2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系

“教学评”一体化教学设计课时设计“教学评”一体化教学设计纳雍五中郭家义课题人教版高中物理·选择性必修·第一册第二章第3节匀变速直线运动的速位移与时间的关系课型新授课☑复习课□试卷讲评课□其他课□授课班级授课时间教学内容分析课标要求：知道匀速直线运动的位移与v-t图线下围成的矩形面积的对应关系。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，使学生感受利用极限思想解决物理问题的科学思维方法。理解匀变速直线运动的位移与时间的关系。教材分析：本节课是本章的第三节，沿用本章的主线v-t图象来作为切入点，方便学生入手分析。用匀速直线运动的v-t图象下方的面积表示位移作为过渡，让学生有一定的适应过程。课本思考与讨论部分的内容设定，等同于设置了一个台阶，降低了学生对后面内容学习的困难程度。当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，并不要求会计算极限。体现了课本“渗透”的思想。学情分析知识储备：通过第一章学习，学生已经初步掌握几个描述物理运动的物理量，第二章前俩节也通过实验和科学的方法得到匀变速直线运动的速度时间关系，在此基础上，学习本节位移与时间的关系就会顺理成章了。能力基础：学生已经掌握了匀变速直线运动的速度与时间关系的相关知识。思维能力：通过类比匀变速直线运动的速度与时间关系来学习匀变速直线运动的位移与时间关系，理解起来难度应该不大。核心素养物理观念：握匀变速直线运动的位移与时间关系的公式，及其简单应用。科学思维：培养学生运用数学知识-函数图象的能力。科学探究：培养学生认真严谨的科学分析问题的品质。科学态度与责任：从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。教学准备多媒体课件活动设计教学内容教师活动学生活动评价任务环节一：导入新课活动一：检测导学案完成情况1.检查导学案完成情况：2.小组讨论导学案内容。（1）巡视导学案完成情况；（2）必要时可选讲导学案内容。（1）小组长统计组内得分情况；（2）小组讨论导学案内容。（1）导学案完成小组评分；（2）表扬完成优秀的同学；（3）鼓励学生努力学习。活动二：展示学习目标1．知道匀速直线运动的位移与v-t图线下围成的矩形面积的对应关系。2．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，使学生感受利用极限思想解决物理问题的科学思维方法。3．理解匀变速直线运动的位移与时间的关系。让学生明确学习目标，做到有的放矢；课后根据目标，学生自我评价得失情况。活动三：新课导入由做匀速直线运动物体的v-t图像可以看出，在时间t内的位移x对应图中着色部分的矩形面积。那么，做匀变速直线运动的物体，在时间t内的位移与时间会有怎样的关系？匀速直线运动的位移x=vt，匀速直线运动的位移就是v–t图线与t轴所夹的矩形“面积”。问题：匀变速直线运动的位移是否也对应v-t图象一定的面积？展示图片并提出问题让学生思考。观看图片并思考问题，提出猜想。听学生的猜想并进行评价。环节二：新课教学活动一：匀速直线运动的位移匀速直线运动图象下方的面积表示物体发生的位移。先从最简单的匀速直线运动的位移与时间的关系人手，讨论位移与时间的关系。画出一质点做匀速直线运动的速度一时间图象。如图所示。结合图象，求图线与初、末时刻线和时间轴围成的矩形面积，正好是vt。提出问题：当速度值为正值和为负值时，它们的位移有什么不同?1、观察匀速直线运动的v-t图像所围成的面积的表位移。2、思考问题并回答问题。对学生回答的问题进行点评。活动二：匀变速直线运动的位移利用微积分的方式让学生知道匀变速直线运动的v-t图像所围成面积就是时间t内的位移。提出问题：将运动进行分割，在很短时间（⊿t）内，匀变速直线运动可以看成什么运动？将变速直线运动近似为匀速直线运动利用x=vt计算每一段的位移，各段位移之和即为变速运动的位移。探究1：将运动分成等时的两段，即⊿t=2秒内为匀速运动。探究2：将运动分成等时的四段，即⊿t=1秒内为匀速运动。探究3：将运动分成等时的八段，即⊿t=0.5秒内为匀速运动。假如把时间轴无限分割，情况又会怎么样呢？通过v-t图象推导出匀变速直线运动的位移规律匀变速直线运动的位移与时间的关系匀变速直线运动的位移是时间的二次函数。这就是匀变速直线运动的位移公式。拓展学习如图乙所示，在v-t图像中，各段位移可以用一个又窄又高的小矩形的面积代表。5个小矩形的面积之和近似地代表物体在整个运动过程中的位移。如果以这5个小矩形的面积之和算出的位移代表物体在整个过程中的位移，显然位移就少算了。为了精确一些，可以把运动过程划分为更多的小段，如图丙所示，用所有这些小段的位移之和，近似代表物体在整个过程中的位移。小矩形越窄，多个小矩形的面积之和越接近物体的位移。可以想象，如果把整个运动过程分割得非常非常细，很多很多小矩形的面积之和就能非常精确地代表物体的位移了。这时，很多很多小矩形顶端的“锯齿形”就看不出来了，这些小矩形合在一起成了一个梯形OABC（图丁）。这个梯形的面积就代表做匀变速直线运动的物体从开始（此时速度是v0）到t时刻（此时速度是v）这段时间间隔的位移。上面这种分析问题的方法具有一般意义，原则上对于处理任意形状的v-t图像都适用。对于图所示的运动物体的位移，可用其v-t图像着色部分图形的面积来表示。在处理较复杂的变化量问题时，常常先把整个区间化为若干个小区间，认为每一小区间内研究的量不变，再求和。这是物理学中常用的一种方法。1、思考问题并回答问题。2、总结匀变速直线运动位移与时间的关系。1、对学生回答的问题进行点评。2、对学生总结的情况进行点评。活动三：利用公式推导的方法得出速度与位移的关系给出速度与时间关系和位移与时间的关系，让学生自己尝试推导。在草稿纸上对公式进行推导。对学生推导公式的情况进行点评。环节三：例题讲解【例题1】航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。（1）某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得10m/s的速度后，由机上发动机使飞机获得25m/s2的加速度在航母跑道上匀加速前进，2.4s后离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少？（2）飞机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为80m/s，飞机钩住阻拦索后经过2.5s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动，此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是多少？【例题2】动车铁轨旁两相邻里程碑之间的距离是1km。某同学乘坐动车时，通过观察里程碑和车厢内电子屏上显示的动车速度来估算动车减速进站时的加速度大小。当他身边的窗户经过某一里程碑时，屏幕显示的动车速度是126km/h。动车又前进了3个里程碑时，速度变为54km/h。把动车进站过程视为匀减速直线运动。那么动车进站的加速度是多少？它还要行驶多远才能停下来？1.多媒体展示例题2、巡视学生思考练习3、抽学生到黑板上写解题过程。4、教师讲解1、认真阅读题目。2、自己思考并用草稿纸写出解答过程。3、到黑板上展示自己的解题过程。1、对学生的解题过程进行评价。2、对上黑板展示的情况进行面批并加以评价。环节四：课堂小结主要学习了如何数学的方法研究物理问题，从而推导出匀变速直线运动位移与时间的关系式，以及要将复杂问题转化为简单问题，然后再去认识复杂问题的学习思路。通过复习匀变速直线运动的速度公式、位移公式的综合应用推导出匀变速