高中物理教科版第一章運(yùn)動(dòng)的描述直線運(yùn)動(dòng)中位移隨時(shí)間變化的圖像

教科版物理必修1第一章第三節(jié)直線運(yùn)動(dòng)中位移隨時(shí)間變化的圖像北京十中宋東明教學(xué)背景分析教學(xué)內(nèi)容分析：本節(jié)為第一章第三節(jié)，基本內(nèi)容是直線運(yùn)動(dòng)物體的位移時(shí)間圖像的基本特征。從整冊(cè)書(shū)來(lái)看這節(jié)內(nèi)容是學(xué)生第一次接觸圖像問(wèn)題。從整章內(nèi)容安排的結(jié)構(gòu)來(lái)看本節(jié)既是學(xué)生對(duì)位移概念理解的一個(gè)提升又是為后面的速度時(shí)間圖像做一個(gè)鋪墊。圖像是高中物理的一個(gè)重要的研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法。首次出現(xiàn)起到了承上啟下的重要作用。學(xué)生情況分析：學(xué)生初次接觸圖像問(wèn)題一定會(huì)感覺(jué)有一定難度。特別是正確區(qū)分圖像與物體運(yùn)動(dòng)軌跡之間的聯(lián)系與區(qū)別既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。直線運(yùn)動(dòng)中位移隨時(shí)間變化的圖像是學(xué)生第一次將數(shù)學(xué)圖像與物理知識(shí)相結(jié)合解決問(wèn)題，因此學(xué)生學(xué)習(xí)此圖像會(huì)有一定難度。教學(xué)設(shè)計(jì)思想本節(jié)內(nèi)容是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到做直線運(yùn)動(dòng)的物體的位移可以用直角坐標(biāo)系來(lái)描述。認(rèn)識(shí)到在平面直角坐標(biāo)系中位移---時(shí)間圖像（x----t圖像）一個(gè)坐標(biāo)軸表示位移，另一個(gè)坐標(biāo)軸表示時(shí)間。會(huì)做圖像。明確在x----t圖像中勻速直線運(yùn)動(dòng)為一條直線，變速直線運(yùn)動(dòng)為一條曲線。所以，本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生對(duì)位移概念理解的一個(gè)提升又是為后面的速度時(shí)間圖像做一個(gè)鋪墊。通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)中的圖像在物理中的應(yīng)用有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。學(xué)生第一次將數(shù)學(xué)圖像與物理問(wèn)題相結(jié)合解決問(wèn)題，會(huì)感覺(jué)有一定難度，因此培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題顯得尤為重要。以實(shí)際生活中的常見(jiàn)圖像和運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象相結(jié)合引入并提出問(wèn)題，結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)得出直線運(yùn)動(dòng)中靜止和勻速運(yùn)動(dòng)中位移隨時(shí)間變化的圖像。進(jìn)一步展開(kāi)討論總結(jié)直線運(yùn)動(dòng)物體的位移時(shí)間圖像的基本特點(diǎn)以及圖像與物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的聯(lián)系與區(qū)別。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1．會(huì)建立直角坐標(biāo)．知道橫縱坐標(biāo)軸所代表的物理量。2．知道如何在坐標(biāo)軸中表示出矢量的方向性。3．能用二維直角坐標(biāo)表示時(shí)間和位移的關(guān)系。4．會(huì)用位移時(shí)間圖像描述物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。過(guò)程與方法1．以數(shù)學(xué)圖像為基礎(chǔ)，通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)得出直線運(yùn)動(dòng)中靜止和勻速物體位移時(shí)間圖像關(guān)系。2．圍繞位移時(shí)間圖像問(wèn)題進(jìn)行充分的討論與交流，引出直線運(yùn)動(dòng)中位移如何隨時(shí)間變化；聯(lián)系實(shí)際運(yùn)動(dòng)問(wèn)題使學(xué)生學(xué)會(huì)將抽象問(wèn)題形象化的處理方法。3．會(huì)識(shí)別圖像，掌握勻速直線運(yùn)動(dòng)圖像的規(guī)律。情感態(tài)度與價(jià)值觀1．通過(guò)用圖像表示質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)間內(nèi)的不同位移的體驗(yàn)，領(lǐng)略物理學(xué)的奧妙。2．通過(guò)位移時(shí)間圖像的得出過(guò)程，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀。3．通過(guò)多次合作實(shí)驗(yàn)及討論交流，體會(huì)合作學(xué)習(xí)的快樂(lè)。教學(xué)重點(diǎn)1．用圖像描述時(shí)間和位移間的關(guān)系。2．理解直線運(yùn)動(dòng)x----t圖像的意義。五、教學(xué)難點(diǎn)1．正確理解直線運(yùn)動(dòng)的x----t圖像意義及圖像與軌跡的區(qū)別。2．學(xué)生相互配合畫(huà)出勻速直線運(yùn)動(dòng)物體的圖像。六、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)情景引入新課展示幾組生活中常見(jiàn)的圖像人口增長(zhǎng)趨勢(shì)股票K線圖氣溫變化圖像問(wèn)題：1、幾幅圖像有什么共同特點(diǎn)？2、這幾個(gè)圖像分別反應(yīng)了什么？觀察圖像回答問(wèn)題小組討論回答：橫軸為時(shí)間，縱軸為某個(gè)變化量。1.分別反應(yīng)了人口隨時(shí)間的變化趨勢(shì)2.股票走勢(shì)3.氣溫變化趨勢(shì)激發(fā)學(xué)生興趣調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力體驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的樂(lè)趣培養(yǎng)學(xué)生的提煉信息和總結(jié)歸納的能力教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖過(guò)渡新課實(shí)驗(yàn)探究討論歸納情景設(shè)置：一個(gè)學(xué)生從軍事博物館到天安門(mén)，乘坐1路公交車(chē)，假想他手中有一條足夠長(zhǎng)的線球，當(dāng)他到達(dá)天安門(mén)時(shí)路上留下一條長(zhǎng)長(zhǎng)的線。如圖所示。請(qǐng)學(xué)生再觀察一個(gè)圖像。問(wèn)題設(shè)置：這個(gè)圖像與前幾個(gè)圖像有何差異。這一章我們研究直線運(yùn)動(dòng)，那我們?nèi)绾握业揭粋€(gè)圖像能反應(yīng)物體位移隨時(shí)間的變化規(guī)律呢。實(shí)驗(yàn)探究一、筆尖靜止時(shí)x---t圖像x/mx/mt/s問(wèn)題設(shè)置：1、我們?nèi)绻猿跷恢命c(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)則筆尖的位移有無(wú)變化。2、那我們實(shí)驗(yàn)中得到的這條直線能反應(yīng)什么物理量的改變？那我們可以把這條線作為橫軸，以初位置為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，縱軸表示位移。問(wèn)題設(shè)置：觀察下圖，甲乙物體運(yùn)動(dòng)有何相同之處。時(shí)間t/s時(shí)間t/s0123位移甲x/m0246位移乙x/m051015學(xué)生觀察圖片無(wú)法反映物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律只能體現(xiàn)軌跡學(xué)生實(shí)驗(yàn)一個(gè)學(xué)生握筆一個(gè)學(xué)生抽動(dòng)紙帶沒(méi)有時(shí)間觀察討論兩個(gè)物體分別在相同時(shí)間內(nèi)位移相同貼近學(xué)生生活，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣突破難點(diǎn)親身經(jīng)歷，合作學(xué)習(xí)由學(xué)生自己找出規(guī)律，培養(yǎng)分析、歸納的能力培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和歸納總結(jié)能力教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖板書(shū)實(shí)驗(yàn)探究歸納總結(jié)板書(shū)問(wèn)題設(shè)置歸納總結(jié)板書(shū)結(jié)論：勻速直線運(yùn)動(dòng)的定義——二、筆尖勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)x---t圖像問(wèn)題設(shè)置：1、如何確定時(shí)間軸？2、位移隨時(shí)間的變化規(guī)律是什么？根據(jù)此規(guī)律，我們能否將學(xué)生上學(xué)的運(yùn)動(dòng)畫(huà)出他的位移隨時(shí)間變化的圖像。假定學(xué)生勻速運(yùn)動(dòng)。將此圖與軌跡圖像進(jìn)行對(duì)比。小結(jié)：1．什么是x---t圖像2．x---t圖像與軌跡區(qū)別時(shí)間t/s時(shí)間t/s0123位移甲x/m0246位移乙x/m051015請(qǐng)學(xué)生根據(jù)表格所填數(shù)據(jù)在書(shū)上坐標(biāo)系中畫(huà)出圖像。根據(jù)圖像回答問(wèn)題：1．比較甲、乙兩同學(xué)的x---t圖像，你能得出什么結(jié)論2．類(lèi)比數(shù)學(xué)y---x一次函數(shù)圖像，找出對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)，指出其所代表的物理含義3．根據(jù)函數(shù)圖像的知識(shí)，寫(xiě)出勻速直線運(yùn)動(dòng)中位移，速度，時(shí)間三者的關(guān)系式4．從圖像中找出甲、乙行走20米所需的時(shí)間總結(jié)：勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖像特點(diǎn)：物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)，任意相等時(shí)間里位移相等。一位學(xué)生握筆盡量保持勻速直線運(yùn)動(dòng)另一位學(xué)生抽動(dòng)紙帶沿紙帶抽動(dòng)方向位移隨時(shí)間均勻增加學(xué)生畫(huà)圖閱讀課本完成書(shū)上11頁(yè)表格如左表所示。畫(huà)出甲、乙所對(duì)應(yīng)的x---t圖像乙比甲的圖線陡甲為2乙為5此值表示物體的運(yùn)動(dòng)速度x=vt甲用10s，乙用4s。一條傾斜直線明確勻速直線運(yùn)動(dòng)定義親身經(jīng)歷，合作學(xué)習(xí)由學(xué)生自己找出規(guī)律，培養(yǎng)分析、歸納的能力由學(xué)生自己找出規(guī)律，培養(yǎng)分析、歸納的能力加深對(duì)勻速直線運(yùn)動(dòng)圖像的理解教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖實(shí)驗(yàn)探究討論交流歸納總結(jié)拓展課堂反饋拓展用前面的方法請(qǐng)學(xué)生畫(huà)出變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像總結(jié)：1變速直線運(yùn)動(dòng)的定義：2．變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像特點(diǎn)：?jiǎn)栴}設(shè)置：位移－時(shí)間圖像的含義（1）定義：用縱軸表示位移x，用橫軸表示時(shí)間t，建立平面直角坐標(biāo)系而畫(huà)出的位移x隨時(shí)間t的變化圖像叫位移――時(shí)間圖像，簡(jiǎn)稱(chēng)x－t圖像．（2）x－t圖像中一個(gè)點(diǎn)的物理意義：（3）勻速直線運(yùn)動(dòng)的x－t圖像特征：對(duì)于做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，由于它的位移與時(shí)間成正比，即x是t的一次函數(shù)，所以勻速直線運(yùn)動(dòng)的x－t圖像是一條直線．（4）x－t圖像中斜率的物理意義：斜率在數(shù)值上等于位置的變化率的大小，即運(yùn)動(dòng)速度的大小，斜率為正，表示物體沿正方向運(yùn)動(dòng)，斜率為負(fù)，表示物體沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)．所以，x－t圖像中斜率表示物體的運(yùn)動(dòng)速度．變速直線運(yùn)動(dòng)的x－t圖像不是直線而是曲線，斜率在不斷變化．練習(xí)：如圖所示為一做直線運(yùn)動(dòng)物體的x－tX/m圖像，問(wèn)：X/m（1）圖中OA、AB、BC、CD各表示物體怎樣運(yùn)動(dòng)？（2）哪段運(yùn)動(dòng)最快？第3s內(nèi)的位移多大？（3）5s內(nèi)物體的位移和路程分別為多少？課堂小結(jié)：在物體學(xué)中，物理量之間的關(guān)系既可以用公式來(lái)表示，也可以用圖像來(lái)表示．圖像可以清楚地表示出物理量之間的變化情況，這樣便可從總體上認(rèn)識(shí)過(guò)程的特點(diǎn)，利用圖像可以比較方便地處理實(shí)驗(yàn)（或觀測(cè)）結(jié)果，找出事物的變化規(guī)律．討論并回答物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)，任意相等時(shí)間里位移不相等。一條曲線表示運(yùn)動(dòng)物體在某時(shí)刻所處的位置．是一條直線X－t圖像的斜率越大，表示物體運(yùn)動(dòng)越快．OA、BC勻速直線CD反向勻速直線AB靜止BC段，20m0和60m加深對(duì)變速直線運(yùn)動(dòng)的理解加深對(duì)x－t圖像的理解加深對(duì)x－t圖像的理解學(xué)會(huì)應(yīng)用圖像解決問(wèn)題對(duì)數(shù)學(xué)圖像在物理學(xué)中的應(yīng)用有進(jìn)一步的理解。七、板書(shū)設(shè)計(jì)：第三節(jié)直線運(yùn)動(dòng)中位移隨時(shí)間的變化圖像3．變速直線運(yùn)動(dòng)（1）定義3．變速直線運(yùn)動(dòng)（1）定義（2）變速直線運(yùn)動(dòng)的x－t圖像（1）定義（2）特點(diǎn)2．位移――時(shí)間圖像（1）定義（2）x－t圖像中點(diǎn)的物理意義（3）勻速直線運(yùn)動(dòng)的x－t圖像（4）x－t圖像斜率的物理意義八、教學(xué)設(shè)計(jì)后記本節(jié)教學(xué)以貼近生活的圖像為例引入新課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而后采用自己動(dòng)手、類(lèi)比對(duì)照等方法，使圖像中的物理意義變得很簡(jiǎn)單，很清楚。本節(jié)雖內(nèi)容不多，但學(xué)生學(xué)習(xí)了一種新的處理問(wèn)題的方法：即根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出圖像，圖像反映物理規(guī)律，這是我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探求