高中物理人教版 (2019)必修第一冊(cè)3 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系優(yōu)秀教案設(shè)計(jì)-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

備課人
學(xué)科
物理
課題
2.3 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系
教學(xué)內(nèi)容分析
教科書(shū)以勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像圍成的面積vt等于時(shí)間t內(nèi)的位移x提出問(wèn)題，通過(guò)類(lèi)比給出做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體其位移也等于v-t圖像圍成的梯形面積，由此得出位移與時(shí)間關(guān)系式。接著通過(guò)典型例題的講解，分析解決勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，特別是加速、減速等不同實(shí)際情況中各矢量正、負(fù)號(hào)的正確使用方法。最后結(jié)合速度、位移與時(shí)間的關(guān)系式，推導(dǎo)出速度與位移的關(guān)系式，并通過(guò)例題使學(xué)生體會(huì)如何根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)墓絹?lái)分析解決勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。
勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)，因?yàn)槎卟幌駝蛩龠\(yùn)動(dòng)中是簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系，學(xué)生從已有的數(shù)理知識(shí)不易直接推導(dǎo)出正確的結(jié)論。教科書(shū)在正文部分沒(méi)有詳細(xì)推導(dǎo)位移公式，但是滲透了用v-t圖像所圍面積求位移的積分思想。學(xué)生在后繼的學(xué)習(xí)中對(duì)此會(huì)逐步加深體會(huì)。在節(jié)后的“拓展學(xué)習(xí)”欄目中，用分割求和的思想推導(dǎo)出位移公式，并將這種求位移的方法推廣到一般直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，體現(xiàn)了方法的普適性。教科書(shū)這樣處理，既保證大多數(shù)學(xué)生在適當(dāng)?shù)碾y度下體驗(yàn)用“面積”求位移的思想方法，又使有興趣的學(xué)生能深入鉆研這個(gè)問(wèn)題，進(jìn)一步提高數(shù)理與科學(xué)論證結(jié)合的能力，滿(mǎn)足不同學(xué)生的發(fā)展需求。
學(xué)情分析
學(xué)生通過(guò)對(duì)本章第1、2兩節(jié)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)知道和完善了對(duì)v-t圖像的認(rèn)識(shí)，但對(duì)于v-t圖像中圖像與t軸所圍面積的認(rèn)識(shí)還不夠，同時(shí)，對(duì)于用數(shù)學(xué)微元的思想求勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方法還比較陌生和困難。
教學(xué)目標(biāo)
1.掌握勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間之間的關(guān)系，會(huì)用公式解勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。
2.理解勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系。
教學(xué)
重難點(diǎn)
1.勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系式及其應(yīng)用。（重點(diǎn)）
2.勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系式的及其應(yīng)用。（重點(diǎn)）
3.利用微元法借助v-t圖像推導(dǎo)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系。（難點(diǎn)）
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課
當(dāng)一輛汽車(chē)以速度v做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，那么我們?nèi)绾吻蟪鲈跁r(shí)間t內(nèi)這輛汽車(chē)的位移？你能想出幾種辦法？
方法總結(jié)：
1.公式法：x=vt
2.圖像法：在勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的v – t 圖線(xiàn)中可以用圖線(xiàn)與時(shí)間軸所圍的矩形“面積”表示位移。
【思考與討論】
（1）若當(dāng)兩輛汽車(chē)以相同的速度大小v=3m/s，不同方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，那么它們的v-t圖像如何畫(huà)？此時(shí)各自圖線(xiàn)與t軸所圍面積的含義如何描述？
當(dāng)一輛汽車(chē)在不同的時(shí)間段，以不同的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，那么我們?nèi)绾吻蟪鲈跁r(shí)間t內(nèi)這輛汽車(chē)的位移？
做勻變速直線(xiàn)的物體，在時(shí)間t內(nèi)的位移與時(shí)間會(huì)有怎樣的關(guān)系？圖線(xiàn)與時(shí)間軸所圍圖形的“面積”的含義又是什么？
學(xué)生分組討論分析
學(xué)生總結(jié)分享結(jié)果
學(xué)生畫(huà)圖像，討論面積的含義。
學(xué)生做v-t圖像求位移。
學(xué)生分組討論分析
為用面積法求勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式做鋪墊。
明確勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)求位移的兩種方法。
讓學(xué)生明確在v-t圖像中面積正負(fù)的意義。
讓學(xué)生明確盡管全程不是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，但可以分段根據(jù)面積求位移，進(jìn)而求出總位移，為微元法做鋪墊。
引導(dǎo)學(xué)生思考如何求勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移。
講授新課
一、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移
【思考與討論】
以上表格中的數(shù)據(jù)是“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”記錄的，表中的“速度v”是某個(gè)同學(xué)得到的小車(chē)在0,1，2，……，5幾個(gè)位置的瞬時(shí)速度，但原始紙帶沒(méi)有保存。
(1)瞬時(shí)速度可以用某一極短時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)粗略的表示,那么某一時(shí)刻瞬時(shí)速度是否可以用來(lái)粗略表示這一時(shí)刻附近的、極短時(shí)間內(nèi)的平均速度？
(2)你能不能根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，用最簡(jiǎn)便的方法估算實(shí)驗(yàn)中小車(chē)從位置0到位置5的位移？
(3)用以下方法，是否可以？是否存在誤差？ x=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1=…
(4)如果要提高小車(chē)位移估算的精確程度，你認(rèn)為怎樣做才能比較好的減小誤差？
【思想與方法】
微元法：在處理復(fù)雜的變化量問(wèn)題時(shí)，常常先把整個(gè)區(qū)間化為若干小區(qū)間，認(rèn)為每一小區(qū)間內(nèi)研究的量不變，再求和。這是物理學(xué)中常用的一種方法。
魏晉時(shí)的數(shù)學(xué)家劉徽首創(chuàng)了“割圓術(shù)”，請(qǐng)同學(xué)們觀(guān)察右面兩個(gè)圖并體會(huì)哪一個(gè)正多邊形更接近圓的周長(zhǎng)和面積。
推導(dǎo)：由圖可知梯形的面積：，
即得位移：
將v＝v0＋at代入上式得：
【思考與討論】
(1)對(duì)于公式：式中x的含義是什么？是位置還是位移？
(2)如果物體在做勻減速運(yùn)動(dòng)，在使用上式分析問(wèn)題時(shí)，需要注意什么？
(3)如果物體運(yùn)動(dòng)的初速度為0，做勻加速運(yùn)動(dòng)，它的v-t圖像是什么樣的？那么此時(shí)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式是什么？
【新授內(nèi)容】
1.公式：
2.對(duì)位移公式的理解:
（1）只適用于勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；
（2）因?yàn)棣?、α、x均為矢量，使用公式時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向。（一般以υ0的方向?yàn)檎较颍?br>（3）若v0=0，x＝eq \f(1,2)at2
【思考與討論】
(1)運(yùn)用初中數(shù)學(xué)課本中學(xué)過(guò)的函數(shù)圖像的知識(shí)，你能畫(huà)出初速度為0的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)x＝eq \f(1,2)at2 的x-t圖像嗎？
(2)我們研究的是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，為什么你畫(huà)出來(lái)的x-t圖像不是直線(xiàn)呢？
【例題1】航空母艦的艦載機(jī)既要在航母上起飛，也要在航母上降落。
（1）某艦載機(jī)起飛時(shí)，采用彈射裝置使飛機(jī)獲得10 m/s的速度后，由機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)使飛機(jī)獲得25 m/s2 的加速度在航母跑道上勻加速前進(jìn)，2.4 s后離艦升空。飛機(jī)勻加速滑行的距離是多少？
（2）飛機(jī)在航母上降落時(shí)，需用阻攔索使飛機(jī)迅速停下來(lái)。若某次飛機(jī)著艦時(shí)的速度為80 m/s，飛機(jī)鉤住阻攔索后經(jīng)過(guò)2.5 s 停下來(lái)。將這段運(yùn)動(dòng)視為勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中飛機(jī)加速度的大小及滑行的距離各是多少？
【思考與討論】
我們已經(jīng)知道勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間存在定量關(guān)系，速度與時(shí)間也存在定量關(guān)系，那么速度與位移有什么定量關(guān)系呢？
二、速度與位移的關(guān)系
推導(dǎo)：將以下兩個(gè)公式聯(lián)立
和消去時(shí)間t可得到：
【新授內(nèi)容】
1.公式：
2.對(duì)位移公式的理解:
（1）只適用于勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；
（2）因?yàn)関、υ0、α、x均為矢量，使用公式時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向。（一般以υ0的方向?yàn)檎较颍?br>（3）若v0=0，
3.v2-x圖像和x-v2圖像

【例題2】動(dòng)車(chē)鐵軌旁?xún)上噜徖锍瘫g的距離是1 km。某同學(xué)乘坐動(dòng)車(chē)時(shí)，通過(guò)觀(guān)察里程碑和車(chē)廂內(nèi)電子屏上顯示的動(dòng)車(chē)速度來(lái)估算動(dòng)車(chē)減速進(jìn)站時(shí)的加速度大小。當(dāng)他身邊的窗戶(hù)經(jīng)過(guò)某一里程碑時(shí)屏幕顯示的動(dòng)車(chē)速度是126 km/h如圖所示。動(dòng)車(chē)又前進(jìn)了3個(gè)里程碑時(shí)，速度變?yōu)?4 km/h。把動(dòng)車(chē)進(jìn)站過(guò)程視為勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，那么動(dòng)車(chē)進(jìn)站的加速度是多少？它還要行駛多遠(yuǎn)才能停下來(lái)？
三、課堂練習(xí)
學(xué)生結(jié)合第一章所學(xué)內(nèi)容和不同時(shí)段勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)總位移的求解方法分組討論分析
學(xué)生畫(huà)v-t圖像，不斷細(xì)分時(shí)間段，求面積之和
學(xué)生聽(tīng)講與拓展
學(xué)生推導(dǎo)
學(xué)生分組討論分析
學(xué)生記錄識(shí)記
學(xué)生根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)分組討論分析
學(xué)生動(dòng)手計(jì)算
學(xué)生分組討論分析
學(xué)生推導(dǎo)
學(xué)生記錄識(shí)記
學(xué)生繪制圖像
學(xué)生動(dòng)手計(jì)算
學(xué)生練習(xí)
通過(guò)實(shí)際的例子引導(dǎo)學(xué)生思考如何求勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移。
引導(dǎo)學(xué)生思考此種方法的誤差。
滲透微元思想，達(dá)到減小誤差提高精度的目的。明確求勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方法。
講授和拓展微元法的思想。
通過(guò)面積法得出勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式。
通過(guò)這三個(gè)問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)公式中物理量含義、矢量性和特例的認(rèn)識(shí)。
強(qiáng)化規(guī)律公式得理解。
強(qiáng)調(diào)說(shuō)明勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的x-t圖像的意義。
強(qiáng)化位移時(shí)間公式的應(yīng)用。
為位移速度公式推導(dǎo)做鋪墊。
培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)操的能力
強(qiáng)化規(guī)律公式的理解
加強(qiáng)位移速度圖像的認(rèn)識(shí)。
強(qiáng)化位移速度公式的應(yīng)用。
鞏固知識(shí)
課堂總結(jié)
板書(shū)設(shè)計(jì)
§2.3 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系
一、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移
1.公式：
2.對(duì)位移公式的理解:
（1）只適用于勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；
（2）因?yàn)棣?、α、x均為矢量，使用公式時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向。（一般以υ0的方向?yàn)檎较颍?br>（3）若v0=0，x＝eq \f(1,2)at2
二、速度與位移的關(guān)系
1.公式：
2.對(duì)位移公式的理解:
（1）只適用于勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；
（2）因?yàn)関、υ0、α、x均為矢量，使用公式時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向。（一般以υ0的方向?yàn)檎较颍?br>（3）若v0=0，
3.v2-x圖像和x-v2圖像
作業(yè)設(shè)計(jì)
教學(xué)反思與評(píng)價(jià)

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3 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系

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