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2019-2020年滬科版物理高一上1-F《勻加速直線運動》 教案1 一、教學(xué)任務(wù)分析 本節(jié)內(nèi)容是繼勻速直線運動規(guī)律后，對直線運動規(guī)律的進一步學(xué)習(xí)，本節(jié)內(nèi)容還為牛頓運動定律的應(yīng)用以及一些更復(fù)雜運動的研究奠定了基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容與人們的日常生活緊密聯(lián)系，有著廣泛的現(xiàn)實意義。 學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要以位移、瞬時速度、加速度、位移圖像、速度圖像等概念為基礎(chǔ)。 從“重物豎直下落”入手，通過對學(xué)生實驗結(jié)果的討論，發(fā)現(xiàn)初速為零的勻加速直線運動的位移與時間的平方成正比。 通過對“小車沿斜面下滑”過程的DIS實驗研究，得到v—t圖像。然后通過對v—t圖像的分析、討論，建立勻變速運動的概念，認識勻加速直線運動速度變化的特點。 結(jié)合加速度的概念，通過演繹推理得到初速為零的勻加速直線運動的速度公式。 類比利用速度圖像的“面積”表示勻速直線運動位移，利用flash課件交互，演示“無限逼近”的情景，然后經(jīng)過演繹推理，得出初速為零的勻加速直線運動的位移公式。 最后，通過實際問題的應(yīng)用，使學(xué)生知道公式的應(yīng)用思路。 本節(jié)課的學(xué)習(xí)強調(diào)學(xué)生的主動參與，使學(xué)生在獲得知識的同時，感受科學(xué)探究的過程與方法，發(fā)展抽象思維能力，學(xué)會應(yīng)用DIS實驗研究實際問題，促使學(xué)生形成樂于探究的情感。 二、教學(xué)目標 1、知識與技能 （1）理解勻加速直線運動的概念和特征。 （2）理解勻加速直線運動的速度公式和位移公式。 （3）初步學(xué)會利用圖像分析、歸納勻加速直線運動的特點及推導(dǎo)速度公式與位移公式。 2、過程與方法 （1）通過處理實驗數(shù)據(jù)、研究初速為零的勻加速直線運動的過程，認識猜測假設(shè)、分析驗證的科學(xué)探究方法。 （2）通過用圖像推導(dǎo)勻加速直線運動位移公式的過程，感受轉(zhuǎn)化、無限逼近的思想方法。 3、情感、態(tài)度與價值觀 （1）在實驗探究中，體驗嚴謹認真的科學(xué)態(tài)度和團隊協(xié)作的精神。 （2）在通過探索發(fā)現(xiàn)勻加速直線運動的特征和規(guī)律的過程中，感悟求真務(wù)實的科學(xué)精。 三、教學(xué)重點與難點 重點：勻加速直線運動的概念和特征，初速為零的勻加速直線運動的位移與速度公式。 難點：由速度圖像探究初速為零的勻加速直線運動的位移公式。 四、教學(xué)資源 1、探究模板：學(xué)生探究學(xué)習(xí)工作單。 2、信息平臺：基于校園網(wǎng)的教學(xué)平臺，基于視頻投影儀的交流平臺。 3、DIS實驗：力學(xué)小車、導(dǎo)軌、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等。 五、教學(xué)思路 本設(shè)計包括勻變速運動的概念和初速為零的勻加速直線運動的規(guī)律兩部分內(nèi)容。 本設(shè)計的基本思路是：以真實的運動過程，驅(qū)動學(xué)生的實驗探究，在初步發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，以新的問題，將研究引向深入。通過應(yīng)用DIS研究小車沿斜面的下滑運動，測出速度圖像，然后從圖像上歸納出勻加速直線運動的特點，推導(dǎo)出初速為零的勻加速直線運動的速度公式和位移公式。 本設(shè)計要突出的重點是：勻加速直線運動速度變化的特點，初速為零的勻加速直線運動的速度公式和位移公式。方法是：以DIS實驗及由實驗得到的v-t圖像為基礎(chǔ)，運用類比、猜測假設(shè)、分析歸納、演繹推理、無限逼近等科學(xué)方法，通過對v-t圖像認識的討論、交流，理解勻加速直線運動速度變化的特點，歸納出初速為零的勻加速直線運動的速度公式和位移公式。 本設(shè)計要突破的難點是：由速度圖像探究初速為零的勻加速直線運動的位移公式。方法是：類比利用速度圖像的“面積”表示勻速直線運動位移，利用flash課件演示“無限逼近”的情景，通過分析、討論，得出可用速度圖像“面積”表示位移的結(jié)論，然后經(jīng)過演繹推理，得出初速為零的勻加速直線運動的位移公式。 本設(shè)計強調(diào)學(xué)生的主動參與，重視概念的形成過程以及伴隨這一過程的多種方法的教育。 完成本設(shè)計的內(nèi)容約需2課時。 六、教學(xué)流程 勻加速 位移公式 問題Ⅱ 設(shè)問2 活動Ⅵ 課件交互 活動Ⅶ 公式推導(dǎo) 活動Ⅷ 實際應(yīng)用 應(yīng)用思路 勻加速概念 速度公式 問題Ⅰ 設(shè)問1 活動Ⅳ DIS實驗 活動V 分析推導(dǎo) 小車下滑 的v-t圖像 活動Ⅲ 化曲為直 活動Ⅰ 交流討論 下落運動 S∝t2 物體下落 的S-t圖 活動Ⅱ 問題討論 1、教學(xué)流程圖 2、流程圖說明 活動Ⅰ 交流討論 對課外用打點計時器研究物體由靜止開始下落結(jié)果的交流，重點交流由實驗數(shù)據(jù)畫出的位移時間圖像，及對位移變化規(guī)律的猜想。 活動Ⅱ 問題討論 討論如何確定物體下落運動位移跟時間之間具體函數(shù)關(guān)系的“化曲為直”的研究方法。 活動Ⅲ 化曲為直 學(xué)生對S-t 圖像進行“化曲為直”的猜想進行具體驗證，得出物體由靜止下落位移與時間之間S = At 2 的實驗結(jié)論。 問題I 設(shè)問1 重物下落速度究竟怎樣隨時間變化？規(guī)律如何？關(guān)系式S = At 2中的A所代表的物理意義是什么？ 活動IV DIS實驗 用位移傳感器和數(shù)據(jù)采集器，采集小車由靜止開始沿斜面加速向下運動的位移、時間數(shù)據(jù)，由計算機畫出小車的S-t圖像，老師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生根據(jù)斜率求速度的思路，再由計算機畫出小車的v-t圖像。 活動V 分析推導(dǎo) 學(xué)生分析小車沿斜面下滑的v-t圖像，歸納得出勻加速直線運動速度變化的特征，然后根據(jù)圖像推導(dǎo)出勻加速直線運動的速度公式。 問題I 設(shè)問2。 能從v-t 圖像上找出從t = 0s開始，經(jīng)過任意長時間t小車通過的位移的公式嗎？ 活動VI 課件交互 應(yīng)用flash課件對勻加速直線速度圖像進行勻速跳變分割和無限逼近的交互與講解，得出勻加速直線運動速度圖像面積也可以表示位移的結(jié)論。 活動ⅥI 公式推導(dǎo) 學(xué)生應(yīng)用勻加速直線運動速度圖像面積表示位移的結(jié)論，推導(dǎo)得出位移公式。 活動VIII 實際應(yīng)用 應(yīng)用勻加速直線運動的速度公式和位移公式，解決生活中簡單的勻加速直線運動問題，讓學(xué)生感受應(yīng)用規(guī)律解決實際問題的思路。 3、教學(xué)的主要環(huán)節(jié) 本節(jié)課的教學(xué)主要有如下四個環(huán)節(jié)： 第一環(huán)節(jié)，通過對課外用打點計時器研究重物下落過程中，得到的位移隨時間變化規(guī)律的圖像進行交流討論，感受應(yīng)用圖像進行科學(xué)探究的方法，為本節(jié)課研究勻加速直線運動規(guī)律奠定方法論基礎(chǔ)。 第二環(huán)節(jié)，通過用DIS實驗研究小車沿斜面下滑的運動，由實驗得出的速度時間圖像，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納勻加速直線運動速度變化的特征、建立勻加速直線運動的概念，并從圖像上推導(dǎo)速度公式。 第三環(huán)節(jié)，通過教師進行結(jié)合課件交互，“點拔”講解，使學(xué)生理解速度圖像面積表示位移，在此基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)得出勻加速直線運動的位移公式。 第四環(huán)節(jié)，通過勻加速直線運動的速度和位移公式的實際應(yīng)用，讓學(xué)生感受應(yīng)用規(guī)律解決實際問題的思路，鞏固所學(xué)知識，反饋教學(xué)的效果。 七、教案示例 （一）實驗回顧，交流討論 上節(jié)課，大家利用打點計時器進行實驗，得到了記錄重物由靜止開始下落運動的紙帶，課后，大家通過測量紙帶和處理實驗數(shù)據(jù)，探究了重物下落位移和速度隨時間變化的規(guī)律。那么，探究的情況如何呢？我們請幾組同學(xué)來作一交流，全班參與討論。交流討論請圍繞以下話題進行： 1、你們是怎樣挑選計數(shù)點的？計時單位是多少？測了哪些數(shù)據(jù)？ 2、你們是如何處理數(shù)據(jù)的？得到怎樣的結(jié)果？ 3、由數(shù)據(jù)處理結(jié)果，能確定重物位移隨時間變化的規(guī)律和速度是如何隨時間變化的嗎？（對速度只追問變化趨勢，對位移追問函數(shù)關(guān)系。） 4、探索研究中碰到或產(chǎn)生了什么問題？ （二）交流討論，猜想驗證 1、學(xué)生圍繞 ⑴—⑷ 話題，進行交流討論。 2、教師追問引導(dǎo)，進行猜想驗證： （1）從S-t圖像上能看出重物下落速度是如何隨時間變化的嗎？為什么？ （2）那么，S-t之間究竟是什么樣的函數(shù)關(guān)系呢？能猜猜嗎？怎樣驗證？ 3、學(xué)生畫S-t 2圖像，驗證關(guān)于S-t函數(shù)關(guān)系的猜測或假設(shè)是否正確并交流結(jié)果。 4、提出新的問題： （1）重物下落速度究竟怎樣隨時間變化？規(guī)律如何？（2）S = At 2，式中A代表什么？ （三）實驗演示，討論探索 1、教師對實驗演示先作“點拔”指導(dǎo) [課件演示] 要探索重物下落速度隨時間變化的規(guī)律，由前面所學(xué)知識，可作S-t圖像上 各點的切線，求各個時刻切線的斜率，即瞬時速度，然后以v為縱軸，t為橫軸，將各個時刻和速度描點畫v-t圖像，即可找到重物下落速度隨時間的變化規(guī)律。人工進行這項工作比較困難，我們交由計算機來完成。 2、用DIS實驗研究小車沿斜面的加速直線運動 （1）教師指導(dǎo)：[課件演示] 簡介DIS系統(tǒng)測S、t并畫S-t圖像的原理和過程。 （2）實驗演示：應(yīng)用DIS進行實驗，得到小車運動的S-t圖像，再由計算機求斜率繪v-t圖像。 （3）教師指導(dǎo)：v-t圖像不過原點，說明開始計時t = 0s時，小車已有了速度（稱為初速度）。雖然小車是從靜止開始運動的，但我們是在小車運動起來后才啟動DIS采集數(shù)據(jù)繪圖。所以v-t 圖上t = 0s時小車速度不為零。這樣，由實驗得到的v-t 圖像代表的是一個初速度不為零的變速直線運動。 3、學(xué)生分組討論，由v-t圖探究變速直線運動的特征和規(guī)律 （1）v-t 圖像是直線，代表速度隨時間的變化有何特點？ （2）加速度表示速度變化快慢，v-t圖像為直線，表明小車運動的加速度有何特點？ （3）請從v-t 圖像導(dǎo)出小車從t = 0s開始，經(jīng)任意長時間t 后速度v t的公式？ （4）能從v-t 圖像上找從t = 0s開始，經(jīng)過任意長時間t小車通過的位移嗎？請說明你們的理由或依據(jù)，并導(dǎo)出位移公式。 4、交流討論，“點拔”指導(dǎo)，歸納總結(jié) （1）強調(diào)： ① [課件演示] v-t 圖像是直線，代表速度均勻增加，稱勻加速直線運動。 ② 勻加速直線運動加速度不隨時間而變，在運動過程中恒定。 ③ 將公式v t = a t、S = a t 2 與勻速直線運動v = 恒量、S = vt 對比發(fā)現(xiàn)，勻加速直線運動比勻速運動復(fù)雜，但應(yīng)該是變速運動中最簡單的（內(nèi)容決定形式，內(nèi)容與形式統(tǒng)一）。 （2）討論：為什么v-t 圖像是傾斜直線，面積仍表示位移？是怎么想的？ [課件演示] 以勻速直線運動為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生用替代轉(zhuǎn)化、無限逼近方法論證變速直線運動的v-t 圖像與橫軸包圍的面積表示位移。 （3）拓展：勻加速直線運動的速度隨位移又如何變化呢?只要聯(lián)列速度時間公式和位移 時間公式，消去時間即可得出 v t 2 = 2 a S 。 （四）實際應(yīng)用，鞏固理解 1、請寫出由靜止開始的勻加速直線運動的速度時間公式、位移時間公式和速度位移公式？并說明在打點計時器實驗S = At2中，A表示什么？ 2、應(yīng)用勻加速直線運動的公式解決實際問題：教材P34-示例。 （1）突出公式和圖像兩種方法。 （2）強調(diào)過程分析。 3、作業(yè)布置： （1）課外探究：完成教材P35自主活動所要求的探究任務(wù)。 （2）鞏固應(yīng)用： 略。