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2019-2020年滬科版物理高一上1-F《勻加速直線運(yùn)動(dòng)》 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(yùn)動(dòng)規(guī)律后，對(duì)直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，本節(jié)內(nèi)容還為牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用以及一些更復(fù)雜運(yùn)動(dòng)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(shí)意義。 學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要以位移、瞬時(shí)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(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論，發(fā)現(xiàn)初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的平方成正比。 通過對(duì)“小車沿斜面下滑”過程的DIS實(shí)驗(yàn)研究，得到v—t圖像。然后通過對(duì)v—t圖像的分析、討論，建立勻變速運(yùn)動(dòng)的概念，認(rèn)識(shí)勻加速直線運(yùn)動(dòng)速度變化的特點(diǎn)。 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(yùn)動(dòng)的速度公式。 類比利用速度圖像的“面積”表示勻速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的位移公式。 最后，通過實(shí)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(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與，使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，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(huì)應(yīng)用DIS實(shí)驗(yàn)研究實(shí)際問題，促使學(xué)生形成樂于探究的情感。 二、教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 （1）理解勻加速直線運(yùn)動(dòng)的概念和特征。 （2）理解勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式。 （3）初步學(xué)會(huì)利用圖像分析、歸納勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、研究初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程，認(rèn)識(shí)猜測假設(shè)、分析驗(yàn)證的科學(xué)探究方法。 （2）通過用圖像推導(dǎo)勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(jià)值觀 （1）在實(shí)驗(yàn)探究中，體驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神。 （2）在通過探索發(fā)現(xiàn)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特征和規(guī)律的過程中，感悟求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精。 三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：勻加速直線運(yùn)動(dòng)的概念和特征，初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度公式。 難點(diǎn)：由速度圖像探究初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(tái)：基于校園網(wǎng)的教學(xué)平臺(tái)，基于視頻投影儀的交流平臺(tái)。 3、DIS實(shí)驗(yàn)：力學(xué)小車、導(dǎo)軌、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等。 五、教學(xué)思路 本設(shè)計(jì)包括勻變速運(yùn)動(dòng)的概念和初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律兩部分內(nèi)容。 本設(shè)計(jì)的基本思路是：以真實(shí)的運(yùn)動(dòng)過程，驅(qū)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，測出速度圖像，然后從圖像上歸納出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，推導(dǎo)出初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式。 本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：勻加速直線運(yùn)動(dòng)速度變化的特點(diǎn)，初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式。方法是：以DIS實(shí)驗(yàn)及由實(shí)驗(yàn)得到的v-t圖像為基礎(chǔ)，運(yùn)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(duì)v-t圖像認(rèn)識(shí)的討論、交流，理解勻加速直線運(yùn)動(dòng)速度變化的特點(diǎn)，歸納出初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式。 本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：由速度圖像探究初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的位移公式。 本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)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(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。 六、教學(xué)流程 勻加速 位移公式 問題Ⅱ 設(shè)問2 活動(dòng)Ⅵ 課件交互 活動(dòng)Ⅶ 公式推導(dǎo) 活動(dòng)Ⅷ 實(shí)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(dòng)Ⅳ DIS實(shí)驗(yàn) 活動(dòng)V 分析推導(dǎo) 小車下滑 的v-t圖像 活動(dòng)Ⅲ 化曲為直 活動(dòng)Ⅰ 交流討論 下落運(yùn)動(dòng) S∝t2 物體下落 的S-t圖 活動(dòng)Ⅱ 問題討論 1、教學(xué)流程圖 2、流程圖說明 活動(dòng)Ⅰ 交流討論 對(duì)課外用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體由靜止開始下落結(jié)果的交流，重點(diǎn)交流由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的位移時(shí)間圖像，及對(duì)位移變化規(guī)律的猜想。 活動(dòng)Ⅱ 問題討論 討論如何確定物體下落運(yùn)動(dòng)位移跟時(shí)間之間具體函數(shù)關(guān)系的“化曲為直”的研究方法。 活動(dòng)Ⅲ 化曲為直 學(xué)生對(duì)S-t 圖像進(jìn)行“化曲為直”的猜想進(jìn)行具體驗(yàn)證，得出物體由靜止下落位移與時(shí)間之間S = At 2 的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 問題I 設(shè)問1 重物下落速度究竟怎樣隨時(shí)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(dòng)IV DIS實(shí)驗(yàn) 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(yùn)動(dòng)的位移、時(shí)間數(shù)據(jù)，由計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)畫出小車的v-t圖像。 活動(dòng)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(yùn)動(dòng)速度變化的特征，然后根據(jù)圖像推導(dǎo)出勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(shí)間t小車通過的位移的公式嗎？ 活動(dòng)VI 課件交互 應(yīng)用flash課件對(duì)勻加速直線速度圖像進(jìn)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(yùn)動(dòng)速度圖像面積也可以表示位移的結(jié)論。 活動(dòng)ⅥI 公式推導(dǎo) 學(xué)生應(yīng)用勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)VIII 實(shí)際應(yīng)用 應(yīng)用勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式，解決生活中簡單的勻加速直線運(yùn)動(dòng)問題，讓學(xué)生感受應(yīng)用規(guī)律解決實(shí)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(gè)環(huán)節(jié)： 第一環(huán)節(jié)，通過對(duì)課外用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究重物下落過程中，得到的位移隨時(shí)間變化規(guī)律的圖像進(jìn)行交流討論，感受應(yīng)用圖像進(jìn)行科學(xué)探究的方法，為本節(jié)課研究勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律奠定方法論基礎(chǔ)。 第二環(huán)節(jié)，通過用DIS實(shí)驗(yàn)研究小車沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)，由實(shí)驗(yàn)得出的速度時(shí)間圖像，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納勻加速直線運(yùn)動(dòng)速度變化的特征、建立勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(jìn)行結(jié)合課件交互，“點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的位移公式。 第四環(huán)節(jié)，通過勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移公式的實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生感受應(yīng)用規(guī)律解決實(shí)際問題的思路，鞏固所學(xué)知識(shí)，反饋教學(xué)的效果。 七、教案示例 （一）實(shí)驗(yàn)回顧，交流討論 上節(jié)課，大家利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了記錄重物由靜止開始下落運(yùn)動(dòng)的紙帶，課后，大家通過測量紙帶和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究了重物下落位移和速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。那么，探究的情況如何呢？我們請(qǐng)幾組同學(xué)來作一交流，全班參與討論。交流討論請(qǐng)圍繞以下話題進(jìn)行： 1、你們是怎樣挑選計(jì)數(shù)點(diǎn)的？計(jì)時(shí)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(shí)間變化的規(guī)律和速度是如何隨時(shí)間變化的嗎？（對(duì)速度只追問變化趨勢，對(duì)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(yàn)證 1、學(xué)生圍繞 ⑴—⑷ 話題，進(jìn)行交流討論。 2、教師追問引導(dǎo)，進(jìn)行猜想驗(yàn)證： （1）從S-t圖像上能看出重物下落速度是如何隨時(shí)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(yàn)證？ 3、學(xué)生畫S-t 2圖像，驗(yàn)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(shí)間變化？規(guī)律如何？（2）S = At 2，式中A代表什么？ （三）實(shí)驗(yàn)演示，討論探索 1、教師對(duì)實(shí)驗(yàn)演示先作“點(diǎn)拔”指導(dǎo) [課件演示] 要探索重物下落速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，由前面所學(xué)知識(shí)，可作S-t圖像上 各點(diǎn)的切線，求各個(gè)時(shí)刻切線的斜率，即瞬時(shí)速度，然后以v為縱軸，t為橫軸，將各個(gè)時(shí)刻和速度描點(diǎn)畫v-t圖像，即可找到重物下落速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。人工進(jìn)行這項(xiàng)工作比較困難，我們交由計(jì)算機(jī)來完成。 2、用DIS實(shí)驗(yàn)研究小車沿斜面的加速直線運(yùn)動(dòng) （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(shí)驗(yàn)演示：應(yīng)用DIS進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到小車運(yùn)動(dòng)的S-t圖像，再由計(jì)算機(jī)求斜率繪v-t圖像。 （3）教師指導(dǎo)：v-t圖像不過原點(diǎn)，說明開始計(jì)時(shí)t = 0s時(shí)，小車已有了速度（稱為初速度）。雖然小車是從靜止開始運(yùn)動(dòng)的，但我們是在小車運(yùn)動(dòng)起來后才啟動(dòng)DIS采集數(shù)據(jù)繪圖。所以v-t 圖上t = 0s時(shí)小車速度不為零。這樣，由實(shí)驗(yàn)得到的v-t 圖像代表的是一個(gè)初速度不為零的變速直線運(yùn)動(dòng)。 3、學(xué)生分組討論，由v-t圖探究變速直線運(yùn)動(dòng)的特征和規(guī)律 （1）v-t 圖像是直線，代表速度隨時(shí)間的變化有何特點(diǎn)？ （2）加速度表示速度變化快慢，v-t圖像為直線，表明小車運(yùn)動(dòng)的加速度有何特點(diǎn)？ （3）請(qǐng)從v-t 圖像導(dǎo)出小車從t = 0s開始，經(jīng)任意長時(shí)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(shí)間t小車通過的位移嗎？請(qǐng)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(diǎn)拔”指導(dǎo)，歸納總結(jié) （1）強(qiáng)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(yùn)動(dòng)。 ② 勻加速直線運(yùn)動(dòng)加速度不隨時(shí)間而變，在運(yùn)動(dòng)過程中恒定。 ③ 將公式v t = a t、S = a t 2 與勻速直線運(yùn)動(dòng)v = 恒量、S = vt 對(duì)比發(fā)現(xiàn)，勻加速直線運(yùn)動(dòng)比勻速運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，但應(yīng)該是變速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的速度隨位移又如何變化呢?只要聯(lián)列速度時(shí)間公式和位移 時(shí)間公式，消去時(shí)間即可得出 v t 2 = 2 a S 。 （四）實(shí)際應(yīng)用，鞏固理解 1、請(qǐng)寫出由靜止開始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式、位移時(shí)間公式和速度位移公式？并說明在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)S = At2中，A表示什么？ 2、應(yīng)用勻加速直線運(yùn)動(dòng)的公式解決實(shí)際問題：教材P34-示例。 （1）突出公式和圖像兩種方法。 （2）強(qiáng)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(dòng)所要求的探究任務(wù)。 （2）鞏固應(yīng)用： 略。