課 題
人教版高中物理·選擇性必修·第一冊
第二章第3節(jié) 勻變速直線運動的速位移與時間的關(guān)系
課 型
新授課? 復(fù)習(xí)課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級
授課時間
教學(xué)內(nèi)容分析
課標(biāo)要求：
知道勻速直線運動的位移與v-t圖線下圍成的矩形面積的對應(yīng)關(guān)系。理解勻變速直線運動的位移與v-t圖像中四邊形面積的對應(yīng)關(guān)系，使學(xué)生感受利用極限思想解決物理問題的科學(xué)思維方法。理解勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系。
教材分析：
本節(jié)課是本章的第三節(jié)，沿用本章的主線v-t圖象來作為切入點，方便學(xué)生入手分析。用勻速直線運動的v-t圖象下方的面積表示位移作為過渡，讓學(xué)生有一定的適應(yīng)過程。課本思考與討論部分的內(nèi)容設(shè)定，等同于設(shè)置了一個臺階，降低了學(xué)生對后面內(nèi)容學(xué)習(xí)的困難程度。當(dāng)然，我們只是讓學(xué)生初步認(rèn)識這些極限思想，并不要求會計算極限。體現(xiàn)了課本“滲透”的思想。
學(xué)情分析
知識儲備：通過第一章學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步掌握幾個描述物理運動的物理量，第二章前倆節(jié)也通過實驗和科學(xué)的方法得到勻變速直線運動的速度時間關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)本節(jié)位移與時間的關(guān)系就會順理成章了。
能力基礎(chǔ)：學(xué)生已經(jīng)掌握了勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系的相關(guān)知識。
思維能力：通過類比勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系來學(xué)習(xí)勻變速直線運動的位移與時間關(guān)系，理解起來難度應(yīng)該不大。
核心素養(yǎng)
物理觀念：握勻變速直線運動的位移與時間關(guān)系的公式，及其簡單應(yīng)用。
科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識-函數(shù)圖象的能力。
科學(xué)探究：培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)分析問題的品質(zhì)。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：從知識是相互關(guān)聯(lián)、相互補充的思想中，培養(yǎng)學(xué)生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點。
教學(xué)準(zhǔn)備
多媒體課件
活動設(shè)計
教學(xué)內(nèi)容
教師活動
學(xué)生活動
評價任務(wù)
環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課
活動一：檢測導(dǎo)學(xué)案完成情況
1.檢查導(dǎo)學(xué)案完成情況：
2.小組討論導(dǎo)學(xué)案內(nèi)容。
（1）巡視導(dǎo)學(xué)案完成情況；
（2）必要時可選講導(dǎo)學(xué)案內(nèi)容。
（1）小組長統(tǒng)計組內(nèi)得分情況；
（2）小組討論導(dǎo)學(xué)案內(nèi)容。
（1）導(dǎo)學(xué)案完成小組評分；
（2）表揚完成優(yōu)秀的同學(xué)；
（3）鼓勵學(xué)生努力學(xué)習(xí)。
活動二：展示學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道勻速直線運動的位移與v-t圖線下圍成的矩形面積的對應(yīng)關(guān)系。
2．理解勻變速直線運動的位移與v-t圖像中四邊形面積的對應(yīng)關(guān)系，使學(xué)生感受利用極限思想解決物理問題的科學(xué)思維方法。
3．理解勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系。
讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，做到有的放矢；
課后根據(jù)目標(biāo)，學(xué)生自我評價得失情況。
活動三：新課導(dǎo)入
由做勻速直線運動物體的 v-t 圖像可以看出，在時間 t 內(nèi)的位移 x 對應(yīng)圖中著色部分的矩形面積。
那么，做勻變速直線運動的物體，在時間 t 內(nèi)的位移與時間會有怎樣的關(guān)系？
勻速直線運動的位移x=vt，
勻速直線運動的位移就是v – t 圖線與t軸所夾的矩形“面積”。
問題：勻變速直線運動的位移是否也對應(yīng) v-t 圖象一定的面積？
展示圖片并提出問題讓學(xué)生思考。
觀看圖片并思考問題，提出猜想。
聽學(xué)生的猜想并進(jìn)行評價。
環(huán)節(jié)二：新課教學(xué)
活動一：勻速直線運動的位移
勻速直線運動圖象下方的面積表示物體發(fā)生的位移。
先從最簡單的勻速直線運動的位移與時間的關(guān)系人手，討論位移與時間的關(guān)系。畫出一質(zhì)點做勻速直線運動的速度一時間圖象。如圖所示。
結(jié)合圖象，求圖線與初、末時刻線和時間軸圍成的矩形面積，正好是vt。
提出問題：當(dāng)速度值為正值和為負(fù)值時，它們的位移有什么不同?
1、觀察勻速直線運動的v-t圖像所圍成的面積的表位移。
2、思考問題并回答問題。
對學(xué)生回答的問題進(jìn)行點評。
活動二：勻變速直線運動的位移
利用微積分的方式讓學(xué)生知道勻變速直線運動的v-t圖像所圍成面積就是時間t內(nèi)的位移。
提出問題：將運動進(jìn)行分割，在很短時間（⊿t）內(nèi)，勻變速直線運動可以看成什么運動？
將變速直線運動近似為勻速直線運動利用 x=v t 計算每一段的位移，各段位移之和即為變速運動的位移。
探究1：將運動分成等時的兩段， 即⊿t=2秒內(nèi)為勻速運動。
探究2：將運動分成等時的四段，即⊿t=1秒內(nèi)為勻速運動。
探究3：將運動分成等時的八段，即⊿t=0.5秒內(nèi)為勻速運動。

假如把時間軸無限分割，情況又會怎么樣呢？
通過v-t圖象推導(dǎo)出勻變速直線運動的位移規(guī)律
勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系
勻變速直線運動的位移是時間的二次函數(shù)。這就是勻變速直線運動的位移公式。
拓展學(xué)習(xí)
如圖乙所示，在 v-t 圖像中，各段位移可以用一個又窄又高的小矩形的面積代表。5 個小矩形的面積之和近似地代表物體在整個運動過程中的位移。如果以這5個小矩形的面積之和算出的位移代表物體在整個過程中的位移，顯然位移就少算了。
為了精確一些，可以把運動過程劃分為更多的小段，如圖丙所示，用所有這些小段的位移之和，近似代表物體在整個過程中的位移。小矩形越窄，多個小矩形的面積之和越接近物體的位移。
可以想象，如果把整個運動過程分割得非常非常細(xì)，很多很多小矩形的面積之和就能非常精確地代表物體的位移了。這時，很多很多小矩形頂端的“鋸齒形”就看不出來了，這些小矩形合在一起成了一個梯形 OABC（圖 ?。?。這個梯形的面積就代表做勻變速直線運動的物體從開始（此時速度是 v0）到 t 時刻（此時速度是 v）這段時間間隔的位移。
上面這種分析問題的方法具有一般意義，原則上對于處理任意形狀的 v-t 圖像都適用。對于圖 所示的運動物體的位移，可用其 v-t 圖像著色部分圖形的面積來表示。
在處理較復(fù)雜的變化量問題時，常常先把整個區(qū)間化為若干個小區(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。
1、思考問題并回答問題。
2、總結(jié)勻變速直線運動位移與時間的關(guān)系。
1、對學(xué)生回答的問題進(jìn)行點評。
2、對學(xué)生總結(jié)的情況進(jìn)行點評。
活動三：利用公式推導(dǎo)的方法得出速度與位移的關(guān)系
給出速度與時間關(guān)系和位移與時間的關(guān)系，讓學(xué)生自己嘗試推導(dǎo)。
在草稿紙上對公式進(jìn)行推導(dǎo)。
對學(xué)生推導(dǎo)公式的情況進(jìn)行點評。
環(huán)節(jié)三：例題講解
【例題 1】航空母艦的艦載機既要在航母上起飛，也要在航母上降落。
（1）某艦載機起飛時，采用彈射裝置使飛機獲得 10 m/s 的速度后，由機上發(fā)動機使飛機獲得 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。飛機勻加速滑行的距離是多少？
（2）飛機在航母上降落時，需用阻攔索使飛機迅速停下來。若某次飛機著艦時的速度為 80 m/s，飛機鉤住阻攔索后經(jīng)過 2.5 s 停下來。將這段運動視為勻減速直線運動，此過程中飛機加速度的大小及滑行的距離各是多少？
【例題2】動車鐵軌旁兩相鄰里程碑之間的距離是1km。某同學(xué)乘坐動車時，通過觀察里程碑和車廂內(nèi)電子屏上顯示的動車速度來估算動車減速進(jìn)站時的加速度大小。當(dāng)他身邊的窗戶經(jīng)過某一里程碑時，屏幕顯示的動車速度是126km/h。動車又前進(jìn)了 3 個里程碑時，速度變?yōu)?54 km/h。把動車進(jìn)站過程視為勻減速直線運動。
那么動車進(jìn)站的加速度是多少？
它還要行駛多遠(yuǎn)才能停下來？
1.多媒體展示例題
2、巡視學(xué)生思考練習(xí)
3、抽學(xué)生到黑板上寫解題過程。
4、教師講解
1、認(rèn)真閱讀題目。
2、自己思考并用草稿紙寫出解答過程。
3、到黑板上展示自己的解題過程。
1、對學(xué)生的解題過程進(jìn)行評價。
2、對上黑板展示的情況進(jìn)行面批并加以評價。
環(huán)節(jié)四：課堂小結(jié)
主要學(xué)習(xí)了如何數(shù)學(xué)的方法研究物理問題，從而推導(dǎo)出勻變速直線運動位移與時間的關(guān)系式，以及要將復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡單問題，然后再去認(rèn)識復(fù)雜問題的學(xué)習(xí)思路。
通過復(fù)習(xí)勻變速直線運動的速度公式、位移公式的綜合應(yīng)用推導(dǎo)出勻變速直線運動位移——速度公式。
引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)
小組討論，總結(jié)本節(jié)課得失
對學(xué)生的總結(jié)情況進(jìn)行評價。
環(huán)節(jié)五：作業(yè)設(shè)計
P46練習(xí)與應(yīng)用
1、2、3、4、5、6題
指導(dǎo)學(xué)生完成練習(xí)，面批練習(xí)。
按要求完成練習(xí)。
從完成情況和書寫情況等方面進(jìn)行評價。
環(huán)節(jié)六：主板書設(shè)計
§2.3勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系
勻速直線運動的位移
勻變速直線運動的位移
教學(xué)反思

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3 勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第一冊

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