《2.3《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系》— 【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊(cè)教學(xué)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2.3《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系》— 【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊(cè)教學(xué)設(shè)計(jì)（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第3節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系 安徽省臨泉第一中學(xué) 郭雪鵬 一、 教學(xué)內(nèi)容分析 《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系》是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》必修課程必修1模塊中“機(jī)械運(yùn)動(dòng)與物理模型”主題下的內(nèi)容，要求為：理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，能運(yùn)用其解決實(shí)際問(wèn)題，體會(huì)科學(xué)思維中的抽象方法和物理問(wèn)題研究中的極限方法。 本節(jié)主要有兩個(gè)任務(wù)，一是介紹位移與時(shí)間的關(guān)系以及推導(dǎo)出公式的過(guò)程，滲透微元法這一重要的物理方法；二是推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系，主要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、科學(xué)的思維方法，強(qiáng)化學(xué)生分析和論證的能力。本節(jié)課內(nèi)容是上

2、一節(jié)課內(nèi)容的延伸，是對(duì)第一章所學(xué)習(xí)的速度、加速度的應(yīng)用，是對(duì)速度-時(shí)間圖像的應(yīng)用。本節(jié)內(nèi)容在整個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)中具有基礎(chǔ)性的地位，具有重要的地位和作用。 二、 學(xué)情分析 學(xué)生在初中學(xué)習(xí)過(guò)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系，具有一定基礎(chǔ)。通過(guò)前兩節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系，學(xué)習(xí)瞬時(shí)速度對(duì)極限思想有了初步的認(rèn)識(shí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)奠定了基礎(chǔ)。讓學(xué)生體會(huì)v-t圖像與時(shí)間軸所圍的面積代表位移的過(guò)程中，逐步滲透“無(wú)限分割再求和”這種微元法的思想，使學(xué)生感悟科學(xué)的物理思想方法，提高物理思維能力。 三、 教學(xué)目標(biāo) 1.學(xué)生通過(guò)與勻速直線運(yùn)動(dòng)的類(lèi)比和微元法的推導(dǎo)，理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與

3、v-t圖像與時(shí)間軸所圍面積的關(guān)系。 2.學(xué)生掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移關(guān)系，能在物理情境中利用公式解決問(wèn)題。 四、 教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間關(guān)系、速度-位移關(guān)系 教學(xué)難點(diǎn)：微元法推導(dǎo)位移時(shí)間關(guān)系式、靈活運(yùn)用公式解決實(shí)際問(wèn)題 教學(xué)方法：講授法、啟發(fā)式教學(xué)、小組合作 五、 教學(xué)過(guò)程 (一) 導(dǎo)入新課 師：勻變速直線運(yùn)動(dòng)跟我們的生活關(guān)系密切，研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)具有重要意義。對(duì)于運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，人們不僅關(guān)注物體運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系，還希望知道物體運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。 師：我們先從最簡(jiǎn)單的勻速直線運(yùn)動(dòng)入手，討論位移與時(shí)間的關(guān)系。取初始時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)所在的位置為

4、坐標(biāo)原點(diǎn)，則t時(shí)刻的位置坐標(biāo)與質(zhì)點(diǎn)在0-t時(shí)間的位移相同，得出位移公式x=vt。請(qǐng)大家根據(jù)v-t圖像的意義，畫(huà)出勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。 學(xué)生活動(dòng)：動(dòng)手定性畫(huà)出質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。如圖所示。 師：請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合自己所畫(huà)的圖像，求時(shí)間t內(nèi)圖線和時(shí)間軸圍成的矩形面積。 生：正好是x=vt。 師：當(dāng)速度值為正值和為負(fù)值時(shí)，它們的位移有什么不同？ 生：當(dāng)速度值為正值時(shí)，x=vt>0，圖線與時(shí)間軸所圍成的矩形在時(shí)間軸的上方。當(dāng)速度為負(fù)值時(shí)，x=vt<0，圖線與時(shí)間軸所圍成的矩形在時(shí)間軸的下方。 師：同學(xué)們回答得很好，這里需要明確，位移x>0，表示位移方向與規(guī)定的正方向相同，位

5、移x<0，表示位移方向與規(guī)定的正方向相反。對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，它的位移與它的v-t圖像，是否也有類(lèi)似的關(guān)系呢？下面我們一起來(lái)學(xué)習(xí)一下。 (二) 新課講授 1. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移 師：做勻速直線運(yùn)動(dòng)物體的位移可以通過(guò)它的v-t圖像求解，這個(gè)方法對(duì)于分析勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移問(wèn)題有很好的啟示。下面請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材43頁(yè)的內(nèi)容：勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式的推導(dǎo)。 師：下面我們一起來(lái)看一下勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式的推導(dǎo)過(guò)程。 （課件展示）一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像，如圖（甲）所示。 師：請(qǐng)同學(xué)們思考一下這個(gè)物體的速度-時(shí)間圖像，用自己的語(yǔ)言描述物體的運(yùn)動(dòng)情況。 生：物體做

6、初速度為v0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 師：我們來(lái)“分割”圖像中圖線與初、末時(shí)刻線和時(shí)間軸圖線所圍成的面積。請(qǐng)大家討論。 將學(xué)生分組后各個(gè)進(jìn)行“分割”操作。 A組生1：我們先把物體的運(yùn)動(dòng)分成5個(gè)小段，例如算一個(gè)小段，在v-t圖線中，每小段起始時(shí)刻物體的瞬時(shí)速度由相應(yīng)的縱坐標(biāo)表示[（如圖乙）]。 A組生2：我們以小段起始時(shí)刻的速度乘以時(shí)間近似當(dāng)作各小段中物體的位移，各位移可以用一個(gè)又窄又高的小矩形的面積代表。5個(gè)矩形的小面積之和近似代表物體在整個(gè)過(guò)程的位移。 B組生：我們是把物體的運(yùn)動(dòng)分成了10段。 師：請(qǐng)大家對(duì)比不同組所做的分割，當(dāng)它們分成的小段數(shù)目越多，長(zhǎng)條矩形與傾斜直線間所夾的小三角形

7、面積越小，這說(shuō)明什么？ 生：分割的小矩形數(shù)目越多，小矩形的面積總和越接近于傾斜直線所圍成的梯形的面積。用所有這些小段的位移之和，近似代表物體在整個(gè)過(guò)程的位移。從v-t圖線看，就是用更多的但更窄的小矩形的面積之和代表物體的位移?？梢韵胂?，如果把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分得非常非常細(xì)，很多很多小矩形的面積之和，就能準(zhǔn)確地代表物體的位移了。這時(shí)，“很多很多”小矩形頂端的“鋸齒形”就看不出來(lái)了，這些小矩形合在一起組成了一個(gè)梯形OABC，梯形OABC的面積就代表做勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體在0到t這段時(shí)間內(nèi)的位移。 教師引導(dǎo)學(xué)生分析求解梯形的面積，指導(dǎo)學(xué)生怎樣求梯形的面積。 生：在圖丁中，v-t圖像中直線下面的梯形

8、OABC的面積是，把面積及各條線段換成所代表的物理量，上式變成x = 師：前面已學(xué)習(xí)過(guò)速度與時(shí)間的關(guān)系式，v=v0+at代入進(jìn)去，得到x=v0t +at2，這就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系。如果初速度為0，則簡(jiǎn)化為到x= at2。 師：我們討論一下說(shuō)明各物理量的意義，以及應(yīng)該注意的問(wèn)題。 生：公式中有起始時(shí)刻的初速度v0，t時(shí)刻的位置x，加速度a，時(shí)間間隔t。除時(shí)間t外，其余都是矢量。 師：物體做直線運(yùn)動(dòng)，矢量的方向性體現(xiàn)在符號(hào)，與規(guī)定的方向相同，符號(hào)為正，與規(guī)定的方向相反，符號(hào)為負(fù)。一般我們選取初速度的方向?yàn)檎较颉? 2. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系式 射擊時(shí)，子彈在

9、槍筒內(nèi)獲得加速度加速。已知a=5105m/s2，槍筒長(zhǎng)x=0.64m，求子彈出槍口的速度。 師：題中所給的已知條件合所求結(jié)果都不涉及時(shí)間t，能否根據(jù)學(xué)習(xí)的規(guī)律，得到位移x與速度v的關(guān)系呢？ 學(xué)生活動(dòng)：利用位移時(shí)間關(guān)系和速度時(shí)間關(guān)系推導(dǎo)，得出結(jié)果v2- v02=2ax. 師：同學(xué)們推導(dǎo)出來(lái)的公式v2- v02=2ax體現(xiàn)了哪兩個(gè)物理量之間的關(guān)系？什么條件下適用這個(gè)公式？ 生：體現(xiàn)了速度與位移之間的關(guān)系，當(dāng)不涉及時(shí)間t時(shí)使用較為方便。 【鞏固練習(xí)】 航空母艦的艦載機(jī)既要在航母上起飛，也要在航母上降落。 (1)某艦載機(jī)起飛時(shí)，采用彈射裝置使飛機(jī)獲得10m/s的速度后，由機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)使飛機(jī)

10、獲得25m/s2的加速度在航母跑道上勻加速前進(jìn)，2.4s后離艦起飛。飛機(jī)勻加速滑行的距離是多少？ (2)飛機(jī)在航母上降落，需要阻攔索使飛機(jī)迅速停下來(lái)。若某次飛機(jī)著艦時(shí)的速度為80m/s，飛機(jī)鉤住阻攔索后2.5s停下來(lái)。將這段運(yùn)動(dòng)視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中飛機(jī)的加速度的大小及滑行距離各是多少？ (三)布置作業(yè) 完成教材44頁(yè)練習(xí)與應(yīng)用1-6題。 六、 板書(shū)設(shè)計(jì) 2.3 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系 一、 位移-時(shí)間關(guān)系 1.v-t圖像面積表示位移 2. 二、速度-位移關(guān)系 七、 教學(xué)反思 本節(jié)求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系用到了微元思想，學(xué)生理解微元思想存在困難。位移的教學(xué)首先要講清楚一個(gè)問(wèn)題，即每段時(shí)間認(rèn)為物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。這一點(diǎn)很多學(xué)生思想上不能接受，學(xué)生認(rèn)為在每段時(shí)間內(nèi)物體也在做加速運(yùn)動(dòng)，不是勻速直線運(yùn)動(dòng)。要向?qū)W生講清楚，這是一種近似處理方法，當(dāng)劃分的時(shí)間間隔很小時(shí)，每段時(shí)間的初速度和末速度差別很小，此時(shí)就可以認(rèn)為速度不變，這段時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在理解這一思想后，位移的計(jì)算可以用圖像，也可以用數(shù)學(xué)微元法計(jì)算。微元法計(jì)算方法如下： 設(shè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，劃分為N段，N→∞，質(zhì)點(diǎn)初速度為v0。在第i段時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)的速度為 第i段時(shí)間質(zhì)點(diǎn)的位移為 總位移為 當(dāng)N→∞， ∴