高一物理 2.3《匀变速运动位移与时间的关系》教案

1112.3匀变速运动位移与时间的关系一、知识与技能1、知道匀速直线运动的位移与时间的关系2、理解匀变速直线运动的位移及其应用3、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用4、理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移二、过程与方法1、通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较。2、感悟一些数学方法的应用特点。三、情感、态度与价值观1、经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系，培养自己动手能力，增加物理情感。2、体验成功的快乐和方法的意义。教学重点1、理解匀变速直线运动的位移及其应用2、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用教学难点1、v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移2、微元法推导位移公式。教学方法1、启发引导，猜想假设，探究讨论，微分归纳得出匀变速直线运动的位移。2、实例分析，强化对公式教学用具：坐标纸，铅笔课时安排：1课时教学过程一、引入新课教师活动：直接提出问题学生解答，培养学生应用所学知识解答问题的能力和语言概括表述能力。这节课我们研究匀变速直线运动的位移与时间的关系，（投影）提出问题：取运动的初始时刻的位置为坐标原点，同学们写出匀速直线运动的物体在时间t内的位移与时间的关系式，并说明理由学生活动：学生思考，写公式并回答：x=vt。理由是：速度是定值，位移与时间成正比。教师活动：（投影）提出下一个问题：同学们在坐标纸上作出匀速直线运动的vt图象，位移：x=vt在图象中与几何里的哪个量有联系？学生活动：学生作图并思考讨论。不一定或能。结论：位移vt就是图线与t轴所夹的矩形面积。点评：培养学生从多角度解答问题的能力以及物理规律和数学图象相结合的能力教师活动：讨论了匀速直线运动的位移可用vt图象中所夹的面积来表示的方法，匀变速直线运动的位移在vt图象中是不是也有类似的关系，下面我们就来学习匀速直线运动的位移和时间的关系。二、进行新课1、匀变速直线运动的位移教师活动：（1）培养学生联想的能力和探究问题大胆猜想，假设的能力（2）（投影）启发引导，进一步提出问题，但不进行回答：对于匀变速直线运动的位移与它的v-t图象是不是也有类似的关系？ 学生活动：学生思考。教师活动：我们先不讨论是否有上述关系，我们先一起来讨论课本上的“思考与讨论”。学生活动：学生阅读思考，分组讨论并回答各自见解。最后得出结论：学生A的计算中，时间间隔越小计算出的误差就越小，越接近真值。点评：培养以微元法的思想分析问题的能力和敢于提出与别人不同见解发表自己看法的勇气。培养学生勤钻细研分析总结得出物理规律的品质。这种分析方法是把过程先微分后再累加（积分）的定积分思想来解决问题的方法，在以后的学习中经常用到。比如：一条直线可看作由一个个的点子组成，一条曲线可看作由一条条的小线段组成。教师活动：（投影）提出问题：我们掌握了这种定积分分析问题的思想，下面同学们在坐标纸上作初速度为v0的匀变速直线运动的v-t图象，分析一下图线与t轴所夹的面积是不是也表示匀变速直线运动在时间t内的位移呢？思考与讨论：一次课上，教师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法“方法不详”得到的物体在1，2，3，5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5速度v(m/s)0.380.630.881.111.381.62以下是关于这个问题的讨论。老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？生A：能。可以用下面的办法估算：错误！未找到引用源。生B:这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1s，得到的位移要实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。师：你们两个人说得都有理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔较小、精确程度要求比较低的时刻，可以这样估算。要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时，时间间隔不是取0.1S，而是取得更小些，比如0.06S，同样用这个方法计算，误差是不是会上一些？如果取0.04S，0.02S误差会怎样呢？师：可以知道：当时间间隔取得越小时，所求的值与真实值的误差越来越小，当t0时，这种方法求得的值就与真实值一样了。这同样是数学上的极限法。我们也可以进行简单的理论推导2、推导匀变速直线运动的位移时间公式教师活动：（投影）进一步提出问题：根据同学们的结论利用课本图2.3-2（丁图）能否推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式？学生活动：学生分析推导，写出过程：所以又解得点评：培养学生利用数学图象和物理知识推导物理规律的能力教师活动：（投影）展示学生推导过程并集体评价后教师说明：公式就是表示匀变速直线运动的位移与时间关系的公式。教师活动：（投影）进一步把问题进行扩展：位移与时间的关系也可以用图象表示，这种图象叫做位移-时间图象，即x-t图象。运用初中数学中学到的一次函数和二次函数知识，你能画出匀变速直线运动的x-t图象吗？（v0，a是常数）学生活动：学生在坐标纸上作x-t图象。点评：培养学生把数学课的知识在物理课中应用，体会物理与数学的密切关系，培养学生做关系式图象的处理技巧。教师活动：（投影）展示学生画的草图，让学生分析作图的过程。学生活动：学生分析讲解。点评：培养学生结合数学图象和物理知识分析问题的能力和语言概括表述能力。教师活动：（投影）进一步提出问题：如果一位同学问：“我们研究的是直线运动，为什么画出来的x-t图象不是直线？”你应该怎样向他解释？学生活动：学生思考讨论，回答问题：位移图象描述的是位移随时间的变化规律，而直线运动是实际运动。点评：培养学生结合数学方法和物理规律辨析问题的能力。3、对匀变速直线运动的位移时间公式的应用教师活动：（投影）例题（P42）：引导学生阅读题目，进行分析。学生活动：在老师的引导下，在练习本上写出解答过程。教师活动：（投影）学生的解答，进行适当点评。三、实例探究公式的基本应用（）例1：一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了12s，驶过了180m。汽车开始加速时的速度是多少？例2.一质点以一定初速度沿竖直方向抛出，得到它的速度一时间图象如图236所示试求出它在前2 s内的位移，后2 s内的位移，前4s内的位移例3、在平直公路上，一汽车的速度为15m/s。从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以2m/s2的加速度运动，问刹车后10s末车离开始刹车点多远？ 111