教科版高一物理必修一教案：1.5匀变速直线运动速度与时间的关系

《匀变速直线运动的速度和时间关系》教学设计 一、三维目标 Ⅰ知识与技能 ①能从 v-t 图像、加速度、速度变化三个方面全面理解匀变速直线运动。 ②知道并会运用瞬时速度公式：v=v0+at Ⅱ过程与方法 在第一节实验的基础上，采用 excel 绘制出 v-t 图线，通过 v-t 图线认识匀变速 直线运动的速度变化特点:在任意相等时间内的速度变化都相等。 Ⅲ情感态度价值观 以函数观点认识物理公式，加强数学知识在物理中的应用。体会学科间的相互关 系。 二、教学重难点 1.认识匀变速直线运动的速度变化特点:在任意相等时间内速度的变化都相等。 2.瞬时速度公式的矢量性。 三、教学方法 以 v-t 图线为主线，通过实验绘制 v-t 图线，通过 v-t 图线认识匀变速直线运动 的特点，进而通过 v-t 图线得出瞬时速度的公式。以学生为主体，教师引导为辅 助，让学生在思考讨论中认识到匀变速直线运动的特点，并学会使用瞬时速度公 式。 四、教具准备 一端带有定滑轮的轨道，小车，小桶（装有重物），细线，打点计时器，纸带， 长为 1m 的刻度尺，多媒体课件，几何画板动画 五、教学过程 新课导入：上节课我们在实验室探究了小车的速度随时间变化的关系，现在 我们在这里重现一下这个过程。 演示实验：小车与细线相连，细线 的另一端连接小桶，小车与穿过打点计 时器的纸带相连。打开打点计时器，释 放小车，打下一条纸带。请一位学生上 台测量出各个计数点（每隔 4 个点取一 个计数点）到第一个点的距离，并录入 事先设计好的 excel 表格中。Excel 将 自动计算出各个计数点的瞬时速度大 小，然后通过 excel 的图表功能绘制出 v-t 图线（如图所示）。 问题：此图线与我们大家在上节课中自己绘制的图像是否相同？都是什么形 状？ 学生：相同，都是一条倾斜的直线。 问题：这样的 v-t 图线对应的加速度有何特点？怎么知道的？ 学生：加速度是定值保持不变，因为直线的斜率处处相同，而 v-t 图像的斜率表 示加速度，因此小车运动过程中的加速度是恒定不变的。 问题：很好，这个加速度是多大？能否求出来？ 学生：可以，在图线上取相距较远的两个点，计算出斜率即可。 (学生计算加速度。此环节可以引导学生关注实验的相关细节，规范学生自己在 试验中比较盲目的地方，比如计数点间距的测量方法，计数点选择方法，加速度 的计算等) 给出匀变速直线运动的定义： 一、匀变速直线运动： 1.定义：我们把加速度保持不变的直线运动叫做匀变速直线运 动。 问题：“变”是变化的意思，变化有增加和减小两种情况，观察 图线（右图所示），AB 和 BC 段速度大小的变化特点，说说这两个阶段的运动该 怎么称呼？ 学生：AB 段是匀减速直线运动，BC 段是匀加速直线运动。 问题：那么 AC 段应当怎么称呼？ 学生：是一个匀变速直线运动。 问题：匀变速直线运动中的“匀”应该怎么理解呢？ 展示几何画板（如图所示）：在图上取两段相等的时间间 隔，作出两段时间内的速度变化量，构成两个直角三角形， 任意改变时间长短，观察到两个三角形有何特点？两个速 度变化量呢？ 学生：总是全等的。两个速度变化量总相等。 教师总结：匀变速直线运动的物体在任意相等时间间隔内的速度变化都相等， 我们说这种变化叫均匀变化，也叫线性变化。如果 v-t 图线 不是直线，则不满足这个特点，也就是相等时间内的速度变 化是不相等的(如右图所示)。 2.速度变化特点： ①在任意相等时间间隔内的速度变化都相等。 ②均匀变化/线性变化。 二、匀变速直线运动的速度时间关系： 问题：一个物体做匀变速直线运动，已知 t=0 时刻物体的初速度为 v0，加速 度为 a，请你利用加速度的定义式a= Δv Δt 推导出物体在 t 时刻 的速度 v 的表达式。 学生推导：Δv=v-v0, Δt=t-0,代入加速度公式，变形可得： v=v0+at 问题：如图所示，为一个物体做匀变速直线运动的 v-t 图像，已知 t=0 时刻 物体的初速度为 v0，加速度为 a，请你由图像直接写出物体在 t 时刻的速度表达 式。 学生：因为 v-t 图线是一条倾斜的直线，因此，v 是 t 的一次函数，则符合 一次函数的标准形式：y=kx+b，在这里纵坐标为 v，横坐标为 t，在纵轴上的截 距为 v0，而斜率 k 为加速度，故而函数解析式为：v（t）=v0+at. 说明： ①对于匀变速直线运动，v0 和 a 是定值，此式可以求得物体在任意时刻的瞬时速 度。 ②此式是一个矢量式，应用时应先选择正方向，把矢量运算化为标量运算，一般 取初速度方向为正，则当物体做加速度运动时，a 取正值，减速运动为负值。 三、公式应用 例题：一辆汽车的初速度为 12m/s，现在紧急刹车，加速度大小为 6m/s2，求汽 车在刹车后 1s、2s、4s 后的速度大小。 （通过此题让学生熟悉速度公式的用法，提醒学生注意刹车时间的计算，不能盲 目套公式） 六、教学反思 本节教学过程紧紧扣住 v-t 图像这一主要线索，从实验获取图像，分析图线 特点，引出匀变速直线运动的概念，利用图线认识速度变化的特点，最后利用图 线得到速度时间关系。步步为营，思路清晰。 得到了相关老师的高度评价。但 是也有老师提出，此种讲法练习量不够，重概念，而不重习题的教学，使学生上 完课后还不能很好的应对习题。