2019-2020年人教版高中物理必修1 第2章第3節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系 教案.doc
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2019-2020年人教版高中物理必修1 第2章第3節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系 教案 物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面構(gòu)成。 教學(xué)分析 高中物理引入極限思想的出發(fā)點(diǎn)就在于它是一種常用的科學(xué)思維方法,上一章教科書用極限思想介紹了瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度。本節(jié)介紹v-t圖線下面四邊形的面積代表勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí),又一次應(yīng)用了極限思想。當(dāng)然,我們只是讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)這些極限思想,并不要求會(huì)計(jì)算極限。按教科書這樣的方式來(lái)接受極限思想,對(duì)高中學(xué)生來(lái)說是不會(huì)有太多困難的。學(xué)生學(xué)習(xí)極限時(shí)的困難不在于它的思想,而在于它的運(yùn)算和嚴(yán)格的證明,而這些,在教科書中并不出現(xiàn)。教科書的宗旨僅僅是“滲透”這樣的思想。 教學(xué)目標(biāo): (一)物理觀念 1、知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系及其應(yīng)用 2、理解v-t圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移 (二)科學(xué)思維、科學(xué)探究 1.經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移規(guī)律的探究過程,感悟科學(xué)探究的方法; 2.滲透物理思想方法,嘗試用數(shù)學(xué)方法解決物理問題; 3.通過v-t圖象推出位移公式,培養(yǎng)發(fā)散思維能力。 (三)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 經(jīng)歷微元法推導(dǎo)位移公式和公式法推導(dǎo)速度位移關(guān)系,培養(yǎng)自己動(dòng)手能力,增加物理情感。 教學(xué)重點(diǎn):速度,平均速度,瞬時(shí)速度的概念及區(qū)別. 教學(xué)難點(diǎn): 1.怎樣由速度引出平均速度及怎樣由平均速度引出瞬時(shí)速度. 2.瞬時(shí)速度與平均速度之間有什么區(qū)別和聯(lián)系及在運(yùn)動(dòng)中瞬時(shí)速度是怎樣確定的. 教學(xué)過程: 一、引入新課 情景引入,展示目標(biāo) 教師活動(dòng):直接提出問題學(xué)生解答,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解答問題的能力和語(yǔ)言概括表述能力。 這節(jié)課我們研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系,(投影)提出問題:取運(yùn)動(dòng)的初始時(shí)刻的位置為坐標(biāo)原點(diǎn),同學(xué)們寫出勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體在時(shí)間t內(nèi)的位移與時(shí)間的關(guān)系式,并說明理由 學(xué)生活動(dòng):學(xué)生思考,寫公式并回答:x=vt。理由是:速度是定值,位移與時(shí)間成正比。 教師活動(dòng):(投影)提出下一個(gè)問題:同學(xué)們?cè)谧鴺?biāo)紙上作出勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,猜想一下,能否在v-t圖象中表示出作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體在時(shí)間t內(nèi)的位移呢? 學(xué)生活動(dòng):學(xué)生作圖并思考討論。不一定或能。結(jié)論:位移vt就是圖線與t軸所夾的矩形面積。 總結(jié):培養(yǎng)學(xué)生從多角度解答問題的能力以及物理規(guī)律和數(shù)學(xué)圖象相結(jié)合的能力 教師活動(dòng)(展示目標(biāo)):討論了勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移可用v-t圖象中所夾的面積來(lái)表示的方法,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移在v-t圖象中是不是也有類似的關(guān)系,下面我們就來(lái)學(xué)習(xí)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間的關(guān)系。 二、新課教學(xué) (一)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移 最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),v-t圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線。取初始時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)所在的位置為坐標(biāo)原點(diǎn).則有t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)x與質(zhì)點(diǎn)在o~t這段時(shí)間間隔內(nèi)的位移相同. 由位移公式x=vt,引導(dǎo)學(xué)生觀察圖象可得:對(duì)于勻速直線運(yùn)動(dòng),物體的位移 x 在數(shù)值上等于v-t 圖象中圖線與坐標(biāo)軸所圍的矩形面積。 對(duì)比圖線,得出什么結(jié)論? -----速度值為正值時(shí),x=vt>0,圖線與時(shí)間軸所圍成的矩形在時(shí)間軸的上方,位移方向與規(guī)定的正方向相同;速度值為負(fù)值時(shí),x=vt<0,圖線與時(shí)間軸所圍成的矩形在時(shí)間軸的下方,位移方向與規(guī)定的正方向相反。 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與它的v—t圖象是否也有類似的關(guān)系呢? (二)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移 [思考與討論]學(xué)生閱讀教材第37頁(yè)思考與討論: 在“探究小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的測(cè)量記錄中,某同學(xué)得到了小車在0,1,2,3,4,5幾個(gè)位置的瞬時(shí)速度.如下表:(原始紙帶未保存) 位置編號(hào) 0 1 2 3 4 5 時(shí)間t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度v/(ms—1) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62 問題1:材料中如何估算小車從位置0到位置5的位移? X=X1+X2+X3+X4+X5 =0.380.1m+0.630.1m+0.880.1m+1.110.1m+1.380.1m ------相等的時(shí)間間隔(0.1S)內(nèi)(微分),將變速運(yùn)動(dòng)近似為勻速直線運(yùn)動(dòng)(化繁為簡(jiǎn)),利用x=vt計(jì)算每段位移,再將各段位移相加(求和) 誤差分析:估算值小于真實(shí)值。 如果減小時(shí)間間隔呢?估算值仍偏小,但比剛才更接近于真實(shí)值。 問題2:如何提高估算的精確度?[] ----所取時(shí)間間隔越短,誤差越?。o(wú)限分割,逐漸逼近------極限思想) 舉例:曲線分割,劉徽的“割圓術(shù)”( 圓內(nèi)接正多邊形邊數(shù)越多,其周長(zhǎng)和面積就越接近圓的周長(zhǎng)和面積.)…… 將這種思想方法用于研究勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象. 1) 先把物體的運(yùn)動(dòng)分成5個(gè)小段,每段時(shí)間間隔相同。在v—t圖象中,每小段起始時(shí)刻物體的瞬時(shí)速度由相應(yīng)的縱坐標(biāo)表示. 2) 將每小段內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)視為勻速直線運(yùn)動(dòng),以每小段起始時(shí)刻的速度乘以時(shí)間t/5近似地當(dāng)作各小段中物體的位移,各段位移可以用矩形的面積代表.5個(gè)小矩形的面積之和近似地代表物體在整個(gè)過程中的位移. 3) 時(shí)間間隔取得越短,分割的小矩形數(shù)目越多,小矩形的面積總和越接近物體在整個(gè)過程中的位移。 4) Δt 取得非常非常?。é,所有小矩形的面積之和就能準(zhǔn)確地代表物體這段時(shí)間內(nèi)的位移。此時(shí)矩形面積之和等于v—t圖象中圖線與橫軸所圍梯形的面積。 結(jié)論:對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng),物體的位移x 在數(shù)值上等于圖線與坐標(biāo)軸所圍的圖形的面積。 思考:橫軸上方的面積與橫軸下方的面積有什么分別? ----橫軸上方代表位移方向與規(guī)定的正方向相同; 橫軸下方代表位移方向與規(guī)定的正方向相反。 學(xué)生活動(dòng):分析求解梯形面積,得出勻變速運(yùn)動(dòng)位移和時(shí)間的關(guān)系。 v=v0+at (若v0=0,則x= ) 位移公式雖然是在勻加速直線運(yùn)動(dòng)的情景下導(dǎo)出的,但也同樣適用于勻減速直線運(yùn)動(dòng)。公式中的 x 、v0 、a 均為矢量,應(yīng)用時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向。(一般以v0方向?yàn)檎较颉H粑矬w做勻加速直線運(yùn)動(dòng), a取正值;若物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則a取負(fù)值.) 交流與討論:描述位移隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象,叫做位移一時(shí)間圖象,即x-t圖象。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖象是什么形狀?為什么研究的是直線運(yùn)動(dòng),畫出的圖線卻不是直線? -------位移圖象反映的是位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,可以根據(jù)物體在不同時(shí)刻的位移在x—t坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出.直線運(yùn)動(dòng)是根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)命名的.而x—t圖象中的圖線不是運(yùn)動(dòng)軌跡,因此x—t圖象中圖線是不是直線與直線運(yùn)動(dòng)的軌跡沒有任何直接關(guān)系. 例1:一輛汽車以1m/s2的加速度行駛了12s,駛過了180m。汽車開始加速時(shí)的速度是多少? 規(guī)范要求:先用字母代表物理量進(jìn)行運(yùn)算,得出用已知量表示未知量的關(guān)系式,然后再把數(shù)值和單位代入式中,求出未知量的值。這樣做能夠清楚地看出未知量與已知量的關(guān)系,計(jì)算也簡(jiǎn)便。 例2:在平直公路上,一汽車的速度為15m/s。從某時(shí)刻開始剎車,在阻力作用下,汽車以2m/s2的加速度運(yùn)動(dòng),問剎車后5s末車離開始剎車點(diǎn)多遠(yuǎn)?剎車后10s末車離開始剎車點(diǎn)多遠(yuǎn)? 剎車問題先求剎車至速度為零所需時(shí)間。 三、課堂小結(jié) 本節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)了對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間公式的推導(dǎo),并學(xué)習(xí)了運(yùn)用該公式解決實(shí)際問題。在利用公式求解時(shí),一定要注意公式的矢量性問題。一般情況下,以初速度方向?yàn)檎较颍划?dāng)a與v0方向相同時(shí),a為正值,公式即反映了勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移隨時(shí)間的變化規(guī)律;當(dāng)a與v0方向相反對(duì),a為負(fù)值,公式反映了勻減速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移隨時(shí)間的變化規(guī)律。代入公式求解時(shí),與正方向相同的代人正值,與正方向相反的物理量應(yīng)代入負(fù)值 四、板書設(shè)計(jì) 2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間 (一).利用V—t圖象推導(dǎo)面積與位移的關(guān)系 在V—t圖象中圖線與時(shí)間軸所圍的面積表示物體的位移 (二).勻變速運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間關(guān)系式 x=v0t+ at2 對(duì)于無(wú)限分割的這種思想在高中物理中的應(yīng)用是一種非常新穎的知識(shí),個(gè)別學(xué)生還存有問題。 五、布置作業(yè)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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