2-3匀变速直线运动的位移与时间的关系(第1课时).doc

2-3匀变速直线运动的位移与时间的关系(第1课时)
教学设计
南航附属高级中学 蒋鸣 09.9.24
一、设计思路
“匀变速直线运动的位移与时间的关系”拟用两个课时完成,第一课时主要任务是探究匀变速直线运动的位移规律,以此为载体,用“导学式”的教学方法,让学生经历匀变速直线运动位移规律的探究过程,利用v-t图象,渗透物理思想方法(化繁为简、极限思想、微元法等),得出“v-t图象与时间轴所围的面积表示位移”的结论,然后通过计算“面积”得出运动位移的规律,培养学生严谨的科学态度和发散思维能力,促进学生科学探究能力的提高,让学生感悟物理思想方法。
二、教学目标
1、知识与技能
知道v-t图象与时间轴所围的面积表示位移;
初步掌握匀变速直线运动的位移规律。
2、过程与方法
经历匀变速直线运动位移规律的探究过程,感悟科学探究的方法;
渗透物理思想方法,尝试用数学方法解决物理问题;
通过v-t图象推出位移公式,培养发散思维能力。
3、情感态度与价值观
激发学生对科学探究的热情,感悟物理思想方法,培养科学精神。
三、教学重点、难点
1、教学重点
经历匀变速直线运动位移规律的探究过程,体验探究方法。
2、教学难点
物理思想方法的渗透。
四、学情分析
1、学科知识分析:
本节内容是学生在已学过瞬时速度、匀速直线运动的位移位移规律的基础上,探究匀变速直线运动位移与时间的关系。在上一章中用极限思想介绍了瞬时速度与瞬时加速度,学生已能接受极限思想。
2、学生能力要求:
学生已初步了解极限思想,在探究“匀变速直线运动的位移与时间的关系”过程中,要进一步渗透极限思想。要在学生体会“v—t图线与时间轴所围的面积代表匀运动位移”的过程中,逐步渗透体“无限分割再求和”这种微元法的思想方法。使学生感悟物理思想方法,提高物理思维能力。
五、教学过程(简略)
[引入]
(教师)
伽利略相信,自然界是简单的,自然规律也是简单的。我们研究问题,总是从最简单的开始,通过对简单问题的研究,认识了许多复杂的规律,这是科学探究常用的一种方法。
问题:最简单的运动是匀速直线运动。它的特征是什么?位移和时间有怎样的关系?
(回答)
匀速直线运动的位移对应v-t图线与t 轴所围成的面积.
(教师)
问题:匀变速直线运动的位移是否也对应v-t图线与t 轴
所围成的面积.
[新课]
(板书)
2-3匀变速直线运动的位移与时间的关系
一、用v-t 图象研究匀速直线运动的位移
匀速直线运动的位移对应v-t图线与t 轴所围成的面积.
(教师)
问题:匀变速直线运动的位移是否也对应 v-t 图象一定的面积?
(回答)
我们需要研究匀变速直线运动的位移规律!
[活动1----研究方法的探讨]
(教师)
在初中时,我们曾经用“以直代曲”的方法,估测一段曲线的长度。
将复杂问题抽象成一个我们熟悉的简单模型,利用这个模型的规律进行近似研究,能得到接近真实值的研究结果。这是物理思想方法之一。
问题:这是一种怎样的思想方法?
(回答)
化繁为简的思想方法
(教师)
问题:我们应怎样研究匀变速直线运动?
(学生)讨论
(教师)
在很短时间(⊿t)内,将变速直线运动近似为匀速直线运动,利用 x=vt 计算每一段的位移,各段位移之和即为变速运动的位移。这是用简单模型来研究复杂问题的思想方法
[活动2----探究匀变速直线运动的位移]:
实例:一个物体以10m/s的速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2,求经过4s运动的位移。
(教师)
问题:我们怎样能求出位移?
(学生)讨论
(教师)
探究思路:将运动分成时间相等(⊿t)的若干段,在⊿t内,将物体视为匀速直线运动,每段位移之和即总位移。
探究1:将运动分成时间相等的两段, 即⊿t=2秒。
思路:在⊿t=2秒内,将物体视为匀速直线运动,两段位移之和即总位移。
问题:在⊿t=2s内,视为匀速直线运动。运动速度取多大?
(回答)
可以取⊿t=2s内的初速度或末速度,也可取中间任一点的速度
时刻( s)
0
2
4
速度(m/s)
10
14
18
[探究1-取初速度为匀速运动速度]:
探究1-1:将运动分成等时两段,即⊿t=2秒内为匀速运动。
时刻( s)
0
1
2
3
4
速度(m/s)
10
12
14
16
18
问题:运算结果偏大还是偏小?
(回答)偏小
探究1-2:将运动分成等时间的四段,即⊿t=1秒内为匀速运动。
问题:运算结果偏大还是偏小?
时刻( s)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
速度(m/s)
10
11
12
13
14
15
16
17
18
(回答)偏小
探究1-3:将运动分成等时的八段,即⊿t=0.5秒内为匀速运动。
问题:运算结果与前两次有何不同?
(回答)依然偏小,但更接近真实值。
[探究2-取末速度为匀速运动速度]:
探究2-1:将运动分成等时的两段, 即⊿t=2秒内为匀速运动。
问题:运算结果偏大还是偏小?
(回答)偏大
探究2-2:将运动分成等时的四段, 即⊿t=1秒内为匀速运动。
问题:运算结果偏大还是偏小?
(回答)偏大
探究2-3:将运动分成等时的八段,即⊿t=0.5秒内为匀速运动。
问题:运算结果与前两次有何不同?
(回答)依然偏大,但更接近真实值。
探究1小结----图象分析(1)
X=48m x=52m x=54m
⊿t越小,估算值就越接近真实值!(大于54m)
探究2小结----图象分析(2)
X=64m x=60m x=58m
⊿t越小,估算值就越接近真实值(小于58m)
探究小结----数据分析
探究过程
速度取值
运算结果
误差分析
分两段
⊿t =2秒
以初速度计算
X=48m
偏小
以末速度计算
X=64m
偏大
分四段
⊿t =1秒
以初速度计算
X=52m
偏小
以末速度计算
X=60m
偏大
分八段
⊿t =0.5秒
以初速度计算
X=54m
偏小
以末速度计算
X=58m
偏大
进一步的探究数据
探究过程
速度取值
运算结果
误差分析
过程4: 分16段
⊿t =0.25秒
以初速度计算
X=55m
偏小
以末速度计算
X=57m
偏大
过程5: 分32段
⊿t =0.125秒
以初速度计算
X=55.5m
偏小
以末速度计