同方法表達(dá)同一規(guī)律的科學(xué)意識． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 1．理解勻變速直線運(yùn)動v—t圖象的物理意義 2．掌握勻變速直線運(yùn)動中速度與時間的關(guān)系公式及應(yīng)用． 教學(xué)難點(diǎn) 1．勻變速直線運(yùn)動v—t圖象的理解及應(yīng)用． 2．勻變速直線運(yùn)動的速度一時間公式的理解及計算． 教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué) 手 段 教具準(zhǔn)備 多媒體課件 教 學(xué) 活 動 [新課導(dǎo)入] 師：勻變速直線運(yùn)動是一種理想化的運(yùn)動模型．生活中的許多運(yùn)動由于受到多種因素的影響，運(yùn)動規(guī)律往往比較復(fù)雜，但我們忽略某些次要因素后，有時也可以把它們看成是勻變速直線運(yùn)動．例如：在乎直的高速公路上行駛的汽車，在超車的一段時間內(nèi)，可以認(rèn)為它做勻加速直線運(yùn)動，剎車時則做勻減速直線運(yùn)動，直到停止．深受同學(xué)們喜愛的滑板車運(yùn)動中，運(yùn)動員站在板上從坡頂筆直滑下時做勻加速直線運(yùn)動，筆直滑上斜坡時做勻減速直線運(yùn)動． 我們通過實(shí)驗(yàn)探究的方式描繪出了小車的v—t圖象，它表示小車做什么樣的運(yùn)動呢?小車的速度隨時間怎樣變化?我們能否用數(shù)學(xué)方法得出速度隨時間變化的關(guān)系式呢? [新課教學(xué)] 一、勻變速直線運(yùn)動 [討論與交流] 師：請同學(xué)們思考速度一時間圖象的物理意義． 生：速度一時間圖象是以坐標(biāo)的形式將各個不同時刻的速度用點(diǎn)在坐標(biāo)系中表現(xiàn)出來．它以圖象的形式描述了質(zhì)點(diǎn)在各個不同時刻的速度． (課件展示)勻速直線運(yùn)動的v—t圖象，如圖2—2—1所示． 師：請同學(xué)們思考討論課件展示的兩個速度一時間圖象．在v—t圖象中能看出哪些信息呢?思考討論圖象的特點(diǎn)，嘗試描述這種直線運(yùn)動． 學(xué)生思考討論后回答． 師：請大家先考慮左圖． 生1：我們能從速度一時間圖象中得出質(zhì)點(diǎn)在各個不同時刻的速度，包括大小和方向． 生2：我從左圖中能看出這個直線運(yùn)動的速度不隨時間變化，在不同的時刻，速度值都等于零時刻的速度值．不隨時間變化的速度是恒定的，說明質(zhì)點(diǎn)在做勻速直線運(yùn)動．速度大小為10m／s，方向與規(guī)定的正方向相同． 師：勻速直線運(yùn)動是速度保持不變的直線運(yùn)動，它的加速度呢? 生(眾生)：零． 師：大家觀察右圖，與左圖有什么不同和相似的地方? 生3：在這個圖中的速度值大小也是10m／s，但它卻是負(fù)值，與規(guī)定的正方向相反，因?yàn)樗俣戎狄脖３植蛔?，所以它也是勻速直線運(yùn)動． 生4：勻速直線運(yùn)動的速度一時間圖象是一條平行于時間軸的直線． 師：你能斷定這兩個圖象中所表示的運(yùn)動方向相反嗎? 生5：是的，它們肯定相反，因?yàn)橐粋€是正值，與規(guī)定的正方向相同，一個是負(fù)值，與規(guī)定的正方向相反． 老師及時引導(dǎo)，提示． 師：它們是在同一個坐標(biāo)系中嗎?這樣的信息對你確定它們的方向有沒有幫助? 生6：顯然不是啊，這有什么用啊? 生7：有了，有了，兩個坐標(biāo)系中規(guī)定的正方向一定是相同的嗎?對了，不一定相同，所以不能斷定它們的方向一定相反． 師：是的，在兩個不同的坐標(biāo)系中不能確定它們的方向關(guān)系． (課件展示)上節(jié)課我們自己實(shí)測得到的小車運(yùn)動的速度一時間圖象，如圖2—2—2所示． 師：請大家嘗試描述它的運(yùn)動情況． 生：圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，它是初速度為零的加速直線運(yùn)動． 師：大家嘗試取相等的時間間隔，看它們的速度變化量． 學(xué)生自己畫圖操作后回答． 生：在相等的時間間隔內(nèi)速度的增加量是相同的． 老師課件投影圖2—2—3，進(jìn)一步加以闡述． 師：我們發(fā)現(xiàn)每過一個相等的時間間隔，速度的增加量是相等的．所以無論Δt(選在什么區(qū)間，對應(yīng)的速度v的變化量△v與時間t變化量△t之比Δx/Δt是一樣的，即這是一種加速度不隨時間(時間間隔)改變的直線運(yùn)動． 師：質(zhì)點(diǎn)沿著一條直線運(yùn)動，且加速度不變的運(yùn)動，叫做勻變速直線運(yùn)動．它的速度一時間圖象是一條傾斜的直線． 在勻變速直線運(yùn)動中，如果物體的加速度隨著時間均勻增大，這個運(yùn)動就是勻加速直線運(yùn)動；如果物體的速度隨著時間均勻減小，這個運(yùn)動就是勻減速直線運(yùn)動． (課件展示)展示各種不同的勻變速直線運(yùn)動的速度一時間圖象，讓學(xué)生說出運(yùn)動的性質(zhì)，以及速度方向、加速度方向．如圖2—2—4至圖2—2—8所示． 生1：圖2—2—4是初速度為v0的勻加速直線運(yùn)動． 生2：圖2—2—5是初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動．速度方向?yàn)檎?，加速度方向與規(guī)定的正方向相反，是負(fù)的． 生3：圖2—2—6是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，但速度方向與規(guī)定的速度方向相反． 生4：圖2—2—?是初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動，速度為零后又做反向(負(fù)向)勻加速運(yùn)動。 生5：圖2—2—8是初速度為v0的負(fù)向勻減速直線運(yùn)動，速度為零后又做反向(正向)勻加速運(yùn)動。 教師及時總結(jié)和補(bǔ)充學(xué)生回答中出現(xiàn)的問題． 師：下面，大家討論后系統(tǒng)總結(jié)我們能從速度一時間圖象中得出哪些信息? 生：質(zhì)點(diǎn)在任一時刻的瞬時速度及任一速度所對應(yīng)的時刻． 生：比較速度的變化快慢． 生：加速度的大小和方向． [討論與探究] 下面提供一組課堂討論題，供參考選擇． 1．如圖2—2—9中的速度一時間圖象中各圖線①②③表示的運(yùn)動情況怎樣?圖象中圖線的交點(diǎn)有什么意義? 答案：①表示物體做初速為零的勻加速直線運(yùn)動； ②表示物體做勻速直線運(yùn)動； ③表示物體做勻減速直線運(yùn)動； ④交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示在t2時刻物體具有相等的速度，但不相遇； 2.如圖2—2—10所示是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的速度圖象，試敘述它的運(yùn)動情況． 答案：表示質(zhì)點(diǎn)做能返回的勻變速直線運(yùn)動，第1 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，沿正方向運(yùn)動，速度均勻增大到4m／s。第1s末到第2s末，質(zhì)點(diǎn)以4m／s的初速度做勻減速直線運(yùn)動，仍沿正方向運(yùn)動，直至速度減小為零；從第2s末，質(zhì)點(diǎn)沿反方向做勻加速直線運(yùn)動，速度均勻增大直至速度達(dá)到4 m／s;從第3s末起，質(zhì)點(diǎn)仍沿反方向運(yùn)動，以4m／s為初速度做勻減速直線運(yùn)動，至第4s末速度減為零，在2 s末，質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)4 m；在第2 s末到第4s末這段時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)沿反方向做直線運(yùn)動，直到第4s末回到出發(fā)點(diǎn)． (說一說) 如圖2—2—13所示是一個物體運(yùn)動的v-t圖象．它的速度怎樣變化?請你找出在相等的時間間隔內(nèi)，速度的變化量，看看它們是不是總是相等?物體所做的運(yùn)動是勻加速運(yùn)動嗎? 學(xué)生具體操作教師巡回指導(dǎo)，然后由學(xué)生討論后回答． 生：速度是增大的，隨著時間的延續(xù)速度增大． 生：取相等時間間隔△t，它們的速度變化量△v明顯不相等．我們發(fā)現(xiàn)隨著時間的延續(xù)，速度的變化量△v越來越大． 生：根據(jù)加速度的定義式a＝△v/△t，可以得出物體的加速度越來越大． 師：加速度增大，那意味著什么呢? 生：首先說明物體做的不是勻變速運(yùn)動，由于加速度是描述速度變化快慢的物理量，加速度越來越大，說明速度增大得越來越快，所以物體是做加速度增大的加速運(yùn)動． 師：我們知道在勻變速直線運(yùn)動的速度一時間關(guān)系圖象中，傾斜直線的斜率表示物體運(yùn)動的加速度．它能反映物體速度變化的快慢．這里物體在各個不同的瞬時，加速度是不同的．我們怎樣找加速度呢? 生：我們可以做曲線上某一點(diǎn)的切線，這一點(diǎn)的切線的斜率就表示物體在這一時刻的瞬時加速度． 師：對，請大家做幾個點(diǎn)的切線，觀察有什么變化規(guī)律． 學(xué)生動手實(shí)踐操作、討論后回答． 生：隨著時間的延續(xù)，這些切線越來越陡，斜率越來越大． [交流與討論] 1．為什么v-t圖象只能反映直線運(yùn)動的規(guī)律? 參考答案：因?yàn)樗俣仁鞘噶?，既有大小又有方向．物體做直線運(yùn)動時，只可能有兩個速度方向．規(guī)定了一個為正方向時，另一個便為負(fù)值，所以可用正、負(fù)號描述全部運(yùn)動方向．當(dāng)物體做一般曲線運(yùn)動時，速度方向各不相同，不可能僅用正、負(fù)號表示所有的方向，所以不能畫出v-t圖象．所以只有直線運(yùn)動的規(guī)律才能用v-t圖象描述．任何v-t圖象反映的也一定是直線運(yùn)動規(guī)律． 2．速度圖象的兩個應(yīng)用 (1)圖2—2—14中給出了A、B、C三輛小車的v-t圖象，不用計算，請你判斷小車的加速度誰大誰小?然后再分別計算三輛小車的加速度，看看結(jié)果與判斷是否一致． (2)利用速度圖象說出物體的運(yùn)動特征． 分析圖2—2—15中的(a)和(b)分別表示的是什么運(yùn)動，初速度是否為零，是加速還是減速? 二、速度與時間的關(guān)系式 師：數(shù)學(xué)知識在物理中的應(yīng)用很多，除了我們上面采用圖象法來研究外，還有公式法也能表達(dá)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系． 從運(yùn)動開始(取時刻t＝0)到時刻t，時間的變化量就是t，所以△t＝t一0． 請同學(xué)們寫出速度的變化量． 讓一位學(xué)生到黑板上寫，其他同學(xué)在練習(xí)本上做． 學(xué)生的黑板板書：△v＝v一v0． 因?yàn)閍＝△v/△t不變，又△t＝t一0 所以a＝△v/△t =（v-v0）/△t ，于是解得：v＝v0 +at 教師及時評價學(xué)生的作答情況，并投影部分在練習(xí)本上做的典型情況． 課件投影老師的規(guī)范作答． 教師強(qiáng)調(diào)本節(jié)的重點(diǎn)，說明勻變速直線運(yùn)動中速度與時間的關(guān)系式． 師：在公式v=v0+at中，我們討論一下并說明各物理量的意義，以及應(yīng)該注意的問題． 生：公式中有起始時刻的初速度，有t時刻末的速度，有勻變速運(yùn)動的加速度，有時間間隔t師：注意這里哪些是矢量，討論一下應(yīng)該注意哪些問題． 生：公式中有三個矢量，除時間t外，都是矢量． 師：物體做直線運(yùn)動時，矢量的方向性可以在選定正方向后，用正、負(fù)來體現(xiàn)．方向與規(guī)定的正方向相同時，矢量取正值，方向與規(guī)定的正方向相反時，矢量取負(fù)值．一般我們都取物體的運(yùn)動方向或是初速度的方向?yàn)檎? 教師課件投影圖2—2—16． 師：我給大家在圖上形象地標(biāo)出了初速度，速度的變化量．請大家從圖象上來進(jìn)一步加深對公式的理解． 生：at是0～t時間內(nèi)的速度變化量△v，加上基礎(chǔ)速度值——初速度vo，就是t時刻的速度v，即v＝vo+at． 師：類似的，請大家自己畫出一個初速度為v0的勻減速直線運(yùn)動的速度圖象，從中體會：在零時刻的速度詢的基礎(chǔ)上，減去速度的減少量at，就可得到t時刻的速度v。 學(xué)生自己在練習(xí)本上畫圖體會． [例題剖析] 例題1:汽車以40km／h的速度勻速行駛，現(xiàn)以0.6m／s2的加速度加速，10s后速度能達(dá)到多少?加速多長時間后可以達(dá)到80km/h? 例題2:某汽車在某路面緊急剎車時，加速度的大小是6 m／s2，如果必須在2s內(nèi)停下來，汽車的行駛速度最高不能超過多少? 例題3:一質(zhì)點(diǎn)從靜止開始以l m／s2的加速度勻加速運(yùn)動，經(jīng)5 s后做勻速運(yùn)動，最后2 s的時間質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動直至靜止，則質(zhì)點(diǎn)勻速運(yùn)動時的速度是多大?減速運(yùn)動時的加速度是多大? [小結(jié)] 本節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)了對勻變速直線運(yùn)動的理解和對公式v＝vo+at的掌握．對于勻變速直線運(yùn)動的理解強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)： 1．任意相等的時間內(nèi)速度的增量相同，這里包括大小方向，而不是速度相等． 2．從速度一時間圖象上來理解速度與時間的關(guān)系式：v＝vo+at，t時刻的末速度v是在初速度v0的基礎(chǔ)上，加上速度變化量△v＝at得到． 3．對這個運(yùn)動中，質(zhì)點(diǎn)的加速度大小方向不變，但不能說a與△v成正比、與△t成反比，a決定于△v 和△t 的比值． 4．a(chǎn)＝△v/△t 而不是a＝v/t , a＝△v/△t =（vt-v0）/△t即v＝vo+at，要明確各狀態(tài)的速度，不能混淆． 5．公式中v、vo、a都是矢量，必須注意其方向． 數(shù)學(xué)公式能簡潔地描述自然規(guī)律，圖象則能直觀地描述自然規(guī)律．利用數(shù)學(xué)公式或圖象，可以用已知量求出未知量．例如，利用勻變速直線運(yùn)動的速度公式或v-t圖象，可以求出速度，時間或加速度等． 用數(shù)學(xué)公式或圖象描述物理規(guī)律通常有一定的適用范圍，只能在一定條件下合理外推，不能任意外推．例如，討論加速度d＝2 m／s2的小車運(yùn)動時，若將時間t推至2 h，即7 200s，這從數(shù)學(xué)上看沒有問題，但是從物理上看，則會得出荒唐的結(jié)果，即小車速度達(dá)到了14 400m／s，這顯然是不合情理的． 學(xué) 生 活 動 作 業(yè) [布置作業(yè)] 教材第39頁“問題與練習(xí)”． 板 書 設(shè) 計 2.2勻速直線運(yùn)動的速度和時間的關(guān)系 1.勻變速直線運(yùn)動 沿著一條直線運(yùn)動，且加速度不變的運(yùn)動 2.速度一時間圖象是一條傾斜的直線 3.速度與時間的關(guān)系式 v＝vo+at 4.初速度vo再加上速度的變化量at就得到t時刻物體的末速度 教 學(xué) 后 記