勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系

1、勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系物理與信息科學(xué)學(xué)院 2011級 2011130266 阿比迪瓦哈普一、 教材分析1.教學(xué)內(nèi)容分析勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系探究勻變速直線運(yùn)動的重要環(huán)節(jié)，有時我們探究加速度，比較加速度大小，無需求出加速度大小，只要知道物體從零開始運(yùn)動，在相同時間內(nèi)的運(yùn)動，就能分析出物體加速度大小。因此，學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系具有重要的意義。通過微元法求出物體位移隨時間的變化，培養(yǎng)了學(xué)生動手動腦能力，增強(qiáng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)觀。2.普通物理標(biāo)準(zhǔn)在本節(jié)中的要求（1）要求學(xué)生知道勻加速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系；（2）知道位移與時間的關(guān)系是用微元法求得的，而不是簡單地應(yīng)用梯形

2、的面積公式；（3）學(xué)會應(yīng)用位移與時間的關(guān)系式解答簡單地物理試題。知道物體加速過程中的中間速度與位移的關(guān)系。3.本節(jié)課內(nèi)容在教材中的地位本節(jié)課內(nèi)容不是很難理解，不過學(xué)生很容易混淆認(rèn)為xt圖像就是物體作直線運(yùn)動的軌跡，這恰好給學(xué)生產(chǎn)生錯覺；這不是直線運(yùn)動。這帶來一定的困難，很多學(xué)生也會誤認(rèn)為勻速直線運(yùn)動的位移時間圖像是勻變速度直線運(yùn)動速度與時間圖像，或者很難理解斜率不為零的xt圖像是勻速直線運(yùn)動圖像。二、 學(xué)生情況分析1.知識基礎(chǔ)學(xué)生學(xué)習(xí)過勻速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系，知道x=𝝊t，知道勻變速直線運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系𝝊=𝝊。+at。學(xué)生具有較好的知

3、識基礎(chǔ)，講解微元法求物體運(yùn)動的位移與時間關(guān)系，用微元法求位移，會給學(xué)生帶來一定的思維障礙。2.技能基礎(chǔ)學(xué)生通過前幾節(jié)課的學(xué)習(xí)已經(jīng)形成了科學(xué)思維能力，能科學(xué)的討論物理問題，解決問題。能夠組織一些簡單實(shí)驗(yàn)，能夠進(jìn)行無線分割，體會微元法。學(xué)生有能力用微元法解決更多的科學(xué)問題。3.思維障礙 學(xué)生生活常識較少，很難想象勻變速運(yùn)動過程，勻變速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系在學(xué)生思維里還是很模糊的概念。這點(diǎn)給學(xué)生理解本節(jié)課要講的內(nèi)容帶來了較大的困難。三、 教學(xué)目標(biāo)1.知識技能1）知道速度時間圖像中的速度時間所圍的面積表示物體運(yùn)動的位移。2）知道位移時間關(guān)系式由微元法得到，理解微元法，學(xué)會用微元法求解簡單的物理問題

4、。3）通過微元法求解位移與時間的關(guān)系式，培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)觀。2.過程與方法1）講解勻速直線運(yùn)動速度與位移的關(guān)系x=𝝊t，聯(lián)系圖像剛好就是速度𝝊下方0到t所圍的面積。啟發(fā)學(xué)生思考勻變速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系是否也可以用類似的方法。2）閱讀37也思考與討論，判斷學(xué)生A的做法是否具有科學(xué)性。討論我們可不可以想辦法減少誤差，如果可以我們該怎么做。3）讓學(xué)生動手做時間t取得更少值的過程，體會微元法。3.情感態(tài)度與價值觀1）體會用微元法推到位移與時間關(guān)系。2）體驗(yàn)成功的快樂，提高學(xué)生科學(xué)態(tài)度。四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)(1）位移與時間的關(guān)系x

5、=𝝊t+12at²。(2）位移與時間圖像，特點(diǎn)。(3）微元法推到位移時間關(guān)系式。2.教學(xué)難點(diǎn)(1）位移時間圖像(2）用微元法推到位移與時間的關(guān)系。五、教學(xué)策略設(shè)計1.教學(xué)方法啟發(fā)式探究法，探究勻速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系，觀察圖像特點(diǎn)，讓學(xué)生思考位移與面積的關(guān)系，再進(jìn)一步討論37頁思考與討論啟發(fā)學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生用微元法求解勻變速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系。2.教學(xué)指導(dǎo)與教學(xué)策略 本節(jié)課內(nèi)容在高中物理必修一部分難易程度中等，內(nèi)容不多，學(xué)生理解微元法求解位移與時間的關(guān)系式有困難，區(qū)分速度與時間圖像和位移時間圖像比較有困難。建議多進(jìn)行比較，反復(fù)強(qiáng)調(diào)。3.教學(xué)媒體設(shè)計 用微元法提

6、到勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系式，讓學(xué)生體會微元法科學(xué)中的應(yīng)用，學(xué)會用公式解決問題。六、教學(xué)流程圖勻變速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系探究勻速直線運(yùn)動速度與時間圖像，探究面積與位移的關(guān)系。思考36頁思考與討論，啟發(fā)學(xué)生提出分割的方法，再逼近用微元法求解位移與時間的關(guān)系式。求解位移與時間的關(guān)系式x=𝝊t+at²，探究公式的物理意義，探究圖像的特點(diǎn)。舉例鞏固強(qiáng)化。七、教學(xué)用具三角板，刻度尺，教材八，教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖【情景設(shè)置 新課引入】情景1；一輛汽車做勻速直線運(yùn)動，艾艾力江看到車通過第一個電線桿時時間10：45:00，通過第二個電線桿時1

7、0:45:05，他查到兩個電線桿之間的距離50米，于是他利用高中剛剛學(xué)習(xí)的勻速直線運(yùn)動公式𝝊=xt計算出了汽車的平均速度。在那輛車上的古麗則不一樣，她也注意到車通過兩個電線桿之間距離用了5秒，她知道車做10m/s的勻速直線運(yùn)動，于是她得到兩個電線桿之間的距離x=𝝊t=10m/s×5s=50m情景2；請同學(xué)們閱讀36頁思考與討論你，回答問題。情景3；假設(shè)汽車初速度為𝝊。，經(jīng)過一段時間之后速度變?yōu)?#120650;，假設(shè)整個過程做勻變速運(yùn)動。老師在黑板演示無限分割的過程，鼓勵學(xué)生獨(dú)立完成這一過程。給出梯形；4例題；一輛汽車以1m/s

8、8;的加速度加速行駛了12s，駛過了180m。汽車開始加速時的速度是多少？例題；兩輛汽車同時開始勻加速運(yùn)動，加速行駛了十秒之后，A車行駛了50m，B車行駛了80m，比較那一輛車加速度大？例題；一輛車行駛速度12m/s,當(dāng)司機(jī)發(fā)現(xiàn)情況時反應(yīng)時間為0.5s。當(dāng)車輛行駛路口時綠燈突然變?yōu)榧t燈。如果汽車加速度2m/s²,問，汽車與人行橫道至少多大才不會闖紅燈？給出位移時間圖像；(a)(b)(c)例題；汽車做勻速直線運(yùn)動，速度為7m/s,當(dāng)行駛5s以后開始加速行駛，加速度為2m/s²,加速行駛了2s。1）畫出勻速直線運(yùn)動時位移時間圖像。2）汽車行駛至7s時速度多大？3）畫出第5s至第

9、7s時的速度時間圖像。4）畫出第5s至第7s時的位移時間圖像?！咎釂枴?.你能通過艾力江記錄的時間得到汽車通過兩個電線桿之間所用的時間多少么？2.請同學(xué)們回答在這5s內(nèi)，汽車的位移。3.那么你能算出汽車在這段時間內(nèi)的平均速度么？4.古麗同學(xué)說車做10m/s的勻速直線運(yùn)動，你的答案與她說的一樣么？5.請同學(xué)們畫出這輛車做勻速直線運(yùn)動的這段時間內(nèi)的速度時間圖像。【點(diǎn)評】同學(xué)都很好，作圖做的很漂亮，同學(xué)動手動腦能力已經(jīng)非常的好了。老是想做一些修補(bǔ)，請同學(xué)們看我的做法，說一說你們看過這種表述么？【點(diǎn)評】很好，同學(xué)們還記得長方形面積公式。那么今天 正方形的邊長用速度和時間來表示，可以么？當(dāng)然可以，于是我

10、們得到長方形面積s=𝝊×t。同學(xué)們記得𝝊×t等于什么么？【啟發(fā)式提問】哦，這是不是說速度與時間所圍的面積就是物體運(yùn)動的位移？【點(diǎn)評】很好。有的同學(xué)敢大膽猜想。今天我們來證明到底會不會這樣的?！咎釂枴緼學(xué)生的估算對么？說出你的道理?！军c(diǎn)評】很好，同學(xué)們說的都有道理，可惜物理科學(xué)要求精確，細(xì)致。今天我們學(xué)習(xí)一種更精確的方法求位移?！竟膭顚W(xué)生動手做】【提問】是不是越分，小矩形上端的“鋸齒”越來越??？【啟發(fā)式提問】那么當(dāng)我們把有限的時間段分成無數(shù)個小段，時間取越來越小，這些窄的矩形上端的“鋸齒”幾乎沒了，此時，可不可以說𝝊t就是這個很

11、窄的小矩形面積了？【點(diǎn)評】非常好，當(dāng)我們把圖像無限次分割后得到如圖所示的一個梯形。這些小矩形的面積之和是小梯形面積。梯形OABC的面積就代表做勻變速直線運(yùn)動的物體從0到t這段時間間隔的位移。CB斜線下梯形OABC的面積是S=12(OC+AB)×OA代入字母，得X=12（𝝊。+𝝊）t由𝝊=𝝊。+at得 x=𝝊。t +12at²?！咎岢鰡栴}并引導(dǎo)】請同學(xué)們作答下列例題?！军c(diǎn)評】很好。不過今天老師給同學(xué)們介紹一個更簡單的方法，其實(shí)初速度為零，意思就是從靜止開始運(yùn)動，當(dāng)加速時間相等，且在最少的加速時間內(nèi)

12、那個物體位移答，它的加速度就大。以后在這種情況下可以直接比較位移得到。 【點(diǎn)評并擴(kuò)展】非常準(zhǔn)確。我們再來介紹位移時間圖像。如圖；1.請同學(xué)們描述a圖中物體運(yùn)動情況。【點(diǎn)評】好，有兩種答案，其實(shí)我們求直線斜率就很容易回答問題了。直線斜率保持不變，位移與時間的比值就是速度，速度保持不變，即勻速直線運(yùn)動。2.請同學(xué)們再看看b圖?！军c(diǎn)評】位移不隨時間發(fā)生變化，物體靜止。3.圖c同學(xué)們能分析出是什么運(yùn)動么？【點(diǎn)評】很好，同學(xué)們理解了，勻加速直線運(yùn)動位移時間圖像是拋物線，此圖還有點(diǎn)像拋物線，所以可以說勻加速運(yùn)動。確切的說是變速直線運(yùn)動。【提問】請同學(xué)們作圖?！净卮稹科囉昧?s時間走過了這一段路?！净卮稹?/p>

13、這段時間內(nèi)的位移就是兩個電線桿之間距離50m?！净卮稹课宜愠鰜淼钠骄俣纫彩?#120650;=10m/s?！咀鲌D】學(xué)生作圖【回答】看到過，中間陰影部分的面積就是邊長之積?！净卮稹渴俏灰??！净卮稹繉W(xué)生1；不一定。學(xué)生2；是。學(xué)生3；不對?！净卮稹课艺J(rèn)為是對的，因?yàn)闀r間取得1s，可以說足夠小，而且老師要求估算?！净卮稹渴??！净卮稹靠梢裕?yàn)闀r間取足夠小，小鋸齒面積就可以忽略不記了?！净卮稹俊緦W(xué)生作答】答；由公式x=𝝊。t +12at²𝝊。=0所以x= 12at²代入數(shù)據(jù)，得a=1m/s²a=1.6m/s²答；解；這道題行駛時間分為兩個階段。第一階段反應(yīng)時間內(nèi)勻速直線行駛，設(shè)位移為S。第二階段勻減速行駛，行駛位移為S。S=𝝊×t =12m/s×0.5s =6mS=𝝊×t+12at² 0-𝝊= at所以t=6s得S=36m答；.【回答】學(xué)生1；勻加速直線運(yùn)動