G07高中物理一年級(jí)單元備課策略示例：高中物理必修1第二章2案例解析4核心知識(shí)點(diǎn)的銜接

1、高中物理必修1 第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究核心知識(shí)點(diǎn)的銜接江蘇省西亭高級(jí)中學(xué) 李秀成一、核心知識(shí)回顧本章節(jié)中涉及的核心知識(shí)有：（一）加速度；（二）瞬時(shí)速度；（三）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；（四）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；（五）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系；（六）自由落體運(yùn)動(dòng)及其研究方法。二、核心知識(shí)點(diǎn)的銜接（一）加速度加速度概念的建立是在必修1 第一章運(yùn)動(dòng)的描述 ，由于加速度概念的抽象性，給學(xué)生來(lái)講是比較難理解。首先在日常生活中，多數(shù)情況下，學(xué)生只涉及到運(yùn)動(dòng)多少路程、 位移，運(yùn)動(dòng)有多快？很少碰到速度變化有快慢之分的現(xiàn)象，可以說(shuō)不學(xué)物理，在頭腦中是不會(huì)自發(fā)的形成“加速度”的概

2、念；其次，學(xué)生抽象思維能力不高，對(duì)于速度、速度的變化、速度的變化率的區(qū)別很難厘清。在第一章中， 加速度概念的建構(gòu)是通過(guò)生活實(shí)景來(lái)比較物體速度增加的哪個(gè)快， 得出它們的速度每秒鐘增加多少？通過(guò)建立 “速度大” “速度變化大” “速度變化得快”的生活實(shí)景來(lái)比較概念， 從而形成加速度的概念， 即速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值。 進(jìn)而通過(guò)沿直線做加速和減速運(yùn)動(dòng)的物體來(lái)討論加速度的方向與速度方向的關(guān)系，進(jìn)一步理解加速度是矢量，在沿直線加速時(shí)， 加速度的方向與速度相同，在沿直線減速時(shí)，加速度的方向與速度相反。本章教學(xué)中通過(guò)對(duì)加速度概念在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用進(jìn)一步進(jìn)行理解。首先，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概

3、念是指加速度不變的直線運(yùn)動(dòng)，即加速度的大小不變、 方向也不變化，而速度隨時(shí)間均勻變化。其次，在速度與時(shí)間的關(guān)系vt=vo+at ,1位移與時(shí)間的關(guān)系x=vot+2at2,速度與位移的關(guān)系2ax=vt2-v02,等公式中均為矢量式。在公式的使用時(shí)，必須先規(guī)定正方向，若規(guī)定初速度方向?yàn)檎较?，加?度的方向與初速度的方向相同時(shí)取正值，加速度的方向與初速度的方向相反時(shí)取 負(fù)值。再次，本章節(jié)中對(duì)加速度的理解也就局限在直線運(yùn)動(dòng)中，借助于勻變速直 線運(yùn)動(dòng)的模型，理解速度、位移規(guī)律，不必深究加速度的產(chǎn)生原因。在第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律中，探尋產(chǎn)生加速度的原因，即力是產(chǎn)生加速度 的原因，對(duì)加速度進(jìn)行深層次的理解。牛

4、頓第一定律：一切物體總保持勻速直線 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。說(shuō)明物體的 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其改變是由它所受到的力決定的， 而不是因?yàn)槠渌蛩?，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 改變的難易程度由于其自身質(zhì)量有關(guān)。在必修2第六章曲線運(yùn)動(dòng)中，又涉及到向心加速度，即加速度的方向始 終指向圓心，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度的大小不變，方向時(shí)刻變化。這是 對(duì)加速度進(jìn)行深層次的理解，即應(yīng)用牛頓力學(xué)分析一些問(wèn)題。（二）瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度概念的建立是在必修 1第一章運(yùn)動(dòng)的描述，概念的建立是基于 平均速度概念建立的基礎(chǔ)之上而抽象出來(lái)的。 任何事物的變化，包括物體位置的 變化，總是伴隨著一個(gè)過(guò)程。在這一過(guò)程中，

5、我們關(guān)心兩件事，一件是變化的多 少，另一件是變化的快慢，后者就是變化率。以物體的直線運(yùn)動(dòng)為例，位移 x x、. 變化的多少，速度v=7就是包移的變化率。速度有平均速度和瞬時(shí)速度之分。平均速度相對(duì)要容易理解，因?yàn)樗桥c一個(gè)真實(shí)的變化過(guò)程相聯(lián)系的： 真實(shí)的位 移x與真實(shí)的時(shí)間問(wèn)隔 t的比值。平均速度粗略的反映這段時(shí)間 t或這段 位移x內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的快慢。而瞬時(shí)速度就相對(duì)難以理解了。本教科書中首先讓 ax 學(xué)生認(rèn)識(shí)到，當(dāng)時(shí)間問(wèn)隔 t比較小時(shí)，平均速度 方更能精確地描述物體運(yùn)動(dòng) 的快慢程度，從這一事實(shí)出發(fā)， t越小，描述越精確，進(jìn)而給出了一個(gè)推斷和ax 認(rèn)定，即當(dāng) t很小很小時(shí)，就說(shuō) 入工是物體在時(shí)刻t

6、的瞬時(shí)速度。在這里滲透了極限思想，但并未要求學(xué)生準(zhǔn)確地從極限的意義上去理解瞬時(shí)速度的概念。在第一章里安排了了一節(jié)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 ，如圖所示為實(shí)驗(yàn)中 打出的一條紙帶:可以測(cè)量出計(jì)數(shù)點(diǎn)dg句的距離 x,根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，相鄰的兩 . ax 個(gè)點(diǎn)問(wèn)的時(shí)間間隔為0.02s ,可以測(cè)出計(jì)數(shù)點(diǎn)dgh的時(shí)間問(wèn)隔 x,利用v7可以計(jì)算出計(jì)數(shù)點(diǎn)dg間的平均速度。如果我們不要求很精確，這個(gè)平均速度可以 粗略地代表e點(diǎn)的瞬時(shí)速度。如果我們把包含e點(diǎn)的時(shí)間間隔取小一些，如圖中 計(jì)數(shù)點(diǎn)df,根據(jù)df兩點(diǎn)間的位移和時(shí)間問(wèn)隔，算出紙帶在這兩點(diǎn)間的平均速度， 若用這個(gè)平均速度代表紙帶經(jīng)過(guò) e點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速

7、度，就會(huì)更準(zhǔn)確，這是一種極限 思維的方法。在本章的教學(xué)中，第一節(jié)內(nèi)容就通過(guò)建立重物牽引小車運(yùn)動(dòng)情境，利用打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)量小車在不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度，然后作v-t圖象。這里也就對(duì)測(cè)量物體的瞬時(shí)速度的方法直接進(jìn)行了應(yīng)用。在勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的三個(gè)基本公式 中，所涉及的速度均為瞬時(shí)速度。在學(xué)生學(xué)習(xí)了勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律之后，可以推到一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這 vot+1at21段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即 v = 2= v0 + agt = vt/2。進(jìn)一步理解在紙帶處理勻變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度時(shí)， 利用中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。以及推廣到生活實(shí)際的應(yīng)用頻閃照相（三）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速

8、度與時(shí)間的關(guān)系物體的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系，是通過(guò)上一章運(yùn)動(dòng)的描述 中的速度隨時(shí)間變化的圖象推演而來(lái)的。由學(xué)生熟知的勻速直線運(yùn)動(dòng)入手，若物 體的v-t圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線，即表示物體的速度不隨時(shí)間變化，這 樣的圖象也就描述的是勻速運(yùn)動(dòng)。在第二章的第一節(jié)探究小車速度隨時(shí)間變化 的規(guī)律中，即要求學(xué)生通過(guò)建立小車的瞬時(shí)速度與對(duì)應(yīng)時(shí)間關(guān)系的圖象，根據(jù)圖象來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng)。若物體的 v-t圖象是一條傾斜的直線，無(wú)論 t選在什 么區(qū)間內(nèi)，對(duì)應(yīng)速度v的變化量 x與時(shí)間t的變化量 t的比值都是一樣的， 即物體運(yùn)動(dòng)的加速度是不變的運(yùn)動(dòng)。從而引出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念一一沿著一 條直線，且加速度不

9、變的運(yùn)動(dòng)。具規(guī)律除了可以通過(guò)圖象得到外，還可以利用加速度的定義來(lái)推導(dǎo)物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度與時(shí)間的關(guān)系，即取t=t-0, v=v-v0,a v ,從而推出 v=vo+at 。t（四）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系也是由學(xué)生熟知的勻速直線運(yùn)動(dòng)入手， 根據(jù)位移x=vt轉(zhuǎn)移到v-t圖象即是圖象與坐標(biāo)軸所圍成的面積。在學(xué)生對(duì)圖象 有一定的理解的基礎(chǔ)之上，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象是一條傾斜的直線， 通過(guò) 將圖象劃分為幾個(gè)相等的小梯形，每個(gè)梯形用勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律近似處理位 移，發(fā)現(xiàn)如果劃分的梯形越小，近似處理求出來(lái)的位移越接近勻變速的位移，呈 現(xiàn)出極限思維，從而歸納出在勻變

10、速直線運(yùn)動(dòng)的位移可以利用速度時(shí)間圖象與坐 標(biāo)軸圍成的面積來(lái)求解，最終導(dǎo)出公式 x vot 1at2o2（五）勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系是建立在學(xué)生已經(jīng)掌握勻變速直線運(yùn) 動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系的基礎(chǔ)之上，在處理勻很多生活實(shí)景中的變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)， 沒(méi)有呈現(xiàn)出時(shí)間，只有初速度、末速度、 位移和加速度，尋找他們之間的一個(gè)直接關(guān)系而已。至此，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的三個(gè)物理基本公式均以呈現(xiàn)，v=v0+at、 x v0t 1at2和2ax v2 v02,三個(gè)公式，涉及到的物理量共有五個(gè)：v。、v、t、 2a、x, 一般來(lái)說(shuō)，已知其中的三個(gè)物理量

11、就可以求出其余的一個(gè)或二個(gè)物理量。 這里的速度均為瞬時(shí)速度，公式均適量式，但在解決具體物理問(wèn)題時(shí)，還需分析清楚物理過(guò)程，要分析清楚物體的速度、 位移隨時(shí)間變化的具體情況，這樣才能 正確地應(yīng)用公式，理解規(guī)律，并對(duì)問(wèn)題的結(jié)果進(jìn)行必要的檢驗(yàn)、討論。勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律是應(yīng)用牛頓力學(xué)解決問(wèn)題的基礎(chǔ)， 是解決拋體運(yùn)動(dòng)、類 平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)。同時(shí)在后面章節(jié)中的應(yīng)用，學(xué)生在理解、 應(yīng)用勻變速直線 運(yùn)動(dòng)規(guī)律上，又得到一次提升。（六）自由落體運(yùn)動(dòng)及其研究方法自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)典例，借助于典例的分析與應(yīng)用，使學(xué)生進(jìn)一步理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 同時(shí)，自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法也正是 新課程需要滲透學(xué)生的一一探究的方法。 落體運(yùn)動(dòng)是一種常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)，自古以來(lái) 許多人都研究過(guò)，伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究意義巨大。教材的表達(dá)分為兩節(jié)， 先通過(guò)演示和實(shí)驗(yàn)探究，分析得出自