勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)

1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)宜昌金東方高中：席會(huì)榮設(shè)計(jì)思想結(jié)合新課程的理念與伽利略的科學(xué)研究方法，先引導(dǎo)學(xué)生猜想，速度與時(shí)間圖象下面四邊形的面積等于位移大小，然后通過(guò)拼圖游戲引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理，得出結(jié)論并導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式，并親手體驗(yàn)了極限的思想，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本節(jié)課主要圍繞著科學(xué)研究方法的這四步展開(kāi)。教材分析高中物理引入極限思想的出發(fā)點(diǎn)就在于它是一種常用的科學(xué)思維方法，上一章教科書(shū)用極限思想介紹了瞬時(shí)速度和加速度。本節(jié)從勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移與圖象中矩形面積與位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系出發(fā)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，猜想對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)是否也有類似的關(guān)系？并通過(guò)思考與討論，介紹圖線下面四邊形

2、的面積代表勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移，又一次應(yīng)用了極限思想。最后得到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系。學(xué)情分析高一學(xué)生經(jīng)過(guò)近二個(gè)月的高中物理的學(xué)習(xí)，對(duì)高中物理學(xué)習(xí)的方法有了初步的了解。但由于數(shù)學(xué)知識(shí)沒(méi)有跟上，所以極限思想的理解對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)還是個(gè)難點(diǎn)。教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1、知道勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移與圖線中的面積對(duì)應(yīng)關(guān)系；2、理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象與軸所夾的面積表示物體在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移；3、掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式及其應(yīng)用。二、過(guò)程與方法1、通過(guò)極限思想的應(yīng)用，體驗(yàn)微元法的特點(diǎn)和技巧，感悟數(shù)學(xué)方法在物理學(xué)中的應(yīng)用。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、通過(guò)猜想與推導(dǎo)位移公式，培養(yǎng)自己獨(dú)立思考能力，增強(qiáng)對(duì)

3、物理學(xué)習(xí)的信心。2、體驗(yàn)猜想和數(shù)學(xué)方法在物理學(xué)中的應(yīng)用，感受成功的快樂(lè)和方法的意義。教學(xué)重點(diǎn)位移與時(shí)間關(guān)系的推導(dǎo)，以及位移公式的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)用極限思想，用速度時(shí)間圖象面積代表位移，導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式。引入新課利用玩具小羊引入，假設(shè)它勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為0.5m/s2,加速運(yùn)動(dòng)了1s，小羊運(yùn)動(dòng)了多遠(yuǎn)的距離？新課教學(xué) 環(huán)節(jié)一、提出猜想問(wèn)題1、如何計(jì)算勻速直線運(yùn)動(dòng)t時(shí)間內(nèi)的位移？問(wèn)題2、怎樣用v-t圖像來(lái)表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移？把知識(shí)進(jìn)行遷移，提出猜想：勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖像與時(shí)間軸包圍的面積也代表了這段時(shí)間的位移。環(huán)節(jié)二、邏輯推理1、通過(guò)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材做實(shí)驗(yàn)做出一個(gè)v-t圖像分組實(shí)

4、驗(yàn)，打出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶，選擇其中一組實(shí)驗(yàn)數(shù)椐作出v-t圖像。2、理論證明0.1s0.6sv-t圖像中梯形的面積代表位移引導(dǎo)：如果這個(gè)矩形一邊表示時(shí)間，一邊表示速度，那么它的面積表示什么？依次每個(gè)矩形的面積都表示一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移，請(qǐng)同學(xué)將這些矩形拼到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像中。這些矩形面積和比勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移小，如何減小二者的差別？把時(shí)間分的更短。請(qǐng)同學(xué)貼第二個(gè)圖，第三個(gè)圖，最后若把時(shí)間趨于0，矩形變?yōu)橐粭l條線，那么一條條線拼起來(lái)的梯形的面積和與勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移將沒(méi)有差別，則證明了我們的猜想。我們的理論推導(dǎo)就結(jié)束了，這里應(yīng)用到了物理里常用的一種思想，極限的思想，即無(wú)限分割，

5、再無(wú)限求和，前面在學(xué)習(xí)瞬時(shí)速度和加速度時(shí)應(yīng)用了這種方法，后面的學(xué)習(xí)這種思想仍會(huì)有所體現(xiàn)。環(huán)節(jié)三、得出結(jié)論請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)應(yīng)用上面的結(jié)論，推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系？ 理解：取v0的方向?yàn)檎较?，加速a為正，減速a為負(fù)。環(huán)節(jié)四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論推導(dǎo)完成了，我們還差一步才能使我們的探究過(guò)程更完美、圓滿實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一計(jì)算0.1s0.6s這段時(shí)間梯形的面積，看是否等于這段時(shí)間內(nèi)的位移驗(yàn)證了結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)v-t圖像與時(shí)間軸所包圍的面積等于這段時(shí)間內(nèi)的位移實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間滿足二次函數(shù)的關(guān)系，用測(cè)出的數(shù)椐并借助excel作圖工具作出位移時(shí)間關(guān)系圖像，找出二者的函數(shù)關(guān)系,并求出一次項(xiàng)與二次項(xiàng)前面的系數(shù)。得出結(jié)論：位移與時(shí)間成二次函數(shù)關(guān)系，在誤差允許的范圍內(nèi)，位移時(shí)間關(guān)系一次項(xiàng)與二次項(xiàng)前面的系數(shù)分別等于v0和，實(shí)驗(yàn)數(shù)椐也證明了勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系環(huán)節(jié)五、例題分析回到引入課題時(shí)的問(wèn)題：小羊由靜止開(kāi)始勻加速