勻變速直線運動位移與時間的關(guān)系教學(xué)設(shè)計高一上學(xué)期物理人教版

疏勒縣實驗學(xué)校高一年級物理教案2023—2024學(xué)年第一學(xué)期第8周第1課時主備人阿麗米熱課題2.3勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系課型新課授課教師核心素養(yǎng)目標(biāo)1.物理觀念：（1）知道勻速直線運動的位移x＝vt對應(yīng)著圖像中的矩形面積（2）掌握勻變速直線運動的位移與時間關(guān)系的公式，及其簡單應(yīng)用2.科學(xué)思維：（1）提升運用數(shù)學(xué)知識——函數(shù)圖像的能力（2）提升運用已知結(jié)論正確類比推理的能力3.科學(xué)探究：探究位移與時間，速度與位移的關(guān)系科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：提升應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力培養(yǎng)學(xué)生用物理語言表達(dá)物理規(guī)律的意識，激發(fā)探索與創(chuàng)新欲望。教學(xué)重點（1）知道勻變速直線運動的位移與vt圖像中矩形面積的對應(yīng)關(guān)系。（2）理解勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系式，會用此關(guān)系式分析和計算有關(guān)勻變速直線運動問題。教學(xué)難點（1）理解勻變速直線運動黨的速度與位移的關(guān)系（2）會應(yīng)用速度與位移的關(guān)系式分析有關(guān)問題。教學(xué)方法討論法，講授法學(xué)習(xí)方法討論法教學(xué)工具多媒體教學(xué)設(shè)備、幻燈片、教材教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容師生互動及互動意圖二次備課復(fù)習(xí)提問（3—5分鐘）我們在上一節(jié)課學(xué)習(xí)了勻變速直線運動速度與時間的關(guān)系，大家能否說出在勻變速直線運動中速度與時間的物理關(guān)系式呢？（二）導(dǎo)入新課（3—5分鐘）【課堂引入】同學(xué)們觀察圖片中正在運動的物體，做勻速直線運動的物體，你有哪些方法求它的位移呢？【學(xué)生回答】我們學(xué)習(xí)勻速直線運動時的位移與時間的關(guān)系：x=vt，它的vt圖像是平行于t軸的一條直線，如圖所示，v–t圖線與t軸所夾的矩形“面積”就是勻速直線運動的位移?！窘處熃獯稹科鋵嵾€可以根據(jù)公式來計算，由于物體做勻速直線運動，速度不發(fā)生改變，可以用公式x=vt來計算?！菊n堂引入】勻變速直線運動的位移是否也對應(yīng)vt圖象的面積？【教師總結(jié)】思想：將“勻變速”轉(zhuǎn)化為“勻速”，我們可以將運動進行分割，在很短時間?t內(nèi)，將變速直線運動近似為勻速直線運動，利用x=vt計算每一段的位移，各段位移之和即為變速運動的位移。【學(xué)生回答】v0=0時，x=1/2at2【教師總結(jié)】在推導(dǎo)vt圖像的面積是位移時，所使用的方法叫做微元法。意圖：再次回顧并復(fù)習(xí)上一節(jié)課的重點內(nèi)容意圖：再次回顧并復(fù)習(xí)上一節(jié)課的重點內(nèi)容（二）講授新課（15—20分鐘）【思考討論】將運動分成等時的兩段，即⊿t=2s內(nèi)為勻速運動。運算結(jié)果偏大還是偏??？將運動分成等時的八段，即⊿t=0.5s內(nèi)為勻速運動。運算結(jié)果與前一次有何不同？假如把時間軸無限分割，情況又會怎么樣呢？【學(xué)生回答】分割的越多，Δt越小，估算值就越接近真實值?！窘處熆偨Y(jié)】結(jié)論：速度時間(vt)圖像中圖線與時間軸圍成的面積就代表做直線運動物體在相應(yīng)時間間隔內(nèi)的位移。注意：(1).υ0、α、x均為矢量，使用公式時應(yīng)先規(guī)定正方向。（一般以υ0的方向為正方向）(2).代入數(shù)據(jù)各物理量的單位要統(tǒng)一（用國際單位）0=0，勻變速直線運動的位移時間(xt)如何表示？【學(xué)生回答】v0=0時，【教師總結(jié)】在推導(dǎo)vt圖像的面積是位移時，所使用的方法叫做微元法。早在公元263年，魏晉時的數(shù)學(xué)家劉徽首創(chuàng)了“割圓術(shù)”——圓內(nèi)正多邊形的邊數(shù)越多，其周長和面積就越接近圓的周長和面積。例題—勻變速直線運動的位移當(dāng)初速度為0（v0=0）時，根據(jù)公式有：。例題1由靜止開始以3m/s2的加速度勻加速啟動的汽車，求汽車在前4s內(nèi)的位移。解析：物體的初速度為0，根據(jù)公式有：規(guī)律方法對于勻減速直線運動，可以當(dāng)做反向的勻加速直線運動來處理。例題2一輛做勻加速直線運動的汽車，初速度大小是5m/s，加速度大小是2m/s2，則汽車前2s內(nèi)的位移是m。解析：汽車前2s內(nèi)的位移是：。例題3一輛做勻減速直線運動的汽車，在4s內(nèi)速度由10m/s減為2m/s，則汽車的加速度大小是m/s2，汽車在2s末的速度是m/s，汽車前2s內(nèi)的位移是m。解析：汽車的加速度大小是：汽車在2s末的速度是：汽車前2s內(nèi)的位移是：例題4航空母艦的艦載機既要在航母上起飛，也要在航母上降落。（1）某艦載機起飛時，采用彈射裝置使飛機獲得10m/s的速度后，由機上發(fā)動機使飛機獲得25m/s2的加速度在航母跑道上勻加速前進，2.4s后離艦升空。飛機勻加速滑行的距離是多少？（2）飛機在航母上降落時，需用阻攔索使飛機迅速停下來。若某次飛機著艦時的速度為80m/s，飛機鉤住阻攔索后經(jīng)過2.5s停下來。將這段運動視為勻減速直線運動，此過程中飛機加速度的大小及滑行的距離各是多少？分析兩個問題都是已知勻變速直線運動的時間來計算位移。第（1）問需要用勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系式計算。第（2）問中，飛機著艦做勻減速直線運動的加速度需要根據(jù)速度與時間的關(guān)系式來計算。勻減速運動的各矢量的方向較為復(fù)雜，因此需要建立一維坐標(biāo)系來確定它們的正負(fù)。解（1）根據(jù)勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系式有：x＝v0t＋1/2at2＝10m/s×2.4s＋1/2×25m/s2×(2.4s)2＝96m（2）如圖，沿飛機方向建立一維坐標(biāo)系，飛機初速度v0＝80m/s，末速度v＝0，根據(jù)勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系式，有：加速度為負(fù)值表示方向與x軸正方向相反。再根據(jù)勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系式，有：x＝v0t＋1/2at2＝80m/s×2.5s－1/2×32m/s2×(2.5s)2＝100m飛機起飛時滑行距離為96m，著艦過程中加速度的大小為32m/s2，滑行距離為100m。例題5剎車問題一輛以10m/s的速度運動的汽車，因司機看到前方有緊急情況而急剎車，剎車過程中，汽車做加速度大小為2m/s2的勻減速直線運動，求汽車剎車后2s內(nèi)和6s內(nèi)的位移。錯誤解法：剎車后2s內(nèi)的位移為：剎車后6s內(nèi)的位移為：正確解法：汽車從剎車到停止的時間為：所以2s末在減速過程中，汽車剎車后2s內(nèi)的位移為：5s末速度正好減為0，汽車剎車后5s的位移為：5s以后汽車停止，位移不再變化，所以5s后的位移也都是25m。答案：16，25規(guī)律方法對于剎車類問題，應(yīng)先計算出汽車剎車后，速度減為0的時間t，在時間t之前物體做勻減速直線運動，在時間t之后，汽車保持靜止。互動：師生一起討論意圖：總結(jié)勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系互動：老師提出問題意圖：通過vt圖像總結(jié)出勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系互動：學(xué)生記筆記意圖：鞏固知識點互動：學(xué)生思考討論，回答問題教師指導(dǎo)解惑。意圖：鞏固知識點互動：學(xué)生思考討論，回答問題教師指導(dǎo)解惑。意圖：鞏固知識點互動：學(xué)生思考討論，回答問題教師指導(dǎo)解惑。意圖：鞏固知識點互動：學(xué)生思考討論，回答問題教師指導(dǎo)解惑。意圖：鞏固知識點，加深學(xué)生對勻變速直線運動的位移與時間關(guān)系式的理解，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的思路、方法和書寫規(guī)范，鍛煉學(xué)生綜合分析的科學(xué)思維。能在特定的情境中運用勻變速直線運動模型解決問題，體會物理知識在解決生活、軍事、科技方面問題的重要應(yīng)用。提醒學(xué)生應(yīng)用xt關(guān)系式的注意事項，掌握公式中各物理量的意義，強化矢量式中各個矢量方向的確定，并用正、負(fù)號帶入求解。（物理觀念和科學(xué)思維的體現(xiàn)）聯(lián)系實際：圖片展示勻變速直線運動位移公式的應(yīng)用（三）課堂小結(jié)一、位移時間關(guān)系1.vt圖像面積表示位移2.x=v0t+at2二、思想方法：微元法思想課堂小結(jié)（2分鐘）鞏固訓(xùn)練鞏固訓(xùn)練（10—12分鐘）1．某物體從靜止開始做勻加速直線運動，加速度為1m/s2，求：(1)物體在2s內(nèi)的位移大?。?2)物體在第2s內(nèi)的位移大??；(3)物體在第二個2s內(nèi)的位移大?。?．一輛以v0＝90km/h的速度做勻速運動的汽車，司機發(fā)現(xiàn)前方的障礙物后立即剎車，剎車過程可看成勻減速運動，加速度大小為2.5m/s2，從剎車開始計時，求：(1)汽車第4s內(nèi)的位移；(2)汽車運動120m所用的時間；(3)前15s內(nèi)汽車的位移大?。?．以18m/s的速度行駛的汽車，制動后做勻減速直線運動，在3s內(nèi)前進36m。求汽車的加速度及制動后5s內(nèi)發(fā)生的位移。4．速度、加速度的測量通常比位移的測量要復(fù)雜些，而有的時候我們只需比較兩個物體運動的加速度大小，并不需要知道加速度的具體數(shù)值。例如，比較兩輛汽車的加速性能就是這樣。如果已知兩個物體在相同時間內(nèi)從靜止開始勻加速直線運動的位移之比，怎樣根據(jù)運動學(xué)的規(guī)律求出它們的加速度之比？作業(yè)布置（分