勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系

1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系物理與信息科學(xué)學(xué)院 2011級(jí) 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(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，有時(shí)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(dòng)，在相同時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，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(dòng)位移與時(shí)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(shí)間的變化，培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手動(dòng)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(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系；（2）知道位移與時(shí)間的關(guān)系是用微元法求得的，而不是簡(jiǎn)單地應(yīng)用梯形

2、的面積公式；（3）學(xué)會(huì)應(yīng)用位移與時(shí)間的關(guān)系式解答簡(jiǎn)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(dòng)的軌跡，這恰好給學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)覺；這不是直線運(yùn)動(dòng)。這帶來一定的困難，很多學(xué)生也會(huì)誤認(rèn)為勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖像是勻變速度直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)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(dòng)圖像。二、 學(xué)生情況分析1.知識(shí)基礎(chǔ)學(xué)生學(xué)習(xí)過勻速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系，知道x=𝝊t，知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系𝝊=𝝊。+at。學(xué)生具有較好的知

3、識(shí)基礎(chǔ)，講解微元法求物體運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系，用微元法求位移，會(huì)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(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，能夠進(jìn)行無線分割，體會(huì)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(shí)較少，很難想象勻變速運(yùn)動(dòng)過程，勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)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(shí)技能1）知道速度時(shí)間圖像中的速度時(shí)間所圍的面積表示物體運(yùn)動(dòng)的位移。2）知道位移時(shí)間關(guān)系式由微元法得到，理解微元法，學(xué)會(huì)用微元法求解簡(jiǎn)單的物理問題

4、。3）通過微元法求解位移與時(shí)間的關(guān)系式，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)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(dòng)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(dòng)位移與時(shí)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?cè)撛趺醋觥?）讓學(xué)生動(dòng)手做時(shí)間t取得更少值的過程，體會(huì)微元法。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀1）體會(huì)用微元法推到位移與時(shí)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(shí)間的關(guān)系x

5、=𝝊t+12at²。(2）位移與時(shí)間圖像，特點(diǎn)。(3）微元法推到位移時(shí)間關(guān)系式。2.教學(xué)難點(diǎn)(1）位移時(shí)間圖像(2）用微元法推到位移與時(shí)間的關(guān)系。五、教學(xué)策略設(shè)計(jì)1.教學(xué)方法啟發(fā)式探究法，探究勻速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)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(dòng)位移與時(shí)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(shí)間的關(guān)系式有困難，區(qū)分速度與時(shí)間圖像和位移時(shí)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(jì) 用微元法提

6、到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式，讓學(xué)生體會(huì)微元法科學(xué)中的應(yīng)用，學(xué)會(huì)用公式解決問題。六、教學(xué)流程圖勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系探究勻速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)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(shí)間的關(guān)系式。求解位移與時(shí)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(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)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(dòng)，艾艾力江看到車通過第一個(gè)電線桿時(shí)時(shí)間10：45:00，通過第二個(gè)電線桿時(shí)1

7、0:45:05，他查到兩個(gè)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(dòng)公式𝝊=xt計(jì)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(gè)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(dòng)，于是她得到兩個(gè)電線桿之間的距離x=𝝊t=10m/s×5s=50m情景2；請(qǐng)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(shí)間之后速度變?yōu)?#120650;，假設(shè)整個(gè)過程做勻變速運(yùn)動(dòng)。老師在黑板演示無限分割的過程，鼓勵(lì)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(shí)的速度是多少？例題；兩輛汽車同時(shí)開始勻加速運(yùn)動(dòng)，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(shí)反應(yīng)時(shí)間為0.5s。當(dāng)車輛行駛路口時(shí)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(huì)闖紅燈？給出位移時(shí)間圖像；(a)(b)(c)例題；汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(dòng)時(shí)位移時(shí)間圖像。2）汽車行駛至7s時(shí)速度多大？3）畫出第5s至第

9、7s時(shí)的速度時(shí)間圖像。4）畫出第5s至第7s時(shí)的位移時(shí)間圖像?！咎釂枴?.你能通過艾力江記錄的時(shí)間得到汽車通過兩個(gè)電線桿之間所用的時(shí)間多少么？2.請(qǐng)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(shí)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(dòng)，你的答案與她說的一樣么？5.請(qǐng)同學(xué)們畫出這輛車做勻速直線運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間內(nèi)的速度時(shí)間圖像?！军c(diǎn)評(píng)】同學(xué)都很好，作圖做的很漂亮，同學(xué)動(dòng)手動(dòng)腦能力已經(jīng)非常的好了。老是想做一些修補(bǔ)，請(qǐng)同學(xué)們看我的做法，說一說你們看過這種表述么？【點(diǎn)評(píng)】很好，同學(xué)們還記得長(zhǎng)方形面積公式。那么今天 正方形的邊長(zhǎng)用速度和時(shí)間來表示，可以么？當(dāng)然可以，于是我

10、們得到長(zhǎng)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(shí)間所圍的面積就是物體運(yùn)動(dòng)的位移？【點(diǎn)評(píng)】很好。有的同學(xué)敢大膽猜想。今天我們來證明到底會(huì)不會(huì)這樣的?！咎釂枴緼學(xué)生的估算對(duì)么？說出你的道理?！军c(diǎn)評(píng)】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?lì)學(xué)生動(dòng)手做】【提問】是不是越分，小矩形上端的“鋸齒”越來越?。俊締l(fā)式提問】那么當(dāng)我們把有限的時(shí)間段分成無數(shù)個(gè)小段，時(shí)間取越來越小，這些窄的矩形上端的“鋸齒”幾乎沒了，此時(shí)，可不可以說𝝊t就是這個(gè)很

11、窄的小矩形面積了？【點(diǎn)評(píng)】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(gè)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(dòng)的物體從0到t這段時(shí)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。【提出問題并引導(dǎo)】請(qǐng)同學(xué)們作答下列例題?！军c(diǎn)評(píng)】很好。不過今天老師給同學(xué)們介紹一個(gè)更簡(jiǎn)單的方法，其實(shí)初速度為零，意思就是從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速時(shí)間相等，且在最少的加速時(shí)間內(nèi)

12、那個(gè)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(píng)并擴(kuò)展】非常準(zhǔn)確。我們?cè)賮斫榻B位移時(shí)間圖像。如圖；1.請(qǐng)同學(xué)們描述a圖中物體運(yùn)動(dòng)情況?！军c(diǎn)評(píng)】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(shí)間的比值就是速度，速度保持不變，即勻速直線運(yùn)動(dòng)。2.請(qǐng)同學(xué)們?cè)倏纯碽圖?！军c(diǎn)評(píng)】位移不隨時(shí)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(dòng)么？【點(diǎn)評(píng)】很好，同學(xué)們理解了，勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)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(dòng)。確切的說是變速直線運(yùn)動(dòng)?！咎釂枴空?qǐng)同學(xué)們作圖?！净卮稹科囉昧?s時(shí)間走過了這一段路?！净卮稹?/p>

13、這段時(shí)間內(nèi)的位移就是兩個(gè)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(zhǎng)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(duì)?！净卮稹课艺J(rèn)為是對(duì)的，因?yàn)闀r(shí)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?，因?yàn)闀r(shí)間取足夠小，小鋸齒面積就可以忽略不記了。【回答】【學(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(shí)間分為兩個(gè)階段。第一階段反應(yīng)時(shí)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(dòng)