高一物理人教版必修1教学教案第二章3匀变速直线运动的位移与时间的关系

教学基本信息课题匀变速直线运动位移与时间的关系学科物理学段年级高一指导思想与理论依据注重获取知识的过程，培养学生的科学思维和研究方法是设计的核心知识的连续性：第一节通过实验研究匀变速直线运动的速度随时间的变化规律，第二节利用图像推导匀变速直线运动速度和时间的关系，本节仍然利用图像推导匀变速直线运动位移与时间的关系物理思想的连续性：从平均速度到瞬时速度，从平均加速度到瞬时加速度，从匀速直线运动vt图像求位移到匀变速直线运动求位移，都体现极限思想。方法的连续性：通过第二节的学习我们可以从公式和图像两个角度研究匀变速直线运动的速度，本节我们研究匀变速直线运动的位移，仍然从公式和图像两个角度。教学背景分析内容分析这是一节规律课，研究匀变速直线运动的位移规律。教材“走进物理课堂之前”研究苹果下落的快慢，实际上就是对匀变速直线运动速度规律和位移规律的思考。有前面的内容的不断铺垫，匀变速直线运动的面纱一点点被揭开，对它的认识越来越清晰。本节研究第二个规律，承上接速度规律，启下接速度和位移的关系。第二节重点研究是vt图像的斜率问题，与速度公式对应，本节是对vt图像的另一角度的认识，重点研究面积问题，与位移公式对应，因此它既是上一节的延伸，有是上一节的补充。学情分析学生已经初步适应高中物理的矢量的问题，正负号的问题，方向的问题。上节课“数形结合”在本节中还要继续应用，但学生已经有了心理和知识上的准备，接受起来比较容易。极限的思想在第一章也有渗透，本节内容教材在安排上只是让学生体会极限的思想，对极限本身的概念不做要求，降低了对极限理解的难度。本班学生从开学到现在学习都很扎实，平时作业保证了很高的正确率，因此在知识储备方面问题不大。教学目标一、知识与技能1、会利用公式和图像求匀速直线运动的位移2、经历匀变速直线运动位移的推导过程，体会推导过程中的极限思想3、会利用公式和图像求匀变速直线运动的位移二、过程与方法1、尝试探究的学习方法2、会利用已知结论进行合理的类比、推理3、能从数、形等不同角度认识问题三、情感、态度与价值观1、学会用物理知识解释生活中的物理现象2、学会用物理方法处理生活中的问题教学重点和难点教学重点：匀变速直线运动位移公式的推导过程匀变速直线运动位移公式的掌握及应用教学难点：匀变速直线运动位移公式的推导过程中极限的思想矢量表达式运用中的正负号问题板书设计匀变速直线运动位移与时间的关系匀速直线运动位移与时间的关系公式法：x=vt图像法：vt图象与t轴所围的面积面积正负号表示位移的方向结论：vt图像图像与横轴t所围面积表示位移，面积正负号表示位移的方向匀变速直线运动位移与时间的关系法1：由vt图像x=(v0+v)t/2又有v=v0+at∴x=v0t+at2/2法2：由vt图像，梯形面积可分为两部分x=v0t+at/2*t=v0t+at2/21、图像法2、公式法x=v0t+at2/23、平均速度法x=(v0+v)t/2教学流程示意开始开始引入生活情境进入正题出示目标思考，回顾诵读，聆听情境一思考，回答评价，提炼方法情境二展示交流数据处理Excel表格展台聆听，思考评价，找寻规律情境三黑板展示，交流评价，找到规律出示例题做题，交流，展示评价，规律应用，方法提升小结整理结束教学过程教学步骤教师活动学生活动设计意图导入苹果下落怎么个越来越快？上节课我们研究了匀变速直线运动速度随时间的变化，本节课我们研究下落高度随时间的变化，即匀变速直线运动位移和时间的关系聆听，回想通过学生熟知的例子直接交代本节课的总体目标明确学习目标学习目标1、会利用公式和图像求匀速直线运动的位移2、经历匀变速直线运动位移的推导过程，体会推导过程中的极限思想3、会利用公式和图像求匀变速直线运动的位移请一位同学大声读出让每一位同学明确学习目标一、匀速直线运动的位移与时间的关系二、匀变速直线运动位移公式的推导

二、匀变速直线运动位移公式的推导二、匀变速直线运动位移公式的推导过程情景一：物体以速度v做匀速直线运动，求在时间t内的位移？（设t=0时的位置为坐标原点）（两种方法）学生回答后总结并板书：1、公式法：x=vt2、图象法：vt图象与t轴所围的面积追问：面积正负的含义板书：面积正负号表示位移的方向出示情景二：某同学所做“探究小车运动规律”实验得到的实验数据描点作图，作出vt图像，写出速度和时间的表达式根据图像和表达式描述小车的运动对展示结果进行评价并出示计算机作图图像为一条倾斜的直线，做匀变速直线运动，加速度大小2.48m/s2。V=2.48t+0.38过度：关于该运动的位移A同学给出了估算的方法X=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1m=0.438m在图像中如何表示A同学的位移？A同学的位移可以用五个矩形面积之和来表示结合A、B两同学的讨论以及老师的建议，说说你的看法。采用教材中老师的建议，时间间隔取0.02s。利用excel表格工具描点作图采用A同学方法估算X=0.38×0.02+0.43×0.02+0.479×0.02+0.529×0.02+0.578×0.02m+······=0.4876m再在图像中表示此时的位移可以用25个矩形面积之和来表示时间间隔继续缩小，改为0.001s从图中发现点已经连成了线此时位移为500个矩形面积之和，该面积等于了图像下方梯形的面积。总结：匀变速直线运动vt图像，图像与横轴t所围面积表示位移进一步总结，vt图像图像与横轴t所围面积表示位移上述求位移的过程体现了怎样的科学方法？核心思想：先把过程无限分割（微分），以“不变”近似代替“变”，然后再进行累加（积分）的思想。思考，分析，获得结论展示预习作业学生在自己所画图像中表示位移交流展示交流，表达意见认真听讲体会如何把矩形面积之和变成梯形面积整理思路，整理笔记交流讨论由简单的知识总结方法，为下一步延伸做好准备（求匀变速直线运动的位移也应是两种方法）复习前两节的内容从图像和表达式两个角度认识匀变速直线运动本节课研究匀变速位移与时间的关系，该运动正好是匀变速直线运动，因此直接拿来当做研究对象承上启下由表达式向图像过渡引导学生用极限的思想考虑问题将教材中思考与讨论与图2.32进行内容的整合。使思考与讨论的内容变得深刻，使图2.32更有说服力。由特殊到一般的思想方法由匀速直线的vt图像求位移（特殊）到匀变速直线运动vt图像求位移再到任意vt图像面积求位移（一般）提升方法。在前面极限思想的基础上继续深化三、匀变速直线运动的位移与时间的关系情景三：设某一物体做匀加速直线运动，初速度v0，经时间t速度达到v。并规定计时时刻为坐标原点，则我们用x表示这段时间的位移请利用图像推导其位移公式板书：由vt图像x=(v0+v)t/2又有v=v0+at∴x=v0t+at2/2由vt图像，梯形面积可分为两部分x=v0t+at/2*t=v0t+at2/2板书：1、图像法2、公式法x=v0t+at2/23、平均速度法x=(v0+v)t/2对预习作业更正，展示整理笔记推导过程就是对图像应用的过程，紧扣上一环节四、当堂训练出示例题例1、一辆汽车以1m/s2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2、一辆汽车以20m/s的速度行驶，现因故刹车，并最终停止运动，已知汽车刹车过程的加速度大小是5m/s2。则汽车从开始刹车经过5s所通过的距离是多少？例3、矿井里的升降机油静止开始加速上升，经过5s速度达到4m/s后，又以这个速度匀速上升20s，然后减速上升，再经4s停在井口，求矿井深度。（你能想出几种方法求解）做题，展示做题，交流后展示定性分析，交流后展示公式的直接应用熟练公式强调解题格式刹车问题的处理刹车时间正负号问题解题方法多样性例题2的基础上，多个过程处理，会用到例题2中的方法。五、课堂小结一、求匀速直线运动位移的方法公式法：图像法：二、求匀变速直线运动位移的方法1、图像法：2、公式法：3、平均速度法：回忆，思考，整理不仅有知识上的梳理，而且要有方法上的积累、提升学习效果评价1、知识上，对匀变速直线运动的认识更加全面2、方法上，对图像处理问题的方法更加深刻3、物理思想上，对极限思想的进一步复习，理解4、学法上，课前预习，读书的方法的训练培养看问题角度更多了，学习的自主性在逐渐的形成，逐渐适应高中物理的节奏，逐步形成自己的学习习惯。本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300500字数)1、重视知识的获取过程。在匀变速直线运动位移的推导过程中运用大量的篇幅，借助计算机把数据进行微分，由于是教材中具体实验得到的数据，更具有说服力，更直观，尤其当时间间隔取到0.001s时，变速运动当做匀速处理是理所当然的，图像上矩形面积之和等于梯形面积也是理所当然的。对以后教学中変力功的计算做好了铺垫。2、重视教材的整合