【人教版】高中物理必修一第二章（第2章 勻變速直線運動的研究）全章節(jié)教案

高中物理新課標教學設計

2.1《實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》教學設計

【學習者分析】

①.本人所在學校屬于省級示范學校，學生在初中就已經(jīng)進行了很長時間的探究體驗，因此

他們有探究的基礎，優(yōu)點是思維活躍，善于觀察、總結、提出并回答問題，不過還存在“眼

高手低”的問題及實驗器材問題。

②.新課程改革打破了以前的應試教育模式，教育教學過程中師生地位平等，充分貫徹以學

生為本，堅持學生的主體地位，教師的主導地位。

③.本節(jié)課是一節(jié)科學探究課，呈現(xiàn)在學生面前的是現(xiàn)象，是問題，積極引導學生探究。

?.面對一些規(guī)律的探究，學生有濃厚的探究欲望，為其思維的發(fā)散提供了較大的空間。從

另外一個角度講，本節(jié)內(nèi)容，數(shù)學運算，物理理論要求不高，適當?shù)赜纸档土藢W習難度，選

擇探究式教學是最佳的途徑。

探究式教學重視的是探究的過程和方法而不是結論,探究過程是產(chǎn)生創(chuàng)造思維的溫床,

過于重視結果可能會導致喪失探究熱情，扼殺學生探究的欲望。

【教材分析】

本節(jié)內(nèi)容為探究實驗，目的是讓學生通過研究小車在重物牽引下運動的速度隨時間變化

的規(guī)律，經(jīng)歷科學探究的活動，學會實驗數(shù)據(jù)處理方法。這節(jié)課的任務是測量小車的速度，

做出小車運動的v-t圖像，初步分析小車速度變化的規(guī)律。要學生從實驗研究中獲取數(shù)據(jù)、

做出圖像、分析圖像、尋找規(guī)律的科學思維方法。

【教學目標】

1.知識與技能：

(I)能熟練使用打點計時器。

(2)會根據(jù)相關實驗器材，設計實驗并完成操作。

(3)會處理紙帶求各點瞬時速度。

(4)會設計表格并用表格處理數(shù)據(jù)。

(5)會用v-t圖像處理數(shù)據(jù)，表示運動規(guī)律

(6)掌握圖象的一般方法，并能用語音描述運動的特點。

2.過程與方法：

(1)初步學習根據(jù)實驗要求，設計實驗，探究某種規(guī)律的研究方法。

(2)經(jīng)歷實驗過程，及時發(fā)現(xiàn)問題并做好調整。

(3)初步學會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。

3.情感態(tài)度與價值觀：

(1)體會實驗的設計思路，體會物理學的研究方法。

(2)培養(yǎng)根據(jù)實驗結果作出分析判斷并得出結論。

【重點難點】

(1)設計實驗并完成操作，會處理紙帶求各點瞬時速度。

(2)會設計表格并用表格處理數(shù)據(jù)，會用v-t圖像處理數(shù)據(jù)，表示運動規(guī)律。

【設計思想】

通過測量小車的速度，做出小車運動的V-t圖像，初步分析小車速度變化的規(guī)律來讓學生從

實驗研究中獲取數(shù)據(jù)、做出圖像、分析圖像、尋找規(guī)律的科學思維方法。使學生感受到圖像

的直觀的美。

【教學環(huán)節(jié)】

【教師提出問題】探究目的：

探究小車在重物牽引下的運動，研究小車速度隨時間的變化規(guī)律。

【讓學生猜想】小車的速度隨時間變化有幾種可能：

變化先快后慢；先慢后快；均勻變化等?？山Y合速度圖象描述猜想。

【讓學生進行實驗設計】提示如何測量出不同時刻的物體運動速度；最后確定打點計時器測

速度。

【教師引導學生討論】實驗過程中注意事項：

1、開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器。

2、先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源。

3、要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當小車到達滑輪前及時用手按住它。

【學生活動】實驗過程：

附有滑輪的長度板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有

滑輪的一端，連接好電路。

用一條細繩栓住小車使細繩跨過滑輪，下邊掛上適量的鉤碼，讓紙帶穿過打點計時器，并把

紙帶的一端固定在小車的上面。

把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就

在紙帶上打下一列小點。換上新的紙帶，重復實驗三次。

【學生活動】處理數(shù)據(jù)

【教師引導學生討論】處理數(shù)據(jù)過程中注意事項：

1、紙帶要選擇打出的點清晰的

2、舍掉開始過于密集的點

3、用每打5個點的時間為時間單位

即T=O.02×5s=0.IOs這樣既可方便計算，又可減少誤差。

參考表格一：

計數(shù)點編號0123456

時間t(s)00.10.20.30.40.50.6

相鄰兩計數(shù)點間SoiS∣2S23SsiS45S56

距離s(m)

對應計數(shù)點速度

m/s

參考表格二:

計數(shù)點編號0_123_456

_________時間t(s)_________0_0.10.20.30.40.50.6

各計數(shù)點到0的距離s(m)

相鄰計數(shù)點的距離S(m)SoiS12S23S34S45S56

各計數(shù)點速度(m/s)Vi=V2=V3=竹V5=

4、不要直接去測量兩個計數(shù)點的距離而是要測量出各個計數(shù)點到計時零點的距離。

5、速度的計算方法：各計數(shù)點的瞬時速度是川計數(shù)點內(nèi)的平均速度來代替:

_SOl+S]2_82+$23

Vi=V2=27

【學生活動】做出物體的速度一一時間圖象。

精講：運用圖象來處理物理實驗數(shù)據(jù)，這是一個難點，作圖象時要標明橫縱坐標軸代表的物

理意義，選擇合適的標度，以各點瞬時速度為縱軸，時間t為橫軸，不在同一直線上的點

盡量均勻分布在直線的兩側。

【學生活動】得出小車運動速度隨時間變化的規(guī)律。

在第一章，我們學習了通過V-t圖象計算加速度，你能利用所學知識去分析你作出的圖像

嗎？

①（時間增加相同的at,速度也會增加相同的4v）

②從函數(shù)關系：V=kt+bV與t線性關系。小車的速度隨時間均勻增加（變化）小車做勻變

速（a不變）的直線運動。

【練習反饋】

1、在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，下列哪些器材是本實驗必須的？

①打點計時器②天平③低壓直流電源④細繩⑤紙帶⑥小車⑦鉤碼⑧秒表⑨一端有

滑輪的長木板

（①④⑤⑥⑦⑨）達到實驗目的還需器材是：（低壓交流電源刻度尺）

2、在實驗“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中，我們采用的正確方法是：

A舍掉開頭過于緊密的點，找一個適當?shù)狞c當作計時起點。

B、為了實驗精確，選取紙帶上第一個點作計時起點

C、每相鄰計數(shù)點的時間間隔只能取0.1s。

D、每相鄰計數(shù)點的時間間隔可視打點密度而定，可取0.02s、0.04S、…nX0.02s均可。

（AD）

3、圖中給出了從0點開始每5個點取一個計數(shù)點的紙帶。0,1,2,3,4,5,6均為計數(shù)

點。（每兩個計數(shù)點間有4個點未畫出）。

Sι=l.40cmS2=l.90cmS3=2.38cmS4=2.88cmSo=3.39cmSβ=3.78cm

那么①計時器在打出1,2,3等點時小車的速度分別為：

VI=cm/s；V2=cm/s；V3=cm/s；VW=cm/s；v5=cm/s

②在坐標紙上畫出v-t圖象

③分析小車的速度隨時間變化的規(guī)律。

參考答案：

（v∣=16.50cm∕sV2=2i.40cm∕sva=26.30cm∕sv4=31.35cm∕sv5=36.30cm∕s）

（小車的速度隨時間均勻增加）。

【作業(yè)】P33

第2、3題

【板書設計】

2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1、小車在重物牽引下的運動速度隨時間變化有幾種可能:

變化先快后慢；先慢后快；均勻變化等

2,實驗

實驗目的：小車速度隨時間變化的規(guī)律

實驗器材：

實驗設計方案：見PPT

數(shù)據(jù)處理:

(1)列表

計數(shù)點編號0]23456

時間t(s)0Ol0.20.30.40.50.6

相鄰兩計數(shù)點間SoiS12S-,;S3∣S15S56

距離s(m)

對應計數(shù)點速度

m/s

,、、、KttSOl+S12Sl2+523

(2)計算：Vi=~~2T-V2=~"27"-

(3)作出v-t圖像

【教學反思】

本節(jié)課依據(jù)學生的認知規(guī)律組織教學，引入新課從生活實例入手，設置懸念，提出問題，激

發(fā)學生興趣，增強學生的求知欲；在進行探究教學中注重實驗過程，引導學生從兩個實驗的

探究中加以歸納.

高中物理新課標教學設計

2.2勻變速直線運動的速度與時間的關系

【學習者分析】

本階段的學生學習掌握了加速度，在前一階的實驗中又認識了v-t圖像。但是學生通過已有

的知識創(chuàng)造出新的概念、理論的能力較弱。

【教材分析】

《勻變速直線運動運動的速度與時間的關系》這節(jié)主要介紹了勻變速直線運動的定義，并在

此基礎上推導出勻變速直線運動速度與時間的關系。本節(jié)是在前一節(jié)探究小車速度隨時間變

化的實驗基礎上進行的，并對第一章所學的加速度進行深化和加強，也為后續(xù)章節(jié)勻變速直

線運動位移與時間的關系、位移與速度的關系的研究提供基礎。因此本節(jié)課在整個章節(jié)中起

著承上啟下的作用，是研究勻變速直線運動規(guī)律的重要開端。

【教學目標】

L知識與技能：

(1)掌握勻變速直線運動的概念；

(2)知道勻變速直線運動的運動規(guī)律及丫一.圖象的特點，知道直線

傾斜程度反映勻變速直線運動的加速度，會根據(jù)圖象分析解決問題；

(3)掌握勻變速直線運動的速度與時間的關系式，會推導，能進行

有關計算。

2.過程與方法：

(1)引導學生通過研究勻變速直線運動U一.圖象的特點及運動規(guī)律的過程，總結勻變速直

線運動的速度與時間的關系的方法。

3.情感態(tài)度與價值觀：

(1)激發(fā)學生探索自然規(guī)律的興趣；

(2)體驗同一物理規(guī)律的不同描述方法，培養(yǎng)科學價值觀；

(3)將所學知識與實際生活相聯(lián)系，增加學生學習的動力和欲望。

【重點難點】

重點：(1)理解勻變速直線運動的丫一.圖象的物理意義；

(2)勻變速直線運動的速度與時間的關系式的應用。

難點：(1)學會用丫一.圖象分析和解決實際問題；

(2)掌握勻變速直線運動的速度與時間的關系式的推導過程并會運用%"解決簡單

的實際問題。

【設計思想】

通過本節(jié)教學，不但要使學生掌握勻變速直線運動的規(guī)律，而且要通過對問題的研究，使學

生了解和體會物理學研究問題的方法，運用圖象、公式處理實驗數(shù)據(jù)的方法，這一點可能對

學生更為重要。講解問題從實際出發(fā)，盡量用上一節(jié)的實驗測量數(shù)據(jù)。運用圖象這種數(shù)學工

具，相對強調了圖象的作用和要求。

在本節(jié)教材最后，通過圖象提出了一般變速運動(非勻變速運動)的問題，這是對問題自然

的擴展和引伸，目的是開闊學生思路，并不是要深入講解非勻變速運動。教學中對基礎較好

的學生要求掌握，以利因材施教，使學生各得其所。

【教學環(huán)節(jié)】

教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖

上一節(jié)課，我們用實驗探究了小車的速度

隨時間的變化規(guī)律，并描繪小車運動的回顧上節(jié)課作出的小車運動的引起學生的注意

(-)新v-f圖象。那么，小車在重物的牽引下VT圖象

課導入運動的v-t圖象表面小車在做什么樣的

運動呢？U與f之間又存在什么關系呢？

當課我們學了本節(jié)內(nèi)容后，同學們就清楚

了，下面我們就從v—f圖象入手，一起

來學習2.2勻變速直線運動的速度與時

間的關系。

提訶1：請同學們觀察下面的v-t圖象

(1果件逐個展示），它們分別表示物體在

做，什么運動？

J<v4∏ι-s1）

V生1：①中物體運動的u-f圖象

I

I

I

I是一條平行于時間軸的直線，速

O

度的大小和方向都不隨時間變培養(yǎng)學生通過圖

?v4∏j-s*)化，說明物體在做勻速直線運象分析、解決問

EX

動?題的能力

:

生2：②中物體的速度隨時間不

tt/s②斷增大，說明物體在做加速運

（二）勻變

J^v??n-s?)動。

速直線運動

生3：③中物體的速度隨時間的

的概念

%不斷增加在不斷的減小，說明物

OI

tt/s③體在做減速運動。

提問2：現(xiàn)在，請同學們仔細觀察圖②，

也就相當于上節(jié)課我們作出的小車運動的時間為O時速度為1,并且速度

U-f圖象。那么，小車速度的增加有什

是隨時間的增加在增大的。

么特點或規(guī)律呢？

培養(yǎng)學生的實際

我們要研究速度隨時間變化有什么規(guī)律，動手能力。

那么，我們就取幾段相等的時間間隔，看

速度是怎樣變化的。

下面，就請同學們自己畫出圖來試一試。

用課件投影，進一步加以闡述。學生自己畫圖，動手操作。

AvZ(ID-Sx)

:二二?M

o

?4?t4?∕s

解釋:從圖象上可以看出，物體運動的

y-/圖線是一條傾斜的直線。對于同一

條直線，傾斜程度是相同的，我們設為

k。我們?nèi)∫乙?2之間的時間間隔為

?t,J-L之間的時間間隔也為△，。那

么，4J時間內(nèi)對應的直線的斜率為

?v理解定義的含義，并記好筆記。

Z=五，A時間內(nèi)對應的直線的

△1/?vAM

斜率為Z=——。則有一=——,所以

ZV?rX

?v=?v,o也就是：每過一個相等的時

培養(yǎng)學生分析、

間間隔，速度的增加量是相等的。所以無

解決問題的能力

論4選在什么區(qū)間，對應的速度V的變

化量?v與時間的變化量4之比都是相

同的。而在第一章第五節(jié)我們已經(jīng)學過

包就表示物體運動的加速度。因此，

ZV

?p

—為一恒定的值就表示物體的加速度保延伸知識，啟發(fā)

?r

學生思考。

持不變。

投影出示勻變速直線運動的定義：

沿著一條直線運動，且加速度保持不變

的運動，叫做勻變速直線運動.

在勻變速直線運動中，如果物體的速度

隨時間均勻增加，這個運動叫做勻加速

直線運動。

提問3：那大家現(xiàn)在能說出上圖中③是什我知道了，剛才圖③的速度隨時

么運動嗎？間均勻減小，表示的就是物體在

做勻減速直線運動。

很好，經(jīng)過前面的學習，同學們已經(jīng)能夠

區(qū)分勻加速直線運動和勻減速直線運動

了。所以，我們就說：如果物體的速度培養(yǎng)學生動口、

隨時間均勻減小，這個運動就叫做勻減動腦的能力。

速直線運動。

提問4：請同學們再思考一下，下圖中三

條直線的交點表示什么？生1：是相遇！

v∕≡∕s生2：不是相遇，應該表示在同

一時刻，三者的速度相等。

O

現(xiàn)在我們先不給圖中的交點表示什么下結

論，我們一起來對圖象進行分析。在

U—/圖象中，我們可以看出，三條直線

的交點所對應的時間和速度都是相同的。

我們就說在這一時刻，物體運動的速度是

相同的。所以，u-r圖線的交點僅表示

物體的速度相等，并不表示相遇，同學們

不要u—r把圖象與x-t圖象相混淆。

培養(yǎng)學生結合圖

請同學們打開教材，思考第35頁的“說象和理論知識來

分析、處理問題

問題及語言表達

的能力。

速度增加，但在相等的時間

間隔內(nèi)，速度的變化量越來越

?v

小，說明——逐漸減小，即加速

?t

提問5：這條曲線表示物體的速度怎樣變

度減小，加速度不是恒量，所

化？在相等的時間間隔內(nèi)，速度的變化量

以，物體的運動就不是勻加速直

總是相等的嗎？物體在做勻加速或勻減速

線運動，也不是勻減速直線運

直線運動嗎？

動。

沒錯。在相同的時間間隔內(nèi)，物體的加速

度不同，也就是說曲線上每一點的加速度

討論并回答：是做切線嗎？

是不相同的，曲線上每一點的加速度我們

將它叫做瞬時加速度。那我們怎么找某一

點的瞬時加速度呢？

非常好。我們可以做曲線上某點的切線，

這一點的切線的斜率就表示物體在這一時

刻的瞬時加速度。

前面我們使用圖象來表示物體的速度與時

間的關系的。那么，除了圖象外，我們是

否可以用公式表示物體運動的速度與時間

的關系呢？

鍛煉學生的邏輯

從運動開始(這時/=())到時刻f,時思維能力，培養(yǎng)

間的變化量△/=，—O,速度的變化量良好的學習習

跟隨老師的思路一起完成勻變速慣。

?v=V-v0,因為加速度α=電是一個

?t直線運動的速度與時間關系式的

數(shù)學表達式的推導，同時做好筆

恒量，所以包=4

△t/-O記。

解出速度也得到

V=V0at

這就是勻變速直線運動的速度與時間的關

系式。

(Ξ)勻變

該公式中V、v0是矢量，r是標量，因

速直線運動

此。也是矢量，該式為一個矢量式，應用

速度與時間

時應選正方向。V=VO+αf對勻加速直

的關系表達

式線運動成立，對勻減速直線運動也同樣成

立。只是在勻加速直線運動中α與之同

方向，在勻減速直線運動中α與％反方

向。

。在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度正確理解

的變化量，再乘以t,就表示物

V=v0+at

體在0—t時間內(nèi)速度的變化

的物理意義。

at

提問6：想一想，在V=Vo+αf中，量，

表示什么，在數(shù)值上又等于什么？G再加上Vo就是t時刻的速度

了。

學生對圖象進行分析：

分析：因為勻變速直線運動的

V—。圖象是一條傾斜的直線，

提問7：能否直接結合圖象和有關數(shù)學知

識得到速度與時間的關系式？

所以V與f是線性關系?；蛘哒fV讓學生從多方位

是r的一次函數(shù)，應符合去理解同一個問

v∕≡∕Sy=Ax+〃的形式：其中k是圖題，以加強學生

的思維能力，并

線的斜率，在數(shù)值上等于勻變速

達到舉一反三的

直線運動的加速度。b是縱軸上

效果。

的截距，表示/=()時對應的速

0t/s度，在數(shù)值上等于勻變速直線運

動的初速度%,所以V=VO+αf

(四)勻變速直線運動的速度與時間的關系式的應用。

例題1：汽車以40km∕h的速度行駛，現(xiàn)以0.6m∕s2的加速度加速，IOs后速度能達到多

少？

教師引導學生明確己知量待求量，確定研究對象和研究過程

要求學生畫出草圖并進行自主解題

師：投影出示規(guī)范步驟

解：初速度％=40左m/〃=1l/〃/s,加速度α=0.6m//,時間t=10s,IOs后的速度為

V=v0+at

=1?m∕s+0.6m∕52XIOS

=17m/s

=6lkm∕h

例題2：某汽車在緊急剎車時加速度的大小是6優(yōu)/1,如果必須在2s內(nèi)停下來，汽車的

行駛速度最高不能超過多少？

讓學生分析出題目中的已知量和待求量確定研究對象和研究過程，并以此畫出示意圖，并

在示意圖上標明各物理量。結合示意圖和公式進行解答。

教師整體講解：

我們來看題目，研究的是汽車從開始剎車到停止運動這個過程。在這個過程中汽車加速度

的大小是6,2/52,所以，汽車在做勻減速直線運動，加速度的方向與速度的方向是相反

的。沿汽車運動的方向建立坐標軸，則汽車的加速度取負號(α=-6m∕S2)。在這個過程

中，汽車持續(xù)行駛時間為r=2s,汽車最后是停止的，因此，末速度V為0,初速度UO題

目中沒給出，也正是我們要求的最高允許速度。

解：時間t=2s加速度a=YmIs之末速度V=O

根據(jù)v=%+α∕,則有

v0-V-at

=0-(-6∕77√52)×2s

-Ylmls

------h

3600

=43kmlh

例題3

(投影)汽車以36km∕h的速度勻速行駛，若汽車以0.6m∕s2的加速度剎車，則IOs和20s

后的速度減為多少？

教師指導學生用速度公式建立方程解題，代入數(shù)據(jù)，計算結果。

教師巡視查看學生自己做的情況，并做一定的指導。

發(fā)現(xiàn)有的同學把α=0?6m//代入公式丫=%+G,求出％o=16根/sv20=22m∕s

師：這種做對嗎？

生：汽車在剎車，是減速運動，所以加速度應代負值，即α=-0.6〃?/S2。

有的同學把α=-0.6∕"∕s2代入公式U=Vo+αf,求出Vlo=4，”/Sv20=-2m/s<,

師：這樣做對嗎？

生：對，我也是這樣做的

師：丫20=-2m∕s中負號表示什么？

生：負號表示運動方向與正方向相反。

師：請同學們聯(lián)系實際想一想，汽車剎車后會再朝反方向運動嗎？

生：哦，汽車剎車后經(jīng)過一段時間就會停下來。

師：那這道題到底該怎么做呢？

生：先計算出汽車經(jīng)過多長時間停下來。

教師出示規(guī)范解題的樣例。

解：設初速度%=36左m/∕z=10∕n∕s,加速度”=-0.6機/$2,末速度M=0。時間

f=10s,由速度公式v=%+",可知剎車至停止所需時間

v-v0-10,,?

t=-----0=-----=16z.7SO

a—0.6

2

故剎車IoS后的速度v10=v0+at=IOm/s-Q.6m∕sXIoS=4m/s

剎車20s時汽車早己停止運動，故%o=O

師：通過這道題，我們大家知道了汽車遇到緊急情況時，雖然踩了剎車，但汽車不會馬上

停下來，還會向前行駛一段距離。因此，汽車在運行時，要被限定最大速度，超過這一速

度，就可能發(fā)生交通事故。請同學們結合實際想一想：當發(fā)生交通事故時，交警是如何判

斷司機是否超速行駛的？

生：汽車剎車時會留下痕跡，交警可以通過測量痕跡的長度，計算出司機剎車時的速度。

以此來判斷司機是否超速行駛。

師：很好，看來同學們對這節(jié)的內(nèi)容掌握的很好。

六、小結

下面，我們一起來總結一下本節(jié)主要學了哪些內(nèi)容：

1.重點從圖象和公式兩個方面研究了勻變速直線運動，理解時注意以下幾點：

(1)在勻變速直線運動中，質點的加速度大小和方向不變。

?v

(2)a=—不能說。與Au成正比、與△1成反比，。的大小決定于和的比值。

(3)公式v=%+αf中v、％、。都是矢量。因此，該公式是一個矢量式，必須注意其

方向。

2.從以上的例題中我們可以粗略的總結出解題的步驟：

(1)認真審題，找出已知量和待求量，弄清研究對象和過程；

(2)弄清題意，畫出示意圖，并在圖中標明各物理量；

(3)用公式建立方程，代入數(shù)據(jù)(注意單位換算)，計算出結果；

(4)對計算的結果和結論進行驗算和討論。

四、作業(yè)

P36第1、3題

【板書設計】

2.2勻速直線運動的速度和時間的關系

一、圖象

1、勻速直線運動

速度不變，加速度為零

2、勻變速直線運動」勻加速直線運動：a、V同向

沿一條直線，加速度不變。為減速直線運動：a、V反向

v-t圖線的斜率表示加速度。本小：a=tan。

工方向：上斜a為正，下斜a為負

二、公式

1、速度與時間關系式：

V=Vo+at(物理意義)

2、例題：

勻減速剎車問題：先規(guī)定正方向

【教學反思】

本節(jié)課內(nèi)容抽象,應多留時間給學生思考,體驗知識的獲取過程.加強對圖象的理解,避免對

公式的死記硬背。思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發(fā)

現(xiàn)過程是培養(yǎng)學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無

本之木.

高中物理新課標教學設計

2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系

【學習者分析】

速運動是學生初中學習的內(nèi)容，上一章的學習中，學生已經(jīng)掌握了運動圖象，在理解瞬

時速度的概念時也滲透了微分、極限的思想，高中物理引進了很多極限思想的科學思維方法，

而目前高一的學生對這種思維方法雖然已接觸，但還是比較陌生。學生以學過的瞬時速度概

念和勻速運動為基礎，利用實例，巧妙設疑，啟發(fā)學生思考，讓學生在自主討論的學習環(huán)境

下深化對微分法的理解，培養(yǎng)學生分析問題的能力。

【教材分析】

必修第一章學習了描述運動的概念，本章學習勻變速直線運動幾個物理量之間的定量

關系，本節(jié)研究的是勻變速直線運動的位移與時間的關系。上一章為本節(jié)奠定了全面的基

礎.本節(jié)是第一章概念和科學思維方法的具體應用。

作為最簡單的變速運動，本節(jié)勻變速直線運動位移規(guī)律的學習將為認識自由落體運動

和其他更復雜的運動如平拋運動創(chuàng)造了條件。而且掌握了勻變速直線運動位移和時間的關

系，再通過牛頓第二定律，就能進一步推導出動能定理的關系式。可見本節(jié)的知識在整個

力學中具有基礎性的地位，起著承上啟下的作用。

【教學目標】

L知識與技能：

(1)知道勻速直線運動的位移與時間的關系

(2)理解勻變速直線運動的位移及其應用

(3)理解勻變速直線運動的位移與時間的關系及其應用

(4)理解v-t圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內(nèi)運動的位移

2.過程與方法：

(1)通過近似推導位移公式的過程，體驗微元法的特點和技巧，能把瞬時速度的求法與此

比較。

(2)感悟一些數(shù)學方法的應用特點。

3.情感態(tài)度與價值觀：

(1)經(jīng)歷微元法推導位移公式和公式法推導速度位移關系，培養(yǎng)自己動手能力，增加物理

情感。

(2)體驗成功的快樂和方法的意義。

【重點難點】

(1)理解勻變速直線運動的位移及其應用

(2)理解勻變速直線運動的位移與時間的關系及其應用

【設計思想】

本節(jié)課主要運用的是啟發(fā)探究式綜合教學方法。對教學的重難點即微分法的教學上采

用了目標導學法，以思維訓練為主線，創(chuàng)設問題情境，通過小組討論和歸納，引導學生積

極思考，探索和發(fā)現(xiàn)科學規(guī)律。既明確了探究的目標和方向，又最大限度地調動了學生積

極參與教學活動，充分體現(xiàn)“教師主導，學生主體”的教學原則。在從勻速過渡到變速的

教學上采用了比較法，啟發(fā)學生從已有認識獲得新知；并利用數(shù)學知識解決物理問題。另

外還通過知識的鋪墊、方法的遷移、多媒體課件的演示等手段，分散教學難點，引導學生

動口、動腦、動手獲取知識，提高學生的綜合素質。

【教學環(huán)節(jié)】

(-)預習檢查、總結疑惑

檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。

(二)情景引入，展示目標

教師活動：直接提出問題學生解答，培養(yǎng)學生應用所學知識解答問題的能力和語言概括

表述能力。

這節(jié)課我們研究勻變速直線運動的位移與時間的關系，（投影）提出問題：

取運動的初始時刻的位置為坐標原點，同學們寫出勻速直線運動的物體在時

間t內(nèi)的位移與時間的關系式，并說明理由

學生活動：學生思考，寫公式并回答：X=Vt.理由是：速度是定值，位移與時間成正比。

教師活動：（投影）提出下一個問題：同學們在坐標紙上作出勻速直線運動的r-t圖象，

猜想一下，能否在圖象中表示出作勻速直線運動的物體在時間t內(nèi)的

位移呢？

學生活動：學生作圖并思考討論。不一定或能。結論：位移這就是圖線與大軸所夾的

矩形面積。

總結：培養(yǎng)學生從多角度解答問題的能力以及物理規(guī)律和數(shù)學圖象相結合的能力

教師活動（展示目標）：討論了勻速直線運動的位移可用「一力圖象中所夾的面積來表示

的方法，勻變速直線運動的位移在「一J圖象中是不是也有類似的關系，下

面我們就.來學習勻速直線運動的位移和時間的關系。

（三）、合作探究，精講點撥

1、勻變速直線運動的位移

教師活動：（1）培養(yǎng)學生聯(lián)想的能力和探究問題大膽猜想，假設的能力

（2）（投影）啟發(fā)引導，進一步提出問題，但不進行回答：對于勻變速直線

運動的位移與它的圖象是不是也有類似的關系？

學生活動：學生思考。

教師活動：我們先不討論是否有上述關系，我們先一起來討論課本上的“思考與討論”。

學生活動：學生閱讀思考，分組討論并回答各自見解。最后得出結論：學生A的計算中，

時間間隔越小計算出的誤差就越小，越接近真值。

總結:培養(yǎng)以微元法的思想分析問題的能力和敢于提出與別人不同見解發(fā)表自己看法的

勇氣。培養(yǎng)學生勤鉆細研分析總結得出物理規(guī)律的品質。

這種分析方法是把過程先微分后再累加（積分）的定積分思想來解決問題的方法，在以

后的學習中經(jīng)一常用到。比如：一條直線可看作由一個個的點子組成，一條曲線可看作由一條

條的小線段組成。

教師活動：（投影）提出問題：我們掌握了這種定積分分析問題的思想，下面同學們在

坐標紙上作初速度為跖的勻變速直線運動的-Y圖象，分析一下圖線與t

軸所夾的面積是不是也表示勻變速直線運動在時間t內(nèi)的位移呢？

學生活動：學生作y-t圖象，自我思考解答，分組討論。

總結：培養(yǎng)學生用定積分的思想分析Lt圖象中所夾面積表示物體運動位移的能力。

教師活動：（投影）學生作的圖解，讓學生分析講解。

（如果學生分析不出結論，讓學生參看課本圖23-2,然后進行討論分析。）

學生活動：根據(jù)圖解分析講解，得出結論：W圖象中，圖線與f軸所夾的面積，表示

在t時間內(nèi)物體做勻變速直線運動的位移。

總結：培養(yǎng)學生分析問題的邏輯思維，語言表達，概括歸納問題的能力。

2、推導勻變速直線運動的位移一時間公式

教師活動：（投影）進一步提出問題：根據(jù)同學們的結論利用課本圖2.3-2（丁圖）能否

推導出勻變速直線運動的位移與時間的關系式？

學生活動：學生分析推導，寫出過程：

S而積=g（"+4B）OA

所以尤=g（%+v）t

又u=%+αf

17

解得X=v0t+-at'

總結：培養(yǎng)學生利用數(shù)學圖象和物理知識推導物理規(guī)律的能力

教師活動：（投影）展示學生推導過程并集體評價后教師說明：公式x=%t+Jα/就

是表示勻變速直線運動的位移與時間關系的公式。

教師活動：（投影）進一步把問題進行擴展：位移與時間的關系也可以用圖象表示，這

種圖象叫做位移-時間圖象，即XY圖象.。運用初中數(shù)學中學到的一次函數(shù)

和二次函數(shù)知識，你能畫出勻變速直線運動X=%/+gα『的XV圖象嗎？

（如a是常數(shù)）

學生活動：學生在坐標紙上作χ-t圖象。

總結：培養(yǎng)學生把數(shù)學課的知識在物理課中應用，體會物理與數(shù)學的密切關系，培養(yǎng)學

生做關系式圖象的處理技巧。

教師活動：（投影）展示學生畫的草圖，讓學生分析作圖的過程。

學生活動：學生分析講解。

總結：培養(yǎng)學生結合數(shù)學圖象和物理知識分析問題的能力和語言概括表述能力。

教師活動：（投影）進一步提出問題：如果一位同學問：“我們研究的是直線運動，為什

么畫出來的X-t圖象不是直線？”你應該怎樣向他解釋？

學生活動：學生思考討論，回答問題：

位移圖象描述的是位移隨時間的變化規(guī)律，而直線運動是實際運動。

總結：培養(yǎng)學生結合數(shù)學方法和物理規(guī)律辨析問題的能力。

3、對勻變速直線運動的位移一時間公式的應用

（1）教師活動：（投影）例題（P39）:引導學生閱讀題目，進行分析。

學生活動：在老師的引導下，在練習本上寫出解答過程。

教師,活動：（投影）學生的解答，進行適當點評。

（2）如右圖所示為一列火車出站后做勻加速直線運動的v-t圖象.請用“圖象面積法”

求出這列火車在8S內(nèi)的位移。

【解析】v-t圖線與時間軸所圍面積

S=l∕2（上底+下底）X高=1/2X（10+20）X

8=120,此面積對應于列車8S內(nèi)的位移,

故該列車在8s內(nèi)的位移是120m.

【答案】120m

（四）課堂小結

本節(jié)重點學習了對勻變速直線運動的位移一時間公式X=Vof+產(chǎn)的推導，并學習了運用

該公式解決實際問題。在利用公式求解時，一定要注意公式的矢量性問題。一般情況下，以

初速度方向為正方向；當a與M方向相同時，a為正值，公式即反映了勻加速直線運動的速

度和一位移隨時間的變化規(guī)律；當a與的方向相反對，a為負值，公式反映了勻減速直線運動

的速度和位移隨時間的變化規(guī)律。代入公式求解時，與正方向相同的代人正值，，與正方向相

反的物理量應代入負值

五、作業(yè)

(1)完成Pm的思考與討論(2)完成Pm練習第2、3題

【板書設計】

2.3勻變速直線運動的位移與時間的關系

1、勻速直線運動的位移：

X=Vt

2、勻變速直線運動的位移：

12

x=v0t+-at

【教學反思】

在這節(jié)課里，我把一個在物理學發(fā)展中極為深刻而有效的思維方法一微分法，以簡約化

的方式呈現(xiàn)出來了。這樣處理的目的是為了防止教學中僅僅側重知識點“套用”，而忽視了

科學思維方法的培養(yǎng)?！耙粋€變化過程在極短時間內(nèi)可以認為是不變的”.這也是一種科學

的思路。而且常常是對待復雜物理問題的一種科學方法。本節(jié)課讓學生在滲透中形成了科學

的思路，掌握了基本的方法，達到了提高解決問題能力的目的。

我對本節(jié)教材進行適當?shù)奶幚恚豪媒滩闹小八伎寂c討論”欄目的內(nèi)容，通過學生小

組討論的形式，對“v-t圖象面積位移關系”進行充分探究，把“做一做”欄目的內(nèi)容移

到下一節(jié)課。這種做法既實現(xiàn)了運用數(shù)學方法和極限思想研究并解決物理問題，又使教學

過程更流暢，重點更突出，提高學生的學習主動性和積極性，有利于培養(yǎng)學生發(fā)散思維的

能力和科學探究的能力。不足之處是在教學過程中發(fā)現(xiàn)學生小組討論時，設計的問題還不

夠開放，實際上學生可以自己找到正確方法，應該讓學生有更充分的討論空間.

高中物理新課標教學設計

2.4勻變速直線運動的位移與速度的關系

【學習者分析】

學生在前兩節(jié)學習了速度與時間、位移與時間的關系，而這節(jié)課主要是學習位移與速度

之間的關系，因此學生可以通過本身的數(shù)學知識消去兩個公式中的t而達到這節(jié)課的學習

目的。學生運用知識解決實際問題的能力比較弱，雖然可以記住這三個公式，但是在實際物

理情境中分析就不透徹。

【教材分析】

教科書這一部分是直接以實例形式出現(xiàn)，讓學生在解決實際問題過程中利用公式

v=v0+at和x=v°t+l∕2a/,推導出速度與位移的關系式。在解決物理問題時非常重要的是分

析物理過程，這里就要分析清楚物體的速度、位移隨時間變化的具體情況，這樣才能正確的

應用公式，并對問題的結果進行必要的檢驗、討論。

【教學目標】

1.知識與技能：

(1)知道勻速直線運動的位移與速度的關系

(2)理解勻變速直線運動的位移與速度的關系及其應用

2.過程與方法：

(1)體驗運用所學習的知識解決實際問題的過程，從而達到學以致用的科學態(tài)度。

3.情感態(tài)度與價值觀：

(1)物理知識與生活情境結合，培養(yǎng)學生知識從生活中而來而又運用于生活的情感，從而

培養(yǎng)學生的學習興趣。

【重點難點】

(1)理解勻變速直線運動的位移及其應用

(2)理解勻變速直線運動的位移與速度的關系及其應用

【設計思想】

從生活情境中得出問題，然后從數(shù)學角度分析得出V與X的關系。然后又把這個v2-

v∕=2ax運用到生活中去，讓學生中生活中體驗運用知識解決實際問題的樂趣。

【教學環(huán)節(jié)】

一、引入新課

教師活動：上節(jié)課我們學習了勻變速直線運動的位移與時間的關系，知道了勻變速直線

運動的速度一時間圖象中，圖線與時間軸所圍面積等于物體的位移；并推導

1?

出了勻變速直線運動的位移一時間公式X=IV+^〃產(chǎn)。這節(jié)課我們繼續(xù)探

究勻變速直線運動的位移與速度的關系。

二、進行新課

1、勻變速直線運動的位移與速度的關系

教師活動：我們分別學習了勻變速直線運動的位移與時間的關系，速度與時間的關系，

有時還要知道物體的位移與速度的關系，請同學們做下面的問題：

“射擊時，火藥在槍筒中燃燒，燃氣膨脹，推動彈頭加速運動。我們把子彈

在槍筒中的運動看作勻加速直線運動，假設子彈的加速度是a=5xlθ?∕s2,

槍筒長下0.64m,計算子彈射出槍口時的速度。并推出物體的位移與速度的

關系式。

學生活動：學生做題并推導出物體的位移與速度的關系：V2-=Iax

點評：培養(yǎng)學生在解答題目時簡化問題的能力和推導能力；在解答勻變速直線運動的問

題時，如果已知量和未知量都不涉及時間，應用公式F一環(huán)=2αχ求解，往往會使問題變

得簡單，方便。

教師總結：v=v0+at①X=Uot+gα∕②v?-匕；=2?X③是解答勻

變速直線運動規(guī)律的三個重要公式，同學們要理解公式的含義，靈活選擇應用。

教師活動：投影課堂練習（見“實例探究”），適當加入學生的討論。

學生活動：學生完成課堂練習。

點評：在應用中加深對規(guī)律的理解。

三、課堂總結、點評

通過兩節(jié)課的學習，掌握了勻變速直線運動的三個基本公式，U=%+3①

2

x=v0t+^at②/一k=2以③，這是解答勻變速直線運動規(guī)律的三個重要公

式，同學們要理解公式的含義，靈活選擇應用。

在利用公式求解時，一定要注意公式的矢量性問題。一般情況下，以初速度方向為正方

向；當a與％方向相同時，a為正值，公式即反映了勻加速直線運動的速度和位移隨時間的

變化規(guī)律；當a與外方向相反對，a為負值，公式反映了勻減速直線運動的速度和位移隨時

間的變化規(guī)律。代入公式求解時，與正方向相同的代人正值，與正方向相反的物理量應代入

負值。

四、實例探究

1.公式X=v0Z+?ɑr的基本應用

[例1]一輛汽車以IOm/S?的加速度做勻減速直線運動，經(jīng)過6秒（汽車未停下）。汽

車行駛了102m。汽車開始減速時的速度是多少？

分析：汽車一直作勻減速運動，其位移可由多種不同方法求解。

1,1,

X-at2102-×（-l）×62

解法1：由X=VOr+5。產(chǎn)得％=-------=------------------20m/s

所以，汽車開始減速時的速度是20m∕s

解法2：整個過程的平均速度0=號乜，而匕=%+〃，得V=Vo

又M=±=?^^=17m/s,解得UC=M一g=17-----=20m/s

t6°22

所以，汽車開始減速時的速度是20m∕s

點撥：①運動學公式較多，故同一個題目往往有不同求解方法；②為確定解題結果是否

正確，用不同方法求解是一有效措施。

2.關于剎車時的誤解問題

［例2］在平直公路上，一汽車的速度為15m∕so,從某時刻開始剎車，在阻力作用下,

汽車以2m∕T的加速度運動，問剎車后IOS末車離開始剎車點多遠？

讀題指導：車做減速運動，是否運動了10s,這是本題必須考慮的。

分析：初速度?=15m/s,a=-2m/s2,分析知車運動7?5s就會停下，在后2?5s

內(nèi)，車停止不動。

解：設車實際運動時間為t,V=0,a=-2m/s2

由u=/+G知

運動時間1-——=——=7.5s

α—2

說明剎車后7.5s汽車停止運動。

由V?-Uj=2ax得

V2—`-152

所以車的位移X=——=56.25m

2a2x(-2)

點評：計算題求解，一般應該先用字母代表物理量進行運算，得出用已知量表達未知量

的關系式，然后再把數(shù)值代入式中，求出未知量的值。這樣做能夠清楚地看出未知量與已知

量的關系，計算也比較簡便。

3.關于先加速后減速問題（圖像的巧妙應用）

［例3］從車站開出的汽車，做勻加速直線運動，走了12s時，發(fā)現(xiàn)還有乘客沒上來,

于是立即做勻減速運動至停車。汽車從開出到停止總共歷時20s,行進了50求汽車的最

大速度。

分析:汽車先做初速度為零的勻加速直線運動,達到最大速度后,立即改做勻減速運動，

可以應用解析法，也可應用圖象法。

解法1：設最大速度為％,由題意，可得方程組

11

xat2+vt+at2

=~??n,2~22t=tl+t2

Vm-a?t?θ~Vm+a2t2

整理得U=2=0Sg）=5m∕s

mt20