高中物理人教版第二章匀变速直线运动的研究 省赛获奖

（06）实验：探究小车速度随时间变化的规律【教学目标】一、知识与技能1．巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。2．通过实验探究，体验如何从实验研究中获取数据，学会利用图像处理实验数据的科学方法。3．知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。二、过程与方法1．初步学习根据实验要求设计实验，完成某种规律的探究方法。2．对打出的纸带，会用近似的方法得出各点的瞬时速度。3．能直观应用图象展现规律。三、情感态度与价值观1．对实验数据的采集、处理过程中，提高学生合作探究能力。2．通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法。【预习任务】1．阅读课本P31“进行实验”的内容，思考并解答。（1）实验的目的是：（2）实验中用到哪些实验器材？2．阅读课本P31“处理数据”的内容，思考并解答。（1）打下纸带后，应在纸带上如何选“点”？为什么这样选？（2）在纸带上可以直接读出哪些物理量？需要测量哪些物理量？【思考与讨论】1．回顾打点计时器的使用方法和注意事项。2．怎样计算小车的瞬时速度？3．根据课本P32“作出速度－时间图象”的内容，思考：从实验中做出的速度图象中可以分析出哪些物理量的变化规律？试用自己的语言去描述这个变化规律。4．什么情况下相邻读数点间的时间间隔才为？有哪些表述？【自主检测】1．完成P33第1题，巩固速度单位间的换算，会根据数据画出v-t图。2．完成P33第2题，提高从给出的v－t图中获取物体的运动信息的能力。3．完成P33第3、4题，从中学习一种新的利用图象处理数据的方法。【组内检查】1．实验的目的是什么？实验中用到哪些实验器材？2．在纸带上可以直接读出哪些物理量？需要测量哪些物理量？3．什么情况下相邻读数点间的时间间隔才为？有哪些表述？（07）匀变速直线运动的速度与时间的关系【教学目标】一、知识与技能1．知道什么是匀变速直线运动。2．知道匀变速直线运动v-t图线的特点，知道直线的倾斜程度反映匀变速直线运动的加速度。3．理解匀变速直线运动的速度与时间的关系式v=v+at，会用v=v+at解简单的匀变速直线运动问题二、过程与方法1．培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力。2．引导学生研究图象、寻找规律得出匀变速度直线运动的概念。3．引导学生用数学公式表达物理规律。三、情感态度与价值观1．培养学生用物理语言表达物理规律的意识，激发探索与创新欲望。2．培养学生透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识。【预习任务】1．阅读课本P34“匀变速直线运动”的内容，思考并解答。（1）匀速直线运动的定义是什么？能描述一下它的速度图象吗？（2）匀变速直线运动的定义是什么？（3）匀变速直线运动中“匀”指什么？其速度和加速度如何变化？2．阅读课本P34“速度与时间的关系式”的内容，思考并解答：（1）匀变速直线运动的速度与时间的关系式是：（2）请说明公式中的标量和矢量，以及各物理量的意义。【思考与讨论】1．初速度为0的匀变速直线运动的v-t图象是什么样的？能画出来吗？2．匀减速直线运动的v-t图象应该是什么样的？能画出来吗？3．从图中能找到哪些信息？它表示是匀加速还是匀减速运动？4．若物体做匀减速直线运动，公式v=v0+at能用吗？应该注意什么问题？5．阅读课本P35页“说一说”的内容，并思考：（1）物体的速度如何变化？（2）物体的加速度如何变化？加速度与速度是同方向？还是反方向？【自主检测】1．完成P36第1题，练习v=v0+at在匀加速直线运动中的应用。2．完成P36第2题，练习v=v0+at在匀减速直线运动中的应用。3．完成P36第3题，练习从v-t图中读取信息，能准确比较矢量的大小和方向。4．完成P36第4题，能根据物体运动情况提取信息，准确描绘v-t图象。【组内检查】1．匀变速直线运动的定义是什么？其速度和加速度如何变化？2．匀变速直线运动的速度与时间的关系式，并说明公式中的标量和矢量，以及各物理量的意义。3．若物体做匀减速直线运动，公式v=v0+at能用吗？应该注意什么问题？（08）匀变速直线运动的位移与时间的关系【教学目标】一、知识与技能1．理解匀速直线运动的位移公式中，x是位移？还是位置坐标？2．知道匀速直线运动的位移与v-t图像中矩形面积的对应关系。3．理解匀变速直线运动的位移与v-t图像中四边形面积的对应关系二、过程与方法1．引导学生用数学公式表达物理规律，使学生感受利用极限思想解决物理问题的科学思维方法。2．引导学生研究图象、寻找规律得出匀变速度直线运动的概念。三、情感态度与价值观1．培养学生透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识。2．．培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力。【预习任务】1．阅读课本P37“匀速直线运动的位移”的内容，思考并解答：（1）匀速直线运动的位移公式x=vt中，x是位移？还是位置坐标？是如何规定的？（2）怎样在v-t图象中表示匀速直线运动的位移大小？2．阅读课本P37“思考与讨论”、P38“匀变速直线运动的位移”的内容，思考并回答：（1）体会在v-t图象中表示匀变速直线运动的位移大小的思想。（2）如何通过v-t图象表示做匀变速直线运动的物体的位移？（3）匀变速直线运动的位移时间公式是什么？请说明公式中的标量和矢量以及各物理量的意义。【思考与讨论】1．若物体做匀减速直线运动，公式x=v0t+at2能用吗？应该注意什么问题？2．阅读课本P39“做一做”的内容，思考并解答。（1）匀速直线运动的x-t图象是什么形状？从中能找到什么信息？（2）匀变速直线运动的x-t图象是什么形状？和物体的运动轨迹一样吗？从中能找到什么信息？3．如何由图象推导出公式x=vt－at2？如何在实际中使用这个公式？4．任何一种图象下的面积有无意义、物理意义何在，应该如何进行分析判断？【自主检测】1．完成P40第1题，练习速度公式和位移公式在匀加速直线运动中的应用。2．完成P40第2题，练习位移公式在匀减速直线运动中的应用。3．完成P41第5题，体会x-t图象在解题时的应用。【组内检查】1．匀变速直线运动的位移时间公式是什么？请说明公式中的标量和矢量以及各物理量的意义。2．匀速直线运动的x-t图象是什么形状？从中能找到什么信息？3．匀变速直线运动的x-t图象是什么形状？和物体的运动轨迹一样吗？从中能找到什么信息？（09）匀变速直线运动的速度与位移的关系【教学目标】一、知识与技能1．理解匀变速直线运动位移与速度的关系，知道公式适用的场合为不含时间t。2．熟练掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间之间的相互关系，能够灵活会用公式求解匀变速直线运动的问题。3．会根据问题类型，选择恰当的公式进行求解。二、过程与方法在匀变速直线运动规律的学习中，让学生通过自己的分析得到结论。三、情感态度与价值观让学生体会学习，在学习中体验获得成功的喜悦。【预习任务】1．阅读课本P41的内容和例题，思考并解答。（1）写出位移与速度的关系的推导过程。（2）请说明公式v2-v02=2ax中各物理量的意义。若物体做匀减速直线运动，公式v2-v02=2ax应该如何使用？2．对匀变速直线运动的三个基本公式共涉及到v0、v、a、x、t五个物理量，试总结出各个公式适用的题的类型（即已知什么量，求什么量）【思考与讨论】1．速度公式v2-v02=2ax中的a可能是负值吗？v和v0可能为负值吗?【自主检测】1．完成P42第1、2题，练习用v2-v02=2ax来求解初速度和加速度。2．完成P42第3题，练习从v-t图中读取信息，能准确比较矢量的大小和方向。3．总结规律，完成下列填空。（1）速度公式，位移公式，位移与速度的关系式，均为式（矢量式还是标量式），应用时要选取若x，a，v0，v的方向与正方向相反，应取值。（2）三个式子中只有两个是独立的，式不涉及x，式不涉及v，式不涉及t，三个式子共涉及个物理量。若已知其中个，即可选取两个公式求出另外个量，解题时抓住各公式的特点，根据题意灵活选取公式求解。【组内检查】1．请说明公式v2-v02=2ax中各物理量的意义。若物体做匀减速直线运动，公式v2-v02=2ax应该如何使用？2．在用公式v2-v02=2ax求解时，其优势在什么地方？（10）运动学辅助公式【教学目标】一、知识与技能1．理解并会用中间时刻的瞬时速度公式。2．能推导并会用中间位移处的瞬时速度公式。3．能推导并会用公式x=aT2来求纸带的加速度。二、过程与方法通过分析典例、学生展示，帮助学生学会一些求解匀变速直线运动的常用方法。三、情感态度与价值观让学生养成认真分析问题的好习惯，体会一题多解。【预习任务】1．某段时间内的平均速度，等于这段时间内的初速度v0和末速度v的平均值，也等于这段时间内中间时刻的瞬时速度vt/2，即Vt/2＝eq\x\TO(V)＝EQ\F(V0+V,2)。试证明之。例1．(广东高考)下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。（1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_______。（2）ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A､B两点间距s=_______；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。2．通过某段位移中点处的瞬时速度Vx/2＝EQ\R(\F(V02+V2,2))，试证明之。（1）对匀速直线运动，Vx/2_____Vt/2（填＜、＞或＝）。（2）对匀加速直线运动，Vx/2_____Vt/2（填＜、＞或＝）。（3）对匀减速直线运动，Vx/2_____Vt/2（填＜、＞或＝）。3．做匀变速直线运动的物体，在相邻的相等的时间T内的位移之差x为一恒定值，即x=aT2。试由速度公式和位移公式证明之。例2．某学生在探究匀变速直线运动实验中得到的纸带如图所示，取O为计数起点，每隔相同时间T的计数点分别为A、B、C、D、E、F，每相邻两点间的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5、S6。若取每隔3T的时间来计算加速度，则物体运动的平均加速度为。【自主检测】(上海高考)两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示。连续两次曝光的时间间隔是相等的。由图可知【】A．在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同B．在时刻t3两木块速度相同C．在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同D．在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同【组内检查】1．写出中间时刻的瞬时速度公式。2．写出中间位移处的瞬时速度公式。3．说出x=aT2中各量的含义。（11）运动学比例公式【教学目标】一、知识与技能1．推导运动学有关的比例公式。2．能够应用比例公式熟练解决一些运动学问题。二、过程与方法采用问题教学法。教师引导分析、学生动笔推导、边分析边总结。三、情感态度与价值观1．让学生亲自参于推导规律的过程，从而训练学生数理结合的能力和运算能力。2．感受比例法解决问题的妙处。【预习任务】对初速度为零的匀变速直线运动，有以下比例式，试证明之：1．前n秒内的末速度比：V1:V2:V3:……:Vn＝1:2:3:……:n2．前n秒内的位移比：x1:x2:x3:……:xn＝12:22:32:……:n2＝1:4:9:……:n2注意：前n秒内的位移，是指从t＝0开始的n秒内的位移。前5秒内的位移，包含了前4秒内的位移吗？3．第n秒内的位移比：xⅠ:xⅡ:xⅢ:……:xn＝1:3:5:……:(2n-1)注意：第n秒内的位移与前n秒内的位移不同。比如，第5秒内的位移是指第5秒这1秒长的时间内的位移，它并不包含第4秒内的位移。4．通过相同位移所用时间的比：tⅠ:tⅡ:tⅢ:……:tn＝1:(EQ\R(2)-1):(EQ\R(3)-EQ\R(2)):……:(EQ\R(n)-EQ\R(n-1))5．通过各段相同位移时的平均速度之比：eq\x\TO(V)Ⅰ:eq\x\TO(V)Ⅱ:eq\x\TO(V)Ⅲ:……:eq\x\TO(V)n＝1:(EQ\R(2)+1):(EQ\R(3)+EQ\R(2)):……:(EQ\R(n)+EQ\R(n-1))【自主检测】1．关于做匀变速直线运动的物体，下列说法正确的是【】A．物体在第1秒内和第2秒内的位移之比一定是1:3B．物体在第1秒内和第2秒内的速度之比一定是1:2C．在连续相等时间内的位移相等D．在连续相等时间内的位移差相等2．物体从静止开始做匀加速直线运动，第3秒内通过的位移是15m，则第5秒内通过的位移为多少？最初5秒内的总位移为多少？3．汽车以20m/s的速度开始刹车，经过4s停止运动，从开始刹车1s内、2s内、3s内、4s内的位移之比为。【组内检查】1．说出各比例式应用的条件。2．写出各比例关系。3．在匀减速运动中运用比例式应该注意什么？（12）自由落体运动【教学目标】一、知识与技能1．知道物体做自由落体运动的条件，知道实际的运动能够近似当成自由落体的条件。2．通过实验探究自由落体运动加速度的大小，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的方向、在地球上的不同地方重力加速度的大小不同，通常情况下g取9.8m/s2。3．掌握自由落体运动的特点和规律，会用公式和图象两种方法来求解自由落体运动。二、过程与方法1．通过演示实验概括出自由落体运动的特点，培养学生观察、分析能力。2．利用已知的直线运动规律来研究自由落体运动。三、情感态度与价值观1．通过演示实验，激发学生的学习兴趣、增强求知的欲望。2．调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑能力及表述能力。【预习任务】1．阅读课本P43“自由落体运动”的内容，思考并回答：（1）自由落体运动的定义是：（2）在什么情况下，实际物体的下落运动可以近似地看作是自由落体运动。即自由落体运动的条件是什么？（3）你怎样通过实验来验证自由落体运动是匀加速直线运动？如何通过实验求自由落体运动的加速度？（公式和图象法）2．阅读课本P43“自由落体加速度”的内容，思考并解答。（1）实验中表明，自由落体加速度有什么特点？（2）自由落体加速度的大小和方向如何？（3）写出自由落体运动各个物理量间遵守的规律：自由落体运动的速度时间公式为：自由落体运动的和位移时间公式为：自由落体运动的速度位移关系式为：【思考与讨论】1．在现实生活中，物体从高度处由静止自由释放，它的运动快慢与哪些因素有关呢？2．在月球上，将铁锤和羽毛同时释放，会出现什么现象？3．请仔细观察课本P44表格中列出的一些地点的重力加速度值，你能从中发现什么规律？g在什么地方最大？什么地方最小？4．想想“做一做”中，需要测出哪个物理量，才能算出反应时间？如何测较准确？5．自由落体运动的v-t图象有什么特点？试选定正方向并画出。【自主检测】1．完成P45第1、2题，感受实际情况与理想化之间存在差距。2．完成P45第4题，能准确处理自由落体运动，同时体会实际与理想间的差距。3．完成P45第5题，体会如何用频闪法测量匀变速直线运动的加速度。【组内检查】1．说出自由落体运动的定义，和自由落体运动的条件。2．写出自由落体运动的速度时间公式，写出自由落体运动的和位移时间公式写出自由落体运动的速度位移关系式。3．地球上g在什么地方最大？什么地方最小？（13）伽利略对自由落体运动的研究【教学目标】一、知识与技能1．了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的逻辑推理和实验构思。2．了解伽利略研究自由落体运动的探究历史。3．通过学习，培养热爱科学、勇于探索、坚持真理的高尚情操。二、过程与方法经历伽利略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究方法和巧妙的实验构思。三、情感态度与价值观1．激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质。2．培养学生耐心细致的意志品质和科学创新思想。【预习任务】1．阅读课本P46“绵延两千年的错误”的内容，思考并回答：（1）亚里士多德对自由落体的结论是：（2）这种错误观点为什么能延续近2000年？2．阅读课本P46“逻辑的力量”的内容，思考并解答。（1）伽利略是如何论证亚里士多德的观点是错误的？（2）伽利略提出的猜想与假设是什么：（3）伽利略的研究方法是什么？3．阅读课本P46“猜想和假设”的内容，思考并回答：（1）伽利略研究落体运动首先建立的描述运动所需要的概念是：（2）伽利略对自由落体运动的两种猜想是：【思考与讨论】1．伽利略研究自由落体运动遇到的困难和解决方案有：困难之一：解决方案：困难之二：解决方案：2．对假说进行合理的修正和外推后，提出的推论是：3．阅读课本P47“伽利略的科学方法”的内容，伽利略的科学研究方法的基本要素是：【自主检测】1．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是【】A.认为亚里士多德关于重的物体下落快，轻的物体下落慢的论断是正确的B.提出“自由落体运动是一种最简单的变速直线运动——匀变速直线运动”C.通过斜面上物体的匀加速运动外推出斜面倾角为90°时，物体做自由落体运动，且加速度的大小跟物体的质量无关D.总体的思想方法是:对现象的观察——提出假说——逻辑推理——实验证明——对假说进行修正和推广2．一位同学在研究自由落体运动时，做了这样一个实验：让一片纸从空中某高处自由落下，发现这片纸缓慢地落到地面上；把这片纸揉成一个纸团，再和一块石头仍从原高处同时自由落下，发现纸团和石头几乎是同时落地的。你怎样解释这个现象？由这个现象我们可以做出一个什么样的合理外推？【组内检查】1．伽利略是如何论证亚里士多德的观点是错误的？2．伽利略提出的猜想与假设是什么？3．伽利略的研究方法是什么？（14）运动学图象小结【教学目标】一、知识与技能1．对比分析运动学的速度－时间图象和位移－时间图象的特点。2．能够熟练应用图象来解决问题。3．逐步培养学生应用数学知识解决物理问题的能力。二、过程与方法1．引导学生对前面所学图象问题进行小结，学会从图中尽可能多的读取信息。2．通过对具体例子的分析帮助学生学会应用图象处理问题的一般方法。三、情感态度与价值观图象法是物理学研究常用的数学方法。用它可以直观地表达物理规律，可帮助人们发现规律。【预习任务】1．对任何图象，就要注意图象的六个要素：“一轴二线三截距，四点五斜六面积”。图象图象规律应用坐标轴图线截距特殊点斜率面积面积识图作图明确两坐标轴所表示的物理量和单位明确图象中的直线或曲线所对应的函数明确横轴和纵轴截距的物理意义明确最值点、交点、转折点的物理意义明确斜率的大小、斜率正负的意义明确图象下所围面积的物理意义2．速度－时间图象下的面积表示的是，位移－时间图象下的面积有什么意义吗？速度－时间图象的斜率表示的是，位移