《1.2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移》教學(xué)設(shè)計(jì)

《1.2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移》教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)內(nèi)容】第一單元第2節(jié)第2課時(shí)：“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度”“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移”?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間、加速度的關(guān)系，會計(jì)算勻變速運(yùn)動(dòng)的速度；理解勻變速運(yùn)動(dòng)的速度圖像的意義；理解勻變速運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間、加速度的關(guān)系，會計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移。2.通過速度公式、位移公式的建立，體驗(yàn)物理理論在物理研究中的作用，體會運(yùn)用已知理論推出新理論的方法與思想；通過速度圖像的建立，體會圖像方法在物理研究中的作用。3.通過物理公式、圖像對同一規(guī)律的表述，體會物理規(guī)律表達(dá)形式的多樣性，體驗(yàn)物理規(guī)律的形式美，培養(yǎng)學(xué)生的審美意識?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】速度公式、速度圖像、位移公式。【教學(xué)難點(diǎn)】速度圖像的意義及運(yùn)用。【教具準(zhǔn)備】PPT課件?！窘虒W(xué)過程】◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題1．復(fù)習(xí)提問：（1）什么是勻變速直線運(yùn)動(dòng)？它的速度有什么特點(diǎn)？加速度有什么特點(diǎn)？（2）怎樣計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度？某物體勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2m/s2，這表明物體的速度怎樣變化？2．評價(jià)小結(jié)：（1）速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng)。速度方向不變，大小隨時(shí)間均勻變化。加速度不為零且恒定不變。（2）加速度的計(jì)算公式是：。表示物體每秒增加或減小的速度是2m/s。3．提出問題：若已知運(yùn)動(dòng)開始時(shí)的速度（初速度）及加速度，怎樣計(jì)算某時(shí)刻的速度（末速度）？◆合作探究──新課學(xué)習(xí)一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度1．問題研究：教材“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度”中的計(jì)算速度問題。2．勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式推導(dǎo)。（1）由加速度的意義推導(dǎo)──案例研究例1

質(zhì)點(diǎn)0時(shí)刻的速度是（m/s），從0時(shí)刻起以加速度a（m/s2）勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求t

s末質(zhì)點(diǎn)的速度。解析：質(zhì)點(diǎn)0時(shí)刻就具有的速度為（m/s）；由加速度的意義可知，1s時(shí)間里質(zhì)點(diǎn)增加的速度是：a（m/s2）；從0時(shí)刻到t

s末的t

s時(shí)間里增加的速度是at（m/s）；t

s末的速度應(yīng)該是0時(shí)刻的速度與ts時(shí)間里增加的速度的和，即：。（2）由加速度的定義是推導(dǎo)：加速度的定義式是：，對此關(guān)系式去分母、移項(xiàng)可得：3．交流評價(jià)──歸納小結(jié)（1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式：，若質(zhì)點(diǎn)由靜止開始做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則有：。（2）公式的意義：公式反映的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，共涉及四個(gè)與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量，若已知其中的三個(gè)，利用此式可求出另一個(gè)未知的物理量。（3）公式中各量的方向：公式中的四個(gè)物理量中，除時(shí)間外都是矢量，既有大小又有方向。由于是直線運(yùn)動(dòng)，三個(gè)矢量的方向都在同一直線上。所以，可以事先確定某一個(gè)量的方向?yàn)檎较?，其它量中與該量同向者代入公式時(shí)為“正（+）”，否則為“負(fù)（-）”；計(jì)算出的某量為正，說明它的方向與選定的正方向一致；為負(fù)，說明它的方向與選定的正方向相反。這樣，運(yùn)用公式，不但可以計(jì)算出未知量的大小，又計(jì)算出了它的方向。在運(yùn)用速度公式時(shí)，一般選取初速度方向?yàn)檎较??！舭咐芯咯ぉば〗Y(jié)鞏固例2

教材第12頁“例題”。a．例題解析b．注意事項(xiàng)：運(yùn)用公式時(shí)，各量的單位都應(yīng)換算成國際單位；以初速度方向?yàn)檎较?，初速度為正；若是勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為正值，若是勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為負(fù)值，其量值代入公式時(shí)，應(yīng)在其量值前加“-”號；計(jì)算出的末速度為“+”，說明方向與初速度方向一致，計(jì)算出的末速度為“-”，說明它的方向與初速度的方向相反。c．關(guān)于矢量正負(fù)：如上所述，矢量的正負(fù)僅表示矢量的方向，不表示矢量的大小，比較兩個(gè)矢量大小時(shí)，取它們的絕對值進(jìn)行比較。二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖像1．合作探究（1）數(shù)學(xué)知識與方法準(zhǔn)備：在數(shù)學(xué)上，除了運(yùn)用函數(shù)關(guān)系式表示一個(gè)量（因變量）隨另一個(gè)量（自變量）的變化關(guān)系外，還可以運(yùn)用平面直角坐標(biāo)平面上的直線或曲線表示縱坐標(biāo)軸代表的量隨橫坐標(biāo)代表的量的變化關(guān)系，如初中學(xué)習(xí)過的正比例函數(shù)、反比例函數(shù)等。（2）方法點(diǎn)撥：公式反映的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，就像數(shù)學(xué)問題一樣，也可以運(yùn)用坐標(biāo)平面上的圖像表示這一關(guān)系。如果建立平面直角坐標(biāo)系，用橫軸代表時(shí)刻，縱軸代表各時(shí)刻的瞬時(shí)速度，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中的每個(gè)時(shí)刻和相對應(yīng)的瞬時(shí)速度，可以在坐標(biāo)平面上描出一系列點(diǎn)，將這些點(diǎn)用平滑直線或曲線連接起來，就是質(zhì)點(diǎn)的速度時(shí)間圖像，簡稱“v-t”圖像，它直觀形象的表示質(zhì)點(diǎn)的速度變化情況。（3）學(xué)習(xí)建立“v-t”圖像：指導(dǎo)學(xué)生以教材第13頁表格所反映的勻加速直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)各時(shí)刻的速度，建立它的“v-t”圖像。a．畫出平面直角坐標(biāo)系──“tOv“坐標(biāo)系，定出坐標(biāo)標(biāo)度；b．描點(diǎn)；c．連線2．交流評價(jià)（1）圖像的特征：直線。若是勻加速運(yùn)動(dòng)，是斜向上的直線，若是勻減速運(yùn)動(dòng)，是斜向下的直線。若初速度為零，是過原點(diǎn)的直線；若初速度不為零，是不過原點(diǎn)的直線。（2）圖像的意義：a．表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間均勻變化，可從圖像上直接讀出某時(shí)刻的瞬時(shí)速度；b．表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度：從圖像上任意選出兩點(diǎn)，可計(jì)算出加速度：。由解析幾何知識可知，比值是圖像（直線）的斜率（圖像的傾斜程度，即圖像與t軸夾角的正切，圖像越傾斜，斜率絕對值越大）。所以，v-t圖像的斜率表示加速度?！舭咐芯咯ぉば〗Y(jié)鞏固例3

如圖是三個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的v-t圖像，各代表物體做怎樣的運(yùn)動(dòng)？解析：圖像都是直線，表示三個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。a圖像的斜率不等于零且為正，a圖像代表的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)；b圖像的斜率為零（圖像與t軸平行），表示加速度為零，b圖像代表的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)；c圖像的斜率不等于零且為負(fù)，c圖像代表的運(yùn)動(dòng)是勻減速直線運(yùn)動(dòng)。三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移1．合作探究（1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度：設(shè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)t時(shí)間里的初末速度分別為、，則這段時(shí)間里的平均速度為：。注意：此式只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，是由平均速度定義結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)推導(dǎo)出的。（2）位移公式的推導(dǎo)：將代入可得：，將代入可得勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式：（3）對公式的討論：公式表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化關(guān)系，共涉及五個(gè)物理量，已知其中的四個(gè)量可計(jì)算出未知的另外一個(gè)量；應(yīng)用公式時(shí)，一般以初速度方向?yàn)檎较?，所以，?dāng)質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，代入加速度時(shí)取正，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，代入加速度時(shí)取負(fù)；如質(zhì)點(diǎn)的初速度為零，即質(zhì)點(diǎn)從靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng)，則：。2．案例研究──小結(jié)鞏固例4

教材第14頁例題3（1）解析例題（2）強(qiáng)調(diào)說明：汽車等交通工具制動(dòng)后的運(yùn)動(dòng)是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零后，加速度將變成零（以后會學(xué)習(xí)到），汽車等將處于靜止?fàn)顟B(tài)，它的減速運(yùn)動(dòng)隨之結(jié)束。因此在求解汽車等制動(dòng)后一段時(shí)間里的位移或某時(shí)刻的速度時(shí)，應(yīng)首先判斷制動(dòng)后運(yùn)