高中物理教科版第一章运动的描述直线运动中位移随时间变化的图像

教科版物理必修1第一章第三节直线运动中位移随时间变化的图像北京十中宋东明教学背景分析教学内容分析：本节为第一章第三节，基本内容是直线运动物体的位移时间图像的基本特征。从整册书来看这节内容是学生第一次接触图像问题。从整章内容安排的结构来看本节既是学生对位移概念理解的一个提升又是为后面的速度时间图像做一个铺垫。图像是高中物理的一个重要的研究问题和解决问题的方法。首次出现起到了承上启下的重要作用。学生情况分析：学生初次接触图像问题一定会感觉有一定难度。特别是正确区分图像与物体运动轨迹之间的联系与区别既是重点又是难点。直线运动中位移随时间变化的图像是学生第一次将数学图像与物理知识相结合解决问题，因此学生学习此图像会有一定难度。教学设计思想本节内容是让学生认识到做直线运动的物体的位移可以用直角坐标系来描述。认识到在平面直角坐标系中位移---时间图像（x----t图像）一个坐标轴表示位移，另一个坐标轴表示时间。会做图像。明确在x----t图像中匀速直线运动为一条直线，变速直线运动为一条曲线。所以，本节内容是学生对位移概念理解的一个提升又是为后面的速度时间图像做一个铺垫。通过本节内容的学习使学生对数学中的图像在物理中的应用有一个初步的认识。学生第一次将数学图像与物理问题相结合解决问题，会感觉有一定难度，因此培养学生应用数学知识解决物理问题显得尤为重要。以实际生活中的常见图像和运动现象相结合引入并提出问题，结合学生实验得出直线运动中静止和匀速运动中位移随时间变化的图像。进一步展开讨论总结直线运动物体的位移时间图像的基本特点以及图像与物体实际运动轨迹的联系与区别。教学目标知识与技能1．会建立直角坐标．知道横纵坐标轴所代表的物理量。2．知道如何在坐标轴中表示出矢量的方向性。3．能用二维直角坐标表示时间和位移的关系。4．会用位移时间图像描述物体的运动规律。过程与方法1．以数学图像为基础，通过学生实验得出直线运动中静止和匀速物体位移时间图像关系。2．围绕位移时间图像问题进行充分的讨论与交流，引出直线运动中位移如何随时间变化；联系实际运动问题使学生学会将抽象问题形象化的处理方法。3．会识别图像，掌握匀速直线运动图像的规律。情感态度与价值观1．通过用图像表示质点不同时间内的不同位移的体验，领略物理学的奥妙。2．通过位移时间图像的得出过程，养成良好的思维习惯和科学的价值观。3．通过多次合作实验及讨论交流，体会合作学习的快乐。教学重点1．用图像描述时间和位移间的关系。2．理解直线运动x----t图像的意义。五、教学难点1．正确理解直线运动的x----t图像意义及图像与轨迹的区别。2．学生相互配合画出匀速直线运动物体的图像。六、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图创设情景引入新课展示几组生活中常见的图像人口增长趋势股票K线图气温变化图像问题：1、几幅图像有什么共同特点？2、这几个图像分别反应了什么？观察图像回答问题小组讨论回答：横轴为时间，纵轴为某个变化量。1.分别反应了人口随时间的变化趋势2.股票走势3.气温变化趋势激发学生兴趣调动学生自主学习的积极性培养学生的观察能力体验合作学习的乐趣培养学生的提炼信息和总结归纳的能力教学环节教师活动学生活动设计意图过渡新课实验探究讨论归纳情景设置：一个学生从军事博物馆到天安门，乘坐1路公交车，假想他手中有一条足够长的线球，当他到达天安门时路上留下一条长长的线。如图所示。请学生再观察一个图像。问题设置：这个图像与前几个图像有何差异。这一章我们研究直线运动，那我们如何找到一个图像能反应物体位移随时间的变化规律呢。实验探究一、笔尖静止时x---t图像x/mx/mt/s问题设置：1、我们如果以初位置点作为坐标原点则笔尖的位移有无变化。2、那我们实验中得到的这条直线能反应什么物理量的改变？那我们可以把这条线作为横轴，以初位置为坐标原点建立直角坐标系，纵轴表示位移。问题设置：观察下图，甲乙物体运动有何相同之处。时间t/s时间t/s0123位移甲x/m0246位移乙x/m051015学生观察图片无法反映物体的运动规律只能体现轨迹学生实验一个学生握笔一个学生抽动纸带没有时间观察讨论两个物体分别在相同时间内位移相同贴近学生生活，激发学习兴趣突破难点亲身经历，合作学习由学生自己找出规律，培养分析、归纳的能力培养学生的观察能力和归纳总结能力教学环节教师活动学生活动设计意图板书实验探究归纳总结板书问题设置归纳总结板书结论：匀速直线运动的定义——二、笔尖匀速运动时x---t图像问题设置：1、如何确定时间轴？2、位移随时间的变化规律是什么？根据此规律，我们能否将学生上学的运动画出他的位移随时间变化的图像。假定学生匀速运动。将此图与轨迹图像进行对比。小结：1．什么是x---t图像2．x---t图像与轨迹区别时间t/s时间t/s0123位移甲x/m0246位移乙x/m051015请学生根据表格所填数据在书上坐标系中画出图像。根据图像回答问题：1．比较甲、乙两同学的x---t图像，你能得出什么结论2．类比数学y---x一次函数图像，找出对应的比例系数，指出其所代表的物理含义3．根据函数图像的知识，写出匀速直线运动中位移，速度，时间三者的关系式4．从图像中找出甲、乙行走20米所需的时间总结：匀速直线运动的图像特点：物体在一条直线上运动，任意相等时间里位移相等。一位学生握笔尽量保持匀速直线运动另一位学生抽动纸带沿纸带抽动方向位移随时间均匀增加学生画图阅读课本完成书上11页表格如左表所示。画出甲、乙所对应的x---t图像乙比甲的图线陡甲为2乙为5此值表示物体的运动速度x=vt甲用10s，乙用4s。一条倾斜直线明确匀速直线运动定义亲身经历，合作学习由学生自己找出规律，培养分析、归纳的能力由学生自己找出规律，培养分析、归纳的能力加深对匀速直线运动图像的理解教学环节教师活动学生活动设计意图实验探究讨论交流归纳总结拓展课堂反馈拓展用前面的方法请学生画出变速直线运动的图像总结：1变速直线运动的定义：2．变速直线运动的图像特点：问题设置：位移－时间图像的含义（1）定义：用纵轴表示位移x，用横轴表示时间t，建立平面直角坐标系而画出的位移x随时间t的变化图像叫位移――时间图像，简称x－t图像．（2）x－t图像中一个点的物理意义：（3）匀速直线运动的x－t图像特征：对于做匀速直线运动的物体，由于它的位移与时间成正比，即x是t的一次函数，所以匀速直线运动的x－t图像是一条直线．（4）x－t图像中斜率的物理意义：斜率在数值上等于位置的变化率的大小，即运动速度的大小，斜率为正，表示物体沿正方向运动，斜率为负，表示物体沿负方向运动．所以，x－t图像中斜率表示物体的运动速度．变速直线运动的x－t图像不是直线而是曲线，斜率在不断变化．练习：如图所示为一做直线运动物体的x－tX/m图像，问：X/m（1）图中OA、AB、BC、CD各表示物体怎样运动？（2）哪段运动最快？第3s内的位移多大？（3）5s内物体的位移和路程分别为多少？课堂小结：在物体学中，物理量之间的关系既可以用公式来表示，也可以用图像来表示．图像可以清楚地表示出物理量之间的变化情况，这样便可从总体上认识过程的特点，利用图像可以比较方便地处理实验（或观测）结果，找出事物的变化规律．讨论并回答物体在一条直线上运动，任意相等时间里位移不相等。一条曲线表示运动物体在某时刻所处的位置．是一条直线X－t图像的斜率越大，表示物体运动越快．OA、BC匀速直线CD反向匀速直线AB静止BC段，20m0和60m加深对变速直线运动的理解加深对x－t图像的理解加深对x－t图像的理解学会应用图像解决问题对数学图像在物理学中的应用有进一步的理解。七、板书设计：第三节直线运动中位移随时间的变化图像3．变速直线运动（1）定义3．变速直线运动（1）定义（2）变速直线运动的x－t图像（1）定义（2）特点2．位移――时间图像（1）定义（2）x－t图像中点的物理意义（3）匀速直线运动的x－t图像（4）x－t图像斜率的物理意义八、教学设计后记本节教学以贴近生活的图像为例引入新课，激发学生学习的积极性，而后采用自己动手、类比对照等方法，使图像中的物理意义变得很简单，很清楚。本节虽内容不多，但学生学习了一种新的处理问题的方法：即根据实验数据做出图像，图像反映物理规律，这是我们通过实验探求