勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系 教學(xué)設(shè)計(jì) 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系一、教學(xué)目標(biāo)1.物理觀念（1）知道勻速直線運(yùn)動(dòng)位移與ｖ－ｔ圖象中圖線圍成的面積的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（2）理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與ｖ－ｔ圖象中四邊形面積的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使學(xué)生感受利用極限思想解決物理問題的科學(xué)思維方法。2.科學(xué)思維學(xué)會(huì)觀察和分析生活中有關(guān)物理知識(shí)的實(shí)例與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，具有初步的觀察能力、分析概括能力。3.科學(xué)探究通過實(shí)踐和探究，讓學(xué)生感覺科學(xué)就在身邊。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理的精神，樹立正確的世界觀和唯物主義觀。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任培養(yǎng)學(xué)生觀察思考，勇于發(fā)現(xiàn)樂于探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，以及應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：領(lǐng)悟數(shù)形結(jié)合、微分、極限思維等思維方法。教學(xué)難點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間圖象的面積表示位移。。三、教學(xué)分析本節(jié)探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系運(yùn)用了微分思想、積分思想，極限思維。這些思維方法都是物理學(xué)研究物理問題的重要思維和方法，教材“滲透”這種思想，對(duì)高中生來說不會(huì)感到困難，學(xué)生理解起來也不會(huì)感覺有太大的思維跳躍感。針對(duì)高一學(xué)生好奇心強(qiáng)、參與意識(shí)強(qiáng)的特點(diǎn)，在教學(xué)中本節(jié)以位移與時(shí)間的關(guān)系公式為載體，設(shè)置”物理問題情景”，引發(fā)學(xué)生思維沖突，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。四、教學(xué)過程一、創(chuàng)設(shè)情境，明確目標(biāo)問題1：如何表示勻速直線運(yùn)動(dòng)位移和時(shí)間的關(guān)系？教師引導(dǎo)學(xué)生從公式和速度圖象兩個(gè)角度去思考。學(xué)生：以初位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閤軸方向x=vt。教師:在圖象中有什么意義？學(xué)生：矩形面積教師：圖線在時(shí)間軸的上方跟下方,它們的位移有什么不同？學(xué)生：上方位移

,表示位移方向與規(guī)定的正方向相同;下方位移

,表示位移方向與規(guī)定的正方向相反。教師:1.在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，v-t圖象的面積可代表對(duì)應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)的位移。2．位移的處理方法：（1）對(duì)運(yùn)動(dòng)過程分段，在每一段上認(rèn)為物體勻速運(yùn)動(dòng)，且勻速運(yùn)動(dòng)的速度為該段的初速度。（2）提高精度的方法Δt—>0問題2：變速直線運(yùn)動(dòng)的位移怎么表示呢?【設(shè)計(jì)意圖】通過學(xué)生熟悉的勻速直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)，滲透數(shù)形轉(zhuǎn)化思想。通過猜想引發(fā)學(xué)生思維沖突，讓學(xué)生進(jìn)入積極主動(dòng)的思考狀態(tài)，激發(fā)學(xué)習(xí)激情，明確目標(biāo)。二、理論探究，公式推導(dǎo)小車的瞬時(shí)速度與時(shí)間的關(guān)系學(xué)生思考與討論：估算變速運(yùn)動(dòng)的位移？方法：x=v1t1+v2t2+v3t3…‥（分段計(jì)算）誤差分析：（加速）比實(shí)際發(fā)生的位移偏小解決辦法：減小所取時(shí)間間隔（越?。┛墒褂?jì)算值越接近真實(shí)值提高精度的方法Δt—>0教師：這種估算方法比較抽象學(xué)生難以建立正確的物理模型,我們可以通過v-t圖象直觀的呈現(xiàn)出來。教師使用Excel的運(yùn)算和做圖功能。【設(shè)計(jì)意圖】計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，幫助處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收到良好效果。教師使用Excel的運(yùn)算和做圖功能。學(xué)生比較容易明白估算的過程,將變速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等分,即在很短的時(shí)間間隔內(nèi)可以看成勻速直線運(yùn)動(dòng)（簡化）,對(duì)應(yīng)的v-t圖象中的小矩形的面積。將各個(gè)矩形面積求和就是變速直線運(yùn)動(dòng)位移的估算法.問題：怎樣提高勻變速直線運(yùn)動(dòng)估算的精準(zhǔn)程度？教師利用課件展示,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到時(shí)間分割的越細(xì),估算的誤差越小,若無限分割時(shí)間間隔,⊿T→０時(shí)無限小段內(nèi)的所有矩形的面積之和剛好等于v-t圖象中梯形的面積,此時(shí)“階梯”狀折線趨于表示速度時(shí)間圖象的直線（極限）。

分割與逼近的方法在科學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用。公元前4世紀(jì)-公元前3世紀(jì)我國劉徽首創(chuàng)了“割圓術(shù)”——圓內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)越多，其周長和面積就越接近圓的周長和面積，用這種方法得出了圓周率?！驹O(shè)計(jì)意圖】在分析推理過程中，綜合運(yùn)用了物理學(xué)研究中的許多重要的思想和方法：微積分思想極限思想,先微分,化變速與勻速,再求和,分得越細(xì)越精確,用形(圖象)表示數(shù)(位移)。三、應(yīng)用拓展，提升能力勻變速直線運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型，生活中的許多運(yùn)動(dòng)由于受多種因素的影響，運(yùn)動(dòng)規(guī)律往往比較復(fù)雜，當(dāng)我們忽略某些次要因素后，有時(shí)也可以把他們看成勻變速直線運(yùn)動(dòng)。分析過程中教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的形式例題1：一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12s，駛過了180m。汽車開始加速時(shí)的速度是多少？學(xué)生：首先畫出汽車加速運(yùn)動(dòng)的圖示，思考并回答以下問題思考1.對(duì)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若取υ0

方向?yàn)檎较驎r(shí)，則υ0

﹥0，α﹥0。2.你有哪些方法可以與同學(xué)們分享？3.你還可以求出哪些物理量？【設(shè)計(jì)意圖】通過創(chuàng)設(shè)情境提出問題，以一些感性認(rèn)識(shí)為依托，加強(qiáng)直觀性和形象性，讓學(xué)生感受一題多解——公式法和圖象輔助解法。通過例題分析強(qiáng)