匀变速直线运动的位移与时间的关系

1、匀变速直线运动的位移与时间的关系物理与信息科学学院 2011级 2011130266 阿比迪瓦哈普一、 教材分析1.教学内容分析匀变速直线运动的位移与时间的关系探究匀变速直线运动的重要环节，有时我们探究加速度，比较加速度大小，无需求出加速度大小，只要知道物体从零开始运动，在相同时间内的运动，就能分析出物体加速度大小。因此，学习匀变速直线运动位移与时间的关系具有重要的意义。通过微元法求出物体位移随时间的变化，培养了学生动手动脑能力，增强学生严谨的科学观。2.普通物理标准在本节中的要求（1）要求学生知道匀加速直线运动位移与时间的关系；（2）知道位移与时间的关系是用微元法求得的，而不是简单地应用梯形

2、的面积公式；（3）学会应用位移与时间的关系式解答简单地物理试题。知道物体加速过程中的中间速度与位移的关系。3.本节课内容在教材中的地位本节课内容不是很难理解，不过学生很容易混淆认为xt图像就是物体作直线运动的轨迹，这恰好给学生产生错觉；这不是直线运动。这带来一定的困难，很多学生也会误认为匀速直线运动的位移时间图像是匀变速度直线运动速度与时间图像，或者很难理解斜率不为零的xt图像是匀速直线运动图像。二、 学生情况分析1.知识基础学生学习过匀速直线运动位移与时间的关系，知道x=𝝊t，知道匀变速直线运动的速度与时间的关系𝝊=𝝊。+at。学生具有较好的知

3、识基础，讲解微元法求物体运动的位移与时间关系，用微元法求位移，会给学生带来一定的思维障碍。2.技能基础学生通过前几节课的学习已经形成了科学思维能力，能科学的讨论物理问题，解决问题。能够组织一些简单实验，能够进行无线分割，体会微元法。学生有能力用微元法解决更多的科学问题。3.思维障碍 学生生活常识较少，很难想象匀变速运动过程，匀变速直线运动位移与时间的关系在学生思维里还是很模糊的概念。这点给学生理解本节课要讲的内容带来了较大的困难。三、 教学目标1.知识技能1）知道速度时间图像中的速度时间所围的面积表示物体运动的位移。2）知道位移时间关系式由微元法得到，理解微元法，学会用微元法求解简单的物理问题

4、。3）通过微元法求解位移与时间的关系式，培养学生动手动脑的能力，培养学生严谨的科学观。2.过程与方法1）讲解匀速直线运动速度与位移的关系x=𝝊t，联系图像刚好就是速度𝝊下方0到t所围的面积。启发学生思考匀变速直线运动位移与时间的关系是否也可以用类似的方法。2）阅读37也思考与讨论，判断学生A的做法是否具有科学性。讨论我们可不可以想办法减少误差，如果可以我们该怎么做。3）让学生动手做时间t取得更少值的过程，体会微元法。3.情感态度与价值观1）体会用微元法推到位移与时间关系。2）体验成功的快乐，提高学生科学态度。四、教学重点与难点1.教学重点(1）位移与时间的关系x

5、=𝝊t+12at²。(2）位移与时间图像，特点。(3）微元法推到位移时间关系式。2.教学难点(1）位移时间图像(2）用微元法推到位移与时间的关系。五、教学策略设计1.教学方法启发式探究法，探究匀速直线运动位移与时间的关系，观察图像特点，让学生思考位移与面积的关系，再进一步讨论37页思考与讨论启发学生，引导学生用微元法求解匀变速直线运动位移与时间的关系。2.教学指导与教学策略 本节课内容在高中物理必修一部分难易程度中等，内容不多，学生理解微元法求解位移与时间的关系式有困难，区分速度与时间图像和位移时间图像比较有困难。建议多进行比较，反复强调。3.教学媒体设计 用微元法提

6、到匀变速直线运动的位移与时间的关系式，让学生体会微元法科学中的应用，学会用公式解决问题。六、教学流程图匀变速直线运动位移与时间的关系探究匀速直线运动速度与时间图像，探究面积与位移的关系。思考36页思考与讨论，启发学生提出分割的方法，再逼近用微元法求解位移与时间的关系式。求解位移与时间的关系式x=𝝊t+at²，探究公式的物理意义，探究图像的特点。举例巩固强化。七、教学用具三角板，刻度尺，教材八，教学过程教学环节与教学内容教师活动学生活动设计意图【情景设置 新课引入】情景1；一辆汽车做匀速直线运动，艾艾力江看到车通过第一个电线杆时时间10：45:00，通过第二个电线杆时1

7、0:45:05，他查到两个电线杆之间的距离50米，于是他利用高中刚刚学习的匀速直线运动公式𝝊=xt计算出了汽车的平均速度。在那辆车上的古丽则不一样，她也注意到车通过两个电线杆之间距离用了5秒，她知道车做10m/s的匀速直线运动，于是她得到两个电线杆之间的距离x=𝝊t=10m/s×5s=50m情景2；请同学们阅读36页思考与讨论你，回答问题。情景3；假设汽车初速度为𝝊。，经过一段时间之后速度变为𝝊，假设整个过程做匀变速运动。老师在黑板演示无限分割的过程，鼓励学生独立完成这一过程。给出梯形；4例题；一辆汽车以1m/s

8、8;的加速度加速行驶了12s，驶过了180m。汽车开始加速时的速度是多少？例题；两辆汽车同时开始匀加速运动，加速行驶了十秒之后，A车行驶了50m，B车行驶了80m，比较那一辆车加速度大？例题；一辆车行驶速度12m/s,当司机发现情况时反应时间为0.5s。当车辆行驶路口时绿灯突然变为红灯。如果汽车加速度2m/s²,问，汽车与人行横道至少多大才不会闯红灯？给出位移时间图像；(a)(b)(c)例题；汽车做匀速直线运动，速度为7m/s,当行驶5s以后开始加速行驶，加速度为2m/s²,加速行驶了2s。1）画出匀速直线运动时位移时间图像。2）汽车行驶至7s时速度多大？3）画出第5s至第

9、7s时的速度时间图像。4）画出第5s至第7s时的位移时间图像。【提问】1.你能通过艾力江记录的时间得到汽车通过两个电线杆之间所用的时间多少么？2.请同学们回答在这5s内，汽车的位移。3.那么你能算出汽车在这段时间内的平均速度么？4.古丽同学说车做10m/s的匀速直线运动，你的答案与她说的一样么？5.请同学们画出这辆车做匀速直线运动的这段时间内的速度时间图像。【点评】同学都很好，作图做的很漂亮，同学动手动脑能力已经非常的好了。老是想做一些修补，请同学们看我的做法，说一说你们看过这种表述么？【点评】很好，同学们还记得长方形面积公式。那么今天 正方形的边长用速度和时间来表示，可以么？当然可以，于是我

10、们得到长方形面积s=𝝊×t。同学们记得𝝊×t等于什么么？【启发式提问】哦，这是不是说速度与时间所围的面积就是物体运动的位移？【点评】很好。有的同学敢大胆猜想。今天我们来证明到底会不会这样的。【提问】A学生的估算对么？说出你的道理。【点评】很好，同学们说的都有道理，可惜物理科学要求精确，细致。今天我们学习一种更精确的方法求位移。【鼓励学生动手做】【提问】是不是越分，小矩形上端的“锯齿”越来越小？【启发式提问】那么当我们把有限的时间段分成无数个小段，时间取越来越小，这些窄的矩形上端的“锯齿”几乎没了，此时，可不可以说𝝊t就是这个很

11、窄的小矩形面积了？【点评】非常好，当我们把图像无限次分割后得到如图所示的一个梯形。这些小矩形的面积之和是小梯形面积。梯形OABC的面积就代表做匀变速直线运动的物体从0到t这段时间间隔的位移。CB斜线下梯形OABC的面积是S=12(OC+AB)×OA代入字母，得X=12（𝝊。+𝝊）t由𝝊=𝝊。+at得 x=𝝊。t +12at²。【提出问题并引导】请同学们作答下列例题。【点评】很好。不过今天老师给同学们介绍一个更简单的方法，其实初速度为零，意思就是从静止开始运动，当加速时间相等，且在最少的加速时间内

12、那个物体位移答，它的加速度就大。以后在这种情况下可以直接比较位移得到。 【点评并扩展】非常准确。我们再来介绍位移时间图像。如图；1.请同学们描述a图中物体运动情况。【点评】好，有两种答案，其实我们求直线斜率就很容易回答问题了。直线斜率保持不变，位移与时间的比值就是速度，速度保持不变，即匀速直线运动。2.请同学们再看看b图。【点评】位移不随时间发生变化，物体静止。3.图c同学们能分析出是什么运动么？【点评】很好，同学们理解了，匀加速直线运动位移时间图像是抛物线，此图还有点像抛物线，所以可以说匀加速运动。确切的说是变速直线运动。【提问】请同学们作图。【回答】汽车用了5s时间走过了这一段路。【回答】

13、这段时间内的位移就是两个电线杆之间距离50m。【回答】我算出来的平均速度也是𝝊=10m/s。【作图】学生作图【回答】看到过，中间阴影部分的面积就是边长之积。【回答】是位移。【回答】学生1；不一定。学生2；是。学生3；不对。【回答】我认为是对的，因为时间取得1s，可以说足够小，而且老师要求估算。【回答】是。【回答】可以，因为时间取足够小，小锯齿面积就可以忽略不记了。【回答】【学生作答】答；由公式x=𝝊。t +12at²𝝊。=0所以x= 12at²代入数据，得a=1m/s²a=1.6m/s²答；解；这道题行驶时间分为两个阶段。第一阶段反应时间内匀速直线行驶，设位移为S。第二阶段匀减速行驶，行驶位移为S。S=𝝊×t =12m/s×0.5s =6mS=𝝊×t+12at² 0-𝝊= at所以t=6s得S=36m答；.【回答】学生1；匀加速直线运动