高中物理教科版第一章運動的描述直線運動中位移隨時間變化的圖像

教科版物理必修1第一章第三節(jié)直線運動中位移隨時間變化的圖像北京十中宋東明教學(xué)背景分析教學(xué)內(nèi)容分析：本節(jié)為第一章第三節(jié)，基本內(nèi)容是直線運動物體的位移時間圖像的基本特征。從整冊書來看這節(jié)內(nèi)容是學(xué)生第一次接觸圖像問題。從整章內(nèi)容安排的結(jié)構(gòu)來看本節(jié)既是學(xué)生對位移概念理解的一個提升又是為后面的速度時間圖像做一個鋪墊。圖像是高中物理的一個重要的研究問題和解決問題的方法。首次出現(xiàn)起到了承上啟下的重要作用。學(xué)生情況分析：學(xué)生初次接觸圖像問題一定會感覺有一定難度。特別是正確區(qū)分圖像與物體運動軌跡之間的聯(lián)系與區(qū)別既是重點又是難點。直線運動中位移隨時間變化的圖像是學(xué)生第一次將數(shù)學(xué)圖像與物理知識相結(jié)合解決問題，因此學(xué)生學(xué)習(xí)此圖像會有一定難度。教學(xué)設(shè)計思想本節(jié)內(nèi)容是讓學(xué)生認(rèn)識到做直線運動的物體的位移可以用直角坐標(biāo)系來描述。認(rèn)識到在平面直角坐標(biāo)系中位移---時間圖像（x----t圖像）一個坐標(biāo)軸表示位移，另一個坐標(biāo)軸表示時間。會做圖像。明確在x----t圖像中勻速直線運動為一條直線，變速直線運動為一條曲線。所以，本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生對位移概念理解的一個提升又是為后面的速度時間圖像做一個鋪墊。通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)使學(xué)生對數(shù)學(xué)中的圖像在物理中的應(yīng)用有一個初步的認(rèn)識。學(xué)生第一次將數(shù)學(xué)圖像與物理問題相結(jié)合解決問題，會感覺有一定難度，因此培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題顯得尤為重要。以實際生活中的常見圖像和運動現(xiàn)象相結(jié)合引入并提出問題，結(jié)合學(xué)生實驗得出直線運動中靜止和勻速運動中位移隨時間變化的圖像。進(jìn)一步展開討論總結(jié)直線運動物體的位移時間圖像的基本特點以及圖像與物體實際運動軌跡的聯(lián)系與區(qū)別。教學(xué)目標(biāo)知識與技能1．會建立直角坐標(biāo)．知道橫縱坐標(biāo)軸所代表的物理量。2．知道如何在坐標(biāo)軸中表示出矢量的方向性。3．能用二維直角坐標(biāo)表示時間和位移的關(guān)系。4．會用位移時間圖像描述物體的運動規(guī)律。過程與方法1．以數(shù)學(xué)圖像為基礎(chǔ)，通過學(xué)生實驗得出直線運動中靜止和勻速物體位移時間圖像關(guān)系。2．圍繞位移時間圖像問題進(jìn)行充分的討論與交流，引出直線運動中位移如何隨時間變化；聯(lián)系實際運動問題使學(xué)生學(xué)會將抽象問題形象化的處理方法。3．會識別圖像，掌握勻速直線運動圖像的規(guī)律。情感態(tài)度與價值觀1．通過用圖像表示質(zhì)點不同時間內(nèi)的不同位移的體驗，領(lǐng)略物理學(xué)的奧妙。2．通過位移時間圖像的得出過程，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣和科學(xué)的價值觀。3．通過多次合作實驗及討論交流，體會合作學(xué)習(xí)的快樂。教學(xué)重點1．用圖像描述時間和位移間的關(guān)系。2．理解直線運動x----t圖像的意義。五、教學(xué)難點1．正確理解直線運動的x----t圖像意義及圖像與軌跡的區(qū)別。2．學(xué)生相互配合畫出勻速直線運動物體的圖像。六、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖創(chuàng)設(shè)情景引入新課展示幾組生活中常見的圖像人口增長趨勢股票K線圖氣溫變化圖像問題：1、幾幅圖像有什么共同特點？2、這幾個圖像分別反應(yīng)了什么？觀察圖像回答問題小組討論回答：橫軸為時間，縱軸為某個變化量。1.分別反應(yīng)了人口隨時間的變化趨勢2.股票走勢3.氣溫變化趨勢激發(fā)學(xué)生興趣調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力體驗合作學(xué)習(xí)的樂趣培養(yǎng)學(xué)生的提煉信息和總結(jié)歸納的能力教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖過渡新課實驗探究討論歸納情景設(shè)置：一個學(xué)生從軍事博物館到天安門，乘坐1路公交車，假想他手中有一條足夠長的線球，當(dāng)他到達(dá)天安門時路上留下一條長長的線。如圖所示。請學(xué)生再觀察一個圖像。問題設(shè)置：這個圖像與前幾個圖像有何差異。這一章我們研究直線運動，那我們?nèi)绾握业揭粋€圖像能反應(yīng)物體位移隨時間的變化規(guī)律呢。實驗探究一、筆尖靜止時x---t圖像x/mx/mt/s問題設(shè)置：1、我們?nèi)绻猿跷恢命c作為坐標(biāo)原點則筆尖的位移有無變化。2、那我們實驗中得到的這條直線能反應(yīng)什么物理量的改變？那我們可以把這條線作為橫軸，以初位置為坐標(biāo)原點建立直角坐標(biāo)系，縱軸表示位移。問題設(shè)置：觀察下圖，甲乙物體運動有何相同之處。時間t/s時間t/s0123位移甲x/m0246位移乙x/m051015學(xué)生觀察圖片無法反映物體的運動規(guī)律只能體現(xiàn)軌跡學(xué)生實驗一個學(xué)生握筆一個學(xué)生抽動紙帶沒有時間觀察討論兩個物體分別在相同時間內(nèi)位移相同貼近學(xué)生生活，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣突破難點親身經(jīng)歷，合作學(xué)習(xí)由學(xué)生自己找出規(guī)律，培養(yǎng)分析、歸納的能力培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和歸納總結(jié)能力教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖板書實驗探究歸納總結(jié)板書問題設(shè)置歸納總結(jié)板書結(jié)論：勻速直線運動的定義——二、筆尖勻速運動時x---t圖像問題設(shè)置：1、如何確定時間軸？2、位移隨時間的變化規(guī)律是什么？根據(jù)此規(guī)律，我們能否將學(xué)生上學(xué)的運動畫出他的位移隨時間變化的圖像。假定學(xué)生勻速運動。將此圖與軌跡圖像進(jìn)行對比。小結(jié)：1．什么是x---t圖像2．x---t圖像與軌跡區(qū)別時間t/s時間t/s0123位移甲x/m0246位移乙x/m051015請學(xué)生根據(jù)表格所填數(shù)據(jù)在書上坐標(biāo)系中畫出圖像。根據(jù)圖像回答問題：1．比較甲、乙兩同學(xué)的x---t圖像，你能得出什么結(jié)論2．類比數(shù)學(xué)y---x一次函數(shù)圖像，找出對應(yīng)的比例系數(shù)，指出其所代表的物理含義3．根據(jù)函數(shù)圖像的知識，寫出勻速直線運動中位移，速度，時間三者的關(guān)系式4．從圖像中找出甲、乙行走20米所需的時間總結(jié)：勻速直線運動的圖像特點：物體在一條直線上運動，任意相等時間里位移相等。一位學(xué)生握筆盡量保持勻速直線運動另一位學(xué)生抽動紙帶沿紙帶抽動方向位移隨時間均勻增加學(xué)生畫圖閱讀課本完成書上11頁表格如左表所示。畫出甲、乙所對應(yīng)的x---t圖像乙比甲的圖線陡甲為2乙為5此值表示物體的運動速度x=vt甲用10s，乙用4s。一條傾斜直線明確勻速直線運動定義親身經(jīng)歷，合作學(xué)習(xí)由學(xué)生自己找出規(guī)律，培養(yǎng)分析、歸納的能力由學(xué)生自己找出規(guī)律，培養(yǎng)分析、歸納的能力加深對勻速直線運動圖像的理解教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖實驗探究討論交流歸納總結(jié)拓展課堂反饋拓展用前面的方法請學(xué)生畫出變速直線運動的圖像總結(jié)：1變速直線運動的定義：2．變速直線運動的圖像特點：問題設(shè)置：位移－時間圖像的含義（1）定義：用縱軸表示位移x，用橫軸表示時間t，建立平面直角坐標(biāo)系而畫出的位移x隨時間t的變化圖像叫位移――時間圖像，簡稱x－t圖像．（2）x－t圖像中一個點的物理意義：（3）勻速直線運動的x－t圖像特征：對于做勻速直線運動的物體，由于它的位移與時間成正比，即x是t的一次函數(shù)，所以勻速直線運動的x－t圖像是一條直線．（4）x－t圖像中斜率的物理意義：斜率在數(shù)值上等于位置的變化率的大小，即運動速度的大小，斜率為正，表示物體沿正方向運動，斜率為負(fù)，表示物體沿負(fù)方向運動．所以，x－t圖像中斜率表示物體的運動速度．變速直線運動的x－t圖像不是直線而是曲線，斜率在不斷變化．練習(xí)：如圖所示為一做直線運動物體的x－tX/m圖像，問：X/m（1）圖中OA、AB、BC、CD各表示物體怎樣運動？（2）哪段運動最快？第3s內(nèi)的位移多大？（3）5s內(nèi)物體的位移和路程分別為多少？課堂小結(jié)：在物體學(xué)中，物理量之間的關(guān)系既可以用公式來表示，也可以用圖像來表示．圖像可以清楚地表示出物理量之間的變化情況，這樣便可從總體上認(rèn)識過程的特點，利用圖像可以比較方便地處理實驗（或觀測）結(jié)果，找出事物的變化規(guī)律．討論并回答物體在一條直線上運動，任意相等時間里位移不相等。一條曲線表示運動物體在某時刻所處的位置．是一條直線X－t圖像的斜率越大，表示物體運動越快．OA、BC勻速直線CD反向勻速直線AB靜止BC段，20m0和60m加深對變速直線運動的理解加深對x－t圖像的理解加深對x－t圖像的理解學(xué)會應(yīng)用圖像解決問題對數(shù)學(xué)圖像在物理學(xué)中的應(yīng)用有進(jìn)一步的理解。七、板書設(shè)計：第三節(jié)直線運動中位移隨時間的變化圖像3．變速直線運動（1）定義3．變速直線運動（1）定義（2）變速直線運動的x－t圖像（1）定義（2）特點2．位移――時間圖像（1）定義（2）x－t圖像中點的物理意義（3）勻速直線運動的x－t圖像（4）x－t圖像斜率的物理意義八、教學(xué)設(shè)計后記本節(jié)教學(xué)以貼近生活的圖像為例引入新課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而后采用自己動手、類比對照等方法，使圖像中的物理意義變得很簡單，很清楚。本節(jié)雖內(nèi)容不多，但學(xué)生學(xué)習(xí)了一種新的處理問題的方法：即根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出圖像，圖像反映物理規(guī)律，這是我們通過實驗探求