2022年第二章匀变速直线运动的研究我的教案 .pdf
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1、名师精编优秀教案高一物理必修一第二章:匀变速直线运动的研究教案班 级:高一年级科 任:黄巨成刘庆阳科 目:物理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 33 页名师精编优秀教案2010 年 10 月1 实验:探究小车速度随时间变化的规律三维目标知识与技能1.根据相关实验器材,设计实验并熟练操作. 2.会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度. 3.会用表格法处理数据,并合理猜想. 4.巧用 vt 图象处理数据,观察规律. 5.掌握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述. 过程与方法1.初步学习根据实验要求设计实验,完成某种规律的探
2、究方法. 2.对打出的纸带,会用近似的方法得出各点的瞬时速度. 3.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法. 4.认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律. 5.通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法. 情感态度与价值观1.通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性 . 2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识. 3.在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力. 4.在对现象规律的语言
3、阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引申到各事物间的关联性,使自己融入社会. 5.通过经历实验探索过程,体验运动规律探索的方法. 教学重点1.图象法研究速度随时间变化的规律. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 33 页名师精编优秀教案2.对运动的速度随时间变化规律的探究. 教学难点1.各点瞬时速度的计算. 2.对实验数据的处理、规律的探究. 教具准备学生电源、导线、打点计时器、小车、4个 25 g 的钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸、多媒体课件、计算机课时安排2 课时
4、教学过程新课导入(课件展示)下列语言表述中提及的运动情景. 新课教学一、进行实验【讨论与交流】进行实验前,让学生先回顾上一章是怎样使用打点计时器的,讨论后回答. 图 211 探究小车的运动规律教师课件投影参考实验过程. 投影展示的内容实验过程参考提示:1.把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端,连接好电路. 2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,启动电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源. 3.换上新纸带,重复操作三次. 引导学生熟练地摆好器材,进行合理、准确的操作,得到一条点迹清晰的纸带
5、.学生进行实验,老师巡回指导,引导学生“三思而后行”,注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项,而且确保准确,并巡视全场,对出现的问题予以及时纠正.帮助实力较弱的小组实现实验. 学生进行实验操作,注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比,及时提出问题. 点评: (1)在动手操作之前,可以让学生先在头脑中实验,提前思考实验顺序和注意事项;保证操作的顺利进行. (2)和已学实验进行对比,使学生很好地应用了比较法,且有助于加深记忆. (3)对学生出现的问题,可拿出来让全班同学参与解决,比如:“有的同学先松手,再开打点计时器电源;有的同学则反之.哪种好?为什么?”这样让学生参与讨论,调动学生
6、思考的积极性和主动性 . 二、处理数据师:我们通过打点计时器得到了若干条纸带,采集了第一手资料,面对打出的纸带如何研究小车的运动呢?接下来我们采集数据,处理数据. 学生讨论怎样选择纸带,如何测量数据,如何设计表格,填写数据. 【课堂交流】学生测量数据,记录结果. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 33 页名师精编优秀教案教师引导学生学会计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法. 学生算出各个计数点的瞬时速度,并填入自己设计的表格中. 教师课件投影参考提示:投影展示的内容(接上次投影中的三条)参考提示:三、作出速度时间图象教师在
7、与学生交流的过程中体现科学探究要尊重实验事实的严谨科学态度. 【课堂探究】展示问题:怎样根据所画的速度时间图象求加速度?【实践与拓展】展示问题:汽车沿平直的公路行驶,小明坐在汽车驾驶员旁,注视着速度计,并记下间隔相等的各时刻的速度值,如下表所示. t/s 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 v/ (km h1)20 30 40 50 50 50 50 35 20 50师:从表中数据得到汽车在各段时间内的运动特点:在0 15 s 内,汽车的速度在变化,每5 s速度增大 _km/h ; 在 1530 s 内汽车速度不变,速度大小为 _km/h; 在 3545 s 内汽车速
8、度在变化,每 5 s速度减小 _km/h. 生: 10 km/h;50 km/h;15 km/h. 师:请你根据上表中的数据,在下边的坐标系中标出对应的点,并用平滑的线连接各点,你得到了什么图形?生:如图212 所示 . 图 212 师: 如果认为在0 15 s 内速度的变化是均匀的,你能在图象中找出汽车在7.5 s 时的速度值吗?生:能,为35 km/h. 【课堂交流】【课堂训练】出示题目1:在探究小车速度随时间变化规律的实验中,得到一条记录小车运动情况的纸带,如图 213 所示 .图中 A、 B、C、D、E 为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔为T=0.1 s. 图 213 (1)根据纸带
9、上的数据,计算B、C、 D 各点的速度,填入表中. (2)在坐标纸上作出小车的vt 图象 . 位置编号A B C D E 时间 t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 瞬时速度 v/(ms1)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 33 页名师精编优秀教案出示题目2:在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点瞬时速度如下表所示:计数点序号1 2 3 4 5 6 计数点对应时刻(s)0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 通过计数点的速度(m/s)44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
10、为了计算加速度,最合理的方法是A.根据任意两计数点的速度用公式a=v/t 算出加速度B.根据实验数据画出vt 图,量出其倾角,由公式a=tan求出加速度C.根据实验数据画出vt 图,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间,用公式a=v/t算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度答案: C 建立恰当的坐标系,在直角坐标系中描点,观察各数据点并思考怎样用一条线段将各点联系起来,并作出这个图象. 图线延长线与纵轴相交,交点的物理意义是什么?从图象可知,这是匀变速直线运动吗?说出原因.若是,请求出加速度. 本节课我们主要是运用探究式学习的方式用打点计时器来测量小车
11、的速度随时间变化的规律.重点是对重物牵引下小车的运动进行探究,在探究过程中,涉及到了实验的设计、操作以及作图象的方法、原则,很好地提高了大家各方面的能力,同时又为后面学习这种匀变速运动打下了基础. 布置作业教材第 36 页“问题与练习”. 课外训练1.用打点计时器拉动通过计时器的纸带来分析物体运动速度和加速度的实验中,可以分析的运动应该是A.速度恒为正值,加速度亦为正值的运动B.速度恒为负值,加速度亦为负值的运动C.速度由正值变负值,加速度为负值的运动D.速度由负值变正值,加速度为正值的运动2.如图 216 所示是采用每秒闪光10 次拍摄的小球在水平面上运动的频闪照片,照片中每两个相邻的小球的
12、影像间隔的时间是0.1 s,这样便记录了小球运动的时间.而小球运动的位移则可以用刻度尺测出 .试根据图中信息作出小球的v t 图象 . 图 216 板书设计1 实验:探究小车速度随时间变化的规律进行实验小车在重物作用下拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打点处理数据用平均速度代替瞬时速度的方法得到各计数点的瞬时速度作图象描点连线作图后,得到的图象是一条倾斜的直线活动与探究探究活动的主题:粘贴纸带看能否反映物体的运动规律. 步骤学生活动教师指导目的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 33 页名师精编优秀教案1 根据相关资料, 收集
13、自己实验中的纸带,设计实验方案介绍相关资料和参考材料1.提高学生用纸带探究物体运动规律的认识2.培养学生的动手能力和独立思考能力2 根据实验方案,进行操作,分析所粘贴纸带解答学生提出的具体问题3 相互交流自己的分析结果对优秀分析进行点评教学后记本节课是实验探究型的课题,旨在引导学生研究小车在实际运动中的速度随时间变化的规律,目的是让学生通过科学探究活动来完成.让学生经历科学探究的过程,体验科学探究的方法,提高用数学图象法处理实验数据的能力.尽管本节提供的小车在重物牵引下的运动看似简单,但就其研究问题的过程与方法是很具有基础性和典型性的.教学过程中要充分发挥学生的主体参与意识,要敢于放手让学生自
14、己去设计实验,千万不能将实验步骤一、二、三、四,甲、乙、丙、丁地列出后,不管不问 .要重视获取知识的过程,让学生体验一种从实验探究中获取数据、作出图象、分析图象、寻找规律的科学思维方法和能力. 提醒教师本节课的实验目标是:要求学生在学会打点计时器的使用、纸带数据处理、测瞬时速度以及速度时间图象的基础上,运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的规律.因此在实验前要适当让学生讨论回顾、复习打点计时器的使用方法和注意事项.要真正体现通过实验探究培养学生学习物理和研究物理问题的方法,学习寻找规律的方法. 2 匀变速直线运动的速度与时间的关系三维目标知识与技能1.知道匀变速直线运动的vt 图象特点,理
15、解图象的物理意义. 2.掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动vt 图象的特点 . 3.理解匀变速直线运动vt 图象的物理意义,会根据图象分析解决问题. 4.掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式,能进行有关的计算. 过程与方法1.培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力. 2.引导学生研究图象、寻找规律得出匀变速直线运动的概念. 3.引导学生用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义. 情感态度与价值观1.培养学生用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新欲望. 2.培养学生透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识. 教学重点1.理解匀变速直线运动vt 图象的
16、物理意义. 2.掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用. 教学难点1.匀变速直线运动vt 图象的理解及应用. 2.匀变速直线运动的速度时间公式的理解及计算. 教具准备多媒体课件课时安排2 课时教学过程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 33 页名师精编优秀教案新课导入新课教学一、匀变速直线运动【讨论与交流】师:请同学们思考速度时间图象的物理意义. (课件展示)上节课我们自己实测得到的小车运动的速度时间图象,如图222 所示. 图 222 图 223 图 224 图 225 图 226 图 22 7 图 228 【讨论
17、与探究】下面提供一组课堂讨论题,供参考选择. 1.如图229 中的速度时间图象中各图线表示的运动情况怎样?图象中图线的交点有什么意义?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 33 页名师精编优秀教案图 229 答案:表示物体做初速为零的匀加速直线运动;表示物体做匀速直线运动;表示物体做匀减速直线运动;交点的纵坐标表示在t2时刻物体具有相等的速度,但不相遇;2.如图 2210 所示是质点运动的速度图象,试叙述它的运动情况. 图 2210 【交流与讨论】1.为什么 vt 图象只能反映直线运动的规律?参考答案:因为速度是矢量,既有大小
18、又有方向.物体做直线运动时,只可能有两个速度方向.规定了一个为正方向时, 另一个便为负值,所以可用正、 负号描述全部运动方向.当物体做一般曲线运动时,速度方向各不相同,不可能仅用正、负号表示所有的方向,所以不能画出vt 图象 .所以只有直线运动的规律才能用vt 图象描述 .任何 vt 图象反映的也一定是直线运动规律. 2.速度图象的两个应用(1)图 2214 中给出了A、B、C 三辆小车的vt 图象,不用计算,请你判断小车的加速度谁大谁小?然后再分别计算三辆小车的加速度,看看结果与判断是否一致. 图 2214 (2)利用速度图象说出物体的运动特征. 分析图 2 215 中的(a)和(b)分别表
19、示的是什么运动,初速度是否为零,是加速还是减速?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 33 页名师精编优秀教案图 2215 二、速度与时间的关系式师:数学知识在物理中的应用很多,除了我们上面采用图象法来研究外,还有公式法也能表达质点运动的速度与时间的关系. 从运动开始(取时刻t=0)到时刻t,时间的变化量就是t,所以 t=t0. 请同学们写出速度的变化量. 让一位学生到黑板上写,其他同学在练习本上做. 学生的黑板板书:v=vv0. 因为 a=tv不变,又 t=t0 所以 a=tvv0,于是解得:v=v0+at. 教师及时评价学
20、生的作答情况,并投影部分在练习本上做的典型情况. 课件投影老师的规范作答. 教师强调本节的重点,说明匀变速直线运动中速度与时间的关系式. 【例题剖析】(出示例题1)汽车以40 km/h 的速度匀速行驶,现以0.6 m/s2的加速度加速,10 s 后速度能达到多少?图 2220 【课堂训练】一质点从静止开始以1 m/s2的加速度匀加速运动, 经 5 s后做匀速运动, 最后 2 s的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度是多大?减速运动时的加速度是多大?课堂小结本节重点学习了对匀变速直线运动的理解和对公式v=v0+at 的掌握 .对于匀变速直线运动的理解强调以下几点:1.任意相等的时
21、间内速度的增量相同,这里包括大小方向,而不是速度相等. 2.从速度时间图象上来理解速度与时间的关系式:v=v0+at,t 时刻的末速度v 是在初速度v0的基础上,加上速度变化量v=at 得到 . 3.对这个运动中,质点的加速度大小方向不变,但不能说a 与v 成正比、与 t 成反比, a 决定于 v 和t 的比值 . 4.a=tv而不是 a=tv,a=tv=tvv0即 v=v0+at,要明确各状态的速度,不能混淆. 5.公式中 v、v0、a 都是矢量,必须注意其方向. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 33 页名师精编优秀教
22、案数学公式能简洁地描述自然规律,图象则能直观地描述自然规律.利用数学公式或图象,可以用已知量求出未知量.例如,利用匀变速直线运动的速度公式或vt 图象,可以求出速度、时间或加速度等 . 用数学公式或图象描述物理规律通常有一定的适用范围,只能在一定条件下合理外推,不能任意外推 .例如,讨论加速度a=2 m/s2的小车运动时,若将时间t 推至 2 h,即 7 200 s,这从数学上看没有问题,但是从物理上看,则会得出荒唐的结果,即小车速度达到了14 400 m/s,这显然是不合情理的. 布置作业教材第 39 页“问题与练习”. 课外训练1.如图 2222 所示为一质点做直线运动的vt 图象, 试分
23、析质点的运动情况,并求出其加速度. 图 2222 (1)第 1 s 内;(2)第 1 s 末到第 3 s末;(3)第 4 s 内. 2.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度时间图象如图2223 所示,由图象可知图 2223 A.0t1时间内火箭的加速度小于t1t2时间内火箭的加速度B.在 0t2时间内火箭上升,t2t3时间内火箭下落C.t2时刻火箭离地面最远D.t3时刻火箭回到地面3.火车沿平直铁轨匀加速前进,通过某一路标时的速度为10.8 km/h , 1 min 后变成了54 km/h ,又需经多少时间,火车的速度才能达到64.8 km/h? 板书设计2 匀变速直线运动的速度与时间的关系匀变
24、速直线运动沿着一条直线运动,且加速度不变的运动速度时间图象是一条倾斜的直线速度与时间的关系式v=v0+at 初速度 v0再加上速度的变化量at 就得到 t时刻物体的末速度活动与探究精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 33 页名师精编优秀教案探究活动的问题:根据速度图象看跳伞者的运动. 图 2226 为跳伞者在下降过程中速度的变化示意图.根据示意图并结合所学的匀变速直线运动的速度图象特点,请你探究分析跳伞者在下降过程中的不同阶段近似做了什么运动?图 2226 教学后记: 本节课首先通过速度时间图象中一条平行于时间轴的直线引入
25、,根据速度时间图象的意义可知这种图象表示的是速度不随时间变化的直线运动,即匀速直线运动;然后引导学生回顾上节课得到的小车的运动图象,是一条倾斜的直线;然后引导学生讨论,这样的vt 图象表示的是什么运动?根据学生在数学课中对一次函数(线性函数) 的了解, 结合加速度的定义式a=tv得出,无论 t 选在什么区间,对应的速度v 的变化量 v 与时间 t 的变化量 t 之比tv都是一样的,即这是一种加速度不随时间(时间间隔)改变的匀变速直线运动.从而引出匀变速直线运动的概念,将上一章学到的匀变速运动的概念扩展到直线运动,同时给出匀加速直线运动和匀减速直线运动的概念 . 教材在给出了这种图象法研究匀变速
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