勻變速直線運動位移與時間的關(guān)系教學(xué)設(shè)計

1、勻變速直線運動位移與時間的關(guān)系教學(xué)設(shè)計宜昌金東方高中：席會榮設(shè)計思想結(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，速度與時間圖象下面四邊形的面積等于位移大小，然后通過拼圖游戲引導(dǎo)學(xué)生進行邏輯推理，得出結(jié)論并導(dǎo)出勻變速直線運動的位移公式，并親手體驗了極限的思想，最后進行實驗驗證。本節(jié)課主要圍繞著科學(xué)研究方法的這四步展開。教材分析高中物理引入極限思想的出發(fā)點就在于它是一種常用的科學(xué)思維方法，上一章教科書用極限思想介紹了瞬時速度和加速度。本節(jié)從勻速直線運動的位移與圖象中矩形面積與位移的對應(yīng)關(guān)系出發(fā)，從簡單到復(fù)雜，猜想對于勻變速直線運動是否也有類似的關(guān)系？并通過思考與討論，介紹圖線下面四邊形

2、的面積代表勻變速直線運動的位移，又一次應(yīng)用了極限思想。最后得到勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系。學(xué)情分析高一學(xué)生經(jīng)過近二個月的高中物理的學(xué)習(xí)，對高中物理學(xué)習(xí)的方法有了初步的了解。但由于數(shù)學(xué)知識沒有跟上，所以極限思想的理解對學(xué)生來說還是個難點。教學(xué)目標(biāo)一、知識與技能1、知道勻速直線運動的位移與圖線中的面積對應(yīng)關(guān)系；2、理解勻變速直線運動的圖象與軸所夾的面積表示物體在這段時間內(nèi)運動的位移；3、掌握勻變速直線運動的位移公式及其應(yīng)用。二、過程與方法1、通過極限思想的應(yīng)用，體驗微元法的特點和技巧，感悟數(shù)學(xué)方法在物理學(xué)中的應(yīng)用。三、情感、態(tài)度與價值觀1、通過猜想與推導(dǎo)位移公式，培養(yǎng)自己獨立思考能力，增強對

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

4、驗，打出勻變速直線運動的紙帶，選擇其中一組實驗數(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)：如果這個矩形一邊表示時間，一邊表示速度，那么它的面積表示什么？依次每個矩形的面積都表示一個勻速直線運動的位移，請同學(xué)將這些矩形拼到勻變速直線運動的v-t圖像中。這些矩形面積和比勻變速直線運動的位移小，如何減小二者的差別？把時間分的更短。請同學(xué)貼第二個圖，第三個圖，最后若把時間趨于0，矩形變?yōu)橐粭l條線，那么一條條線拼起來的梯形的面積和與勻變速直線運動的位移將沒有差別，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，即無限分割，

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