2024-2025学年新教材高中物理 微专题四 瞬时加速度问题和动力学图像问题教学实录 新人教版必修第一册

2024-2025学年新教材高中物理微专题四瞬时加速度问题和动力学图像问题教学实录新人教版必修第一册主备人备课成员教学内容本节课以新人教版必修第一册微专题四“瞬时加速度问题和动力学图像问题”为主题，涵盖以下内容：瞬时加速度的定义和计算方法，动力学图像的绘制和应用，以及利用图像解决实际物理问题。通过实例分析，帮助学生掌握瞬时加速度和动力学图像的解题技巧。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的物理科学思维和科学探究能力。学生将通过学习瞬时加速度和动力学图像，提升分析复杂物理现象的能力，锻炼逻辑推理和问题解决技巧。同时，通过实际应用，增强科学实践能力和创新意识，符合新教程对核心素养的培养要求。重点难点及解决办法重点：1.瞬时加速度的概念理解及其计算方法；2.动力学图像的识别与绘制技巧。

难点：1.瞬时加速度与平均加速度的区别与联系；2.复杂运动过程中动力学图像的分析与应用。

解决办法：

1.重点：通过实例分析，帮助学生理解瞬时加速度的定义，并通过实验演示瞬时加速度的计算方法，强化学生的直观感知。

2.重点：通过对比平均加速度和瞬时加速度的物理意义，引导学生深入理解两者的区别，通过具体问题解决练习，巩固概念。

3.难点：通过分组讨论和案例分析，让学生在实践中体会复杂运动中的加速度分析，采用逐步分解法，帮助学生逐步突破难点。

4.难点：利用多媒体展示不同类型的动力学图像，引导学生分析图像特征，结合实际问题，提升学生运用图像解决问题的能力。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解瞬时加速度和动力学图像的基本概念，确保学生掌握核心理论。

2.讨论法：引导学生就具体问题进行小组讨论，激发学生的思维，培养合作学习能力。

3.实验法：通过实验演示瞬时加速度的测量，让学生在实践中理解理论。

教学手段：

1.多媒体教学：利用PPT展示动力学图像，增强直观性，提高学生的学习兴趣。

2.视频教学：播放相关物理实验和动画，帮助学生更好地理解抽象概念。

3.在线资源：利用网络平台提供拓展学习资料，方便学生课后复习和预习。教学过程设计**导入环节（5分钟）**

-创设情境：播放一段汽车加速的短视频，提问学生如何描述汽车在加速过程中的速度变化。

-提出问题：引导学生思考速度变化的快慢与哪些因素有关，激发学生对加速度的兴趣。

-学生回答：邀请学生回答问题，并简要总结速度变化与加速度的关系。

**讲授新课（15分钟）**

-瞬时加速度的概念：介绍瞬时加速度的定义，强调其与平均加速度的区别，并举例说明。

-瞬时加速度的计算：讲解瞬时加速度的计算方法，展示计算公式，并通过实例进行演示。

-动力学图像的绘制：介绍常用的动力学图像，如速度-时间图和加速度-时间图，讲解绘制方法。

-动力学图像的应用：通过实例分析，展示如何利用动力学图像解决实际问题。

**巩固练习（10分钟）**

-练习题展示：展示几道与瞬时加速度和动力学图像相关的练习题，包括选择题、填空题和计算题。

-学生练习：学生独立完成练习题，教师巡视指导。

-答疑解惑：学生互帮互助，教师解答学生疑问。

**课堂提问（5分钟）**

-提问环节：教师针对课堂内容提出问题，如“如何判断一个物体是否在做匀加速直线运动？”

-学生回答：邀请学生回答问题，教师点评并总结。

**师生互动环节（10分钟）**

-小组讨论：将学生分成小组，针对某一物理现象进行讨论，如“如何通过实验测量瞬时加速度？”

-小组汇报：每组选派代表进行汇报，教师点评并引导学生深入思考。

-创新环节：教师提出一个创新性的问题，如“如果将动力学图像应用于生物运动，会有哪些新的发现？”

-学生探索：学生分组进行探索，教师给予指导。

**解决问题及核心素养能力的拓展要求（5分钟）**

-解决问题：教师提出一个综合性的物理问题，要求学生运用所学知识解决。

-核心素养拓展：引导学生思考如何将物理知识应用于日常生活，培养学生的科学素养。

**总结与反思（5分钟）**

-总结：教师总结本节课的重点内容，强调瞬时加速度和动力学图像的重要性。

-反思：学生反思学习过程中的收获和不足，教师给予鼓励和建议。

**用时**：45分钟

**备注**：以上教学过程设计为示例，具体实施时可根据学生的实际情况和课堂反馈进行调整。教学资源拓展1.拓展资源：

-瞬时加速度的物理意义：介绍瞬时加速度在物理学中的重要性，如其在运动学、力学和天体物理学中的应用。

-动力学图像的类型：探讨不同类型的动力学图像，如速度-时间图、加速度-时间图、位移-时间图等，以及它们在物理问题中的应用。

-物理实验与测量：介绍如何通过实验测量瞬时加速度，包括实验原理、实验步骤和数据处理方法。

-动力学图像的软件应用：介绍如何使用物理仿真软件（如PhETInteractiveSimulations）来绘制和分析动力学图像。

2.拓展建议：

-学生可以通过阅读科普文章或书籍，深入了解瞬时加速度和动力学图像的物理背景和应用领域。

-建议学生参与物理实验，亲自动手测量瞬时加速度，增强对理论知识的实践理解。

-利用在线教育平台，如KhanAcademy或Coursera，学习更多关于动力学和运动学的视频教程。

-通过解决实际问题，如设计一个简单的实验来测量自行车的瞬时加速度，将理论知识应用于实际生活中。

-鼓励学生参与物理竞赛或科学展览，通过展示自己的实验成果来巩固和拓展知识。

-学生可以尝试自己绘制动力学图像，并分析图像中的物理信息，提高图像解读能力。

-通过小组合作，学生可以共同研究动力学图像在不同物理现象中的应用，如抛体运动、简谐振动等。

-鼓励学生阅读相关的学术论文，了解动力学图像在科学研究中的最新进展。

-学生可以尝试设计一个虚拟实验，通过编程模拟不同运动情况下的动力学图像，加深对图像与物理量关系的理解。板书设计①瞬时加速度

-定义：瞬时加速度是物体在某一时刻的加速度，表示物体速度变化的快慢。

-公式：\(a=\lim_{{\Deltat}\to0}\frac{{\Deltav}}{{\Deltat}}\)

-物理意义：描述物体在某一瞬间的运动状态变化。

②动力学图像

-类型：速度-时间图、加速度-时间图、位移-时间图等。

-绘制方法：根据物理公式和实验数据绘制。

-分析方法：通过图像识别物体的运动状态和变化趋势。

③动力学图像分析

-速度-时间图：识别物体的加速、减速和匀速运动阶段。

-加速度-时间图：分析物体加速度的变化规律和运动状态。

-位移-时间图：观察物体的位移变化和运动轨迹。

④实际应用

-物体运动分析：利用动力学图像分析物体的运动过程。

-物理问题解决：通过图像解决实际问题，如计算物体的位移、速度和加速度等。教学反思与改进八、教学反思与改进

今天的教学已经结束了，我想趁这个机会对今天的课程进行一下反思。首先，我觉得在导入环节，我通过播放汽车加速的视频，确实激发了学生的兴趣，他们对于速度变化和加速度的关系有了初步的认识。但是，我也注意到有些学生对于瞬时加速度的概念还是有些模糊，这可能是因为我对于这个概念的解释不够清晰，或者是因为我没有给他们足够的时间去消化和理解。

在巩固练习环节，我设计了一些与课堂内容相关的练习题，但是我觉得这些练习题可能过于简单，没有很好地检验学生对知识的掌握程度。有的学生很快就完成了练习，而有的学生则显得有些吃力。这让我意识到，我需要根据学生的学习情况来设计更加多样化的练习，既要有基础题，也要有挑战性的题目，以适应不同学生的学习需求。

在课堂提问环节，我尝试通过提问来检验学生对知识的理解，但是发现有些问题学生回答得并不准确，这可能是由于他们对概念的理解不够深刻，或者是由于我在提问时没有给出足够的信息。因此，我需要在提问时更加精确，同时也要确保学生能够理解问题的含义。

在师生互动环节，我鼓励学生进行小组讨论，但是我也注意到，有些小组的讨论并没有达到预期的效果，这可能是因为我没有给出足够的指导，或者是由于学生之间的交流不够充分。在未来的教学中，我需要更加细致地引导学生的讨论，确保每个学生都有机会参与到讨论中来。

最后，我想谈谈教学反思活动的设计。我认为，在教学结束后，我们可以进行以下反思活动：

1.学生反馈：收集学生的反馈意见，了解他们对课程的看法和建议。

2.教学记录：回顾自己的教学记录，分析教学过程中的优点和不足。

3.同行评议：邀请同事对课程进行评议，获取外部视角的建议。

4.自我评估：对自己的教学效果进行自我评估，设定改进目标。

针对上述反思，我计划在未来的教学中实施以下改进措施：

1.对于瞬时加速度的概念，我将通过更多的实例和类比来讲解，帮助学生更好地理解。

2.在讲解复杂的物理量时，我会提供更多的解释和示例，同时也会鼓励学生提问，确保他们能够跟上教学进度。

3.练习题的设计将更加多样化，包括不同难度和类型的题目，以适应不同学生的学习水平。

4.在课堂提问时，我将更加注重问题的精确性和引导性，确保学生能够正确理解问题并给出答案。

5.在师生互动环节，我将更加注重学生的参与度，确保每个学生都有机会参与到讨论中来，并且给予他们足够的指导和支持。典型例题讲解1.例题：

一物体做匀加速直线运动，初速度为\(v_0=2\,\text{m/s}\)，加速度为\(a=0.5\,\text{m/s}^2\)。求物体在第\(t=5\,\text{s}\)末的速度。

解答：

根据匀加速直线运动的速度公式\(v=v_0+at\)，代入已知数值得到：

\[

v=2\,\text{m/s}+0.5\,\text{m/s}^2\times5\,\text{s}=2\,\text{m/s}+2.5\,\text{m/s}=4.5\,\text{m/s}

\]

因此，物体在第\(5\,\text{s}\)末的速度为\(4.5\,\text{m/s}\)。

2.例题：

一质点做匀速圆周运动，半径为\(R=2\,\text{m}\)，角速度为\(\omega=2\,\text{rad/s}\)。求质点在\(t=3\,\text{s}\)时的速度和加速度。

解答：

速度\(v\)由角速度\(\omega\)和半径\(R\)决定，公式为\(v=\omegaR\)：

\[

v=2\,\text{rad/s}\times2\,\text{m}=4\,\text{m/s}

\]

向心加速度\(a_c\)的公式为\(a_c=\omega^2R\)：

\[

a_c=(2\,\text{rad/s})^2\times2\,\text{m}=4\,\text{m/s}^2

\]

因此，质点在\(3\,\text{s}\)时的速度为\(4\,\text{m/s}\)，向心加速度为\(4\,\text{m/s}^2\)。

3.例题：

一物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为\(a=3\,\text{m/s}^2\)，求物体在前\(4\,\text{s}\)内的位移。

解答：

匀加速直线运动的位移公式为\(s=\frac{1}{2}at^2\)：

\[

s=\frac{1}{2}\times3\,\text{m/s}^2\times(4\,\text{s})^2=\frac{1}{2}\times3\times16=24\,\text{m}

\]

因此，物体在前\(4\,\text{s}\)内的位移为\(24\,\text{m}\)。

4.例题：

一质点做简谐振动，其位移随时间的变化关系为\(x(t)=0.1\,\text{m}\sin(10\pit)\)。求质点的最大速度和最大加速度。

解答：

速度\(v(t)\)是位移对时间的导数：

\[

v(t)=\frac{d}{dt}(0.1\,\text{m}\sin(10\pit))=0.1\times10\pi\cos(10\pit)=\pi\cos(10\pit)

\]

最大速度\(v_{\text{max}}\)发生在\(\cos(10\pit)=\pm1\)时，即\(t=0,0.1,0.2,\ldots\)：

\[

v_{\text{max}}=\pi\,\text{m/s}

\]

加速度\(a(t)\)是速度对时间的导数：

\[

a(t)=\frac{d}{dt}(\pi\cos(10\pit))=-\pi\times10\pi\sin(10\pit)=-10\pi^2\sin(10\pit)

\]

最大加速度\(a_{\text{max}}\)发生在\(\sin(10\pit)=\pm1\)时，即\(t=0.05,0.15,0.25,\ldots\)：

\[

a_{\text{max}}=-10\pi^2\,\text{m/s}^2

\]

5.例题：

一物体从静止开始沿水平面做匀速直线运动，阻力大小为\(F_{\text{阻}}=0.5\,\text{N}\)，质量为\(m=1\,\text{kg}\)。求物体的最大速度。

解答：

物体受到的阻力是恒定的，因此当物体达到最大速度时，其加速度\(a=0\)。根据牛顿第二定律\(F=ma\)，阻力\(F_{\text{阻}}\)等于物体所受的合外力，即：

\[

F_{\text{阻}}=m\timesa\Rightarrow0.5\,\text{N}=1\,\text{kg}\times0\Rightarrowa=0

\]

由于\(a=0\)，物体所受的合外力也为零，这意味着没有其他力在作用。因此，物体将保持恒定速度，即最大速度\(v_{\text{max}}\)等于物体开始运动后的速度，因为初始速度为零，所以最大速度也是零。然而，这里似乎存在矛盾，因为物体开始运动后必然会有一个非零的速度。这可能是因为题目中的假设条件有误，实际上，物体在受到恒定阻力的情况下，将逐渐减速直至停止，而不是保持恒定速度。正确的分析应该是物体达到最大速度时，加速度为零，但这并不意味着速度为零。因此，正确的答案应该是：

\[

v_{\text{max}}=\frac{F_{\text{阻}}}{m}=\frac{0.5\,\text{N}}{1\,\text{kg}}=0.5\,\text{m/s}

\]

因此，物体的最大速度为\(0.5\,\text{m/s}\)。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的参与度较高，对于瞬时加速度和动力学图像的概念理解较好。