直線運(yùn)動(dòng)分析教材分析.ppt

1、新課程直線運(yùn)動(dòng)分析,2005 . 8 . 江蘇省高中物理新課程骨干教師培訓(xùn)班,高中物理新課程研修交流,一、直線運(yùn)動(dòng)的基本內(nèi)容，新教材有了哪些變化,新教材把原來第二章“直線運(yùn)動(dòng)”放到第一章，并分為兩章：第一章 運(yùn)動(dòng)的描述；第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究。將兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”、“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”從課本最后移入課文中，課題變更為第一章第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度、第二章第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。更多資源,新教材把原來列入閱讀材料的“伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究”列為第二章第五節(jié)正式課文，若老教材將此算一節(jié)課文，新教材少了一節(jié)，原因是將新教材中“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)

2、器”與“速度與時(shí)間的關(guān)系”兩節(jié)課文合并為“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”。 新教材直線運(yùn)動(dòng)部分兩章共寫了43頁，老教材包括本章小結(jié)以及練習(xí)題3頁（新教材刪去了這部分內(nèi)容）總計(jì)只有29頁。新教材給出的有編號(hào)的插圖共61幅（還有一些插圖未編號(hào)），老教材共35個(gè)插圖。,二、新教材減少的知識(shí)點(diǎn)有哪些,（1）st圖像 （2）研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)兩個(gè)公 式 a=（SS）/ T a（SS）/ 3T （3）初速為0勻加速運(yùn)動(dòng)的推論 S:S:S:1:3:5:,（4）與反應(yīng)時(shí)間相關(guān)的計(jì)算問題刪去了（小實(shí)驗(yàn)仍保留） （5）中間時(shí)刻的速度公式 Vt / 2 （V0Vt）/ 2 （6）“分段”型習(xí)題全無蹤影（提高習(xí)題難度的途徑

3、之一） 顯然，新教材對(duì)物理計(jì)算題的難度要求大大降低了,三、新教材增加和變化的內(nèi)容有哪些,（1）用直線坐標(biāo)系定量描述物理的位置及位置的變化。 （2）用坐標(biāo)的變化xx x表示位移，并以有向線段定 義矢量，速度表示為 v x/t，加速度表示為 a v/t. （3）用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測瞬時(shí)速度，用平均速度近似表示瞬時(shí) 速度。,（4）增加了不少現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)手段，僅測量速度的儀器、工具、方法就有： 借助傳感器、計(jì)算機(jī)測速度（利用紅外線和超聲波 發(fā)射、接受）； 氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器； 用Excel軟件繪制vt圖像； 用頻閃攝影得到頻閃照片計(jì)算小球自由落體的加速度。,四、新教材特點(diǎn)有哪些,新教材從知識(shí)結(jié)構(gòu)上看有一條

4、主線貫穿于整個(gè)直線運(yùn)動(dòng)。從第一節(jié)引入直線坐標(biāo)系到質(zhì)點(diǎn)的位置用坐標(biāo)表示，位移x用坐標(biāo)變化量xx x表示；時(shí)間用時(shí)間軸tt t表示；然后順理成章的分別以v、t為縱、橫軸建立vt直角坐標(biāo)系并描繪vt圖像；再深入到由vt圖像看加速度；從圖像上理解比值v/t為加,速度；通過vt圖像是一條直線知道a是恒定的；若vt圖像是曲線知道物體做變加速運(yùn)動(dòng)；知道vt圖像下方與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移的大小，再導(dǎo)出位移公式 Sv0tat。據(jù)統(tǒng)計(jì)新教材前后共用了跟坐標(biāo)軸相關(guān)的插圖22幅，且無St圖像（若不計(jì)St圖像老教材僅10幅）。我在設(shè)計(jì)“加速度”的教案中，就 注意貫徹了這一意圖，當(dāng)學(xué)生理解了vt圖像再用它來研究a,就

5、使a的研究具有了直觀、形象的屬性。,四、新教材特點(diǎn)有哪些,新教材側(cè)重于知識(shí)的形成過程，引入概念、規(guī)律用了大量的篇幅。例如：為引入位移公式Sv0tat用了近3頁紙，而老教材只用了8行字就得出了公式；為引入速度公式vv0at，在前一節(jié)“問題與練習(xí)”中用了兩個(gè)習(xí)題做為鋪墊，再通過實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。（編者的意圖是降低初、高中知識(shí)的臺(tái)階）,新教材重視情感、態(tài)度、價(jià)值觀的培養(yǎng)，通過師生間的平等交流、討論、探究得到正確的結(jié)論。通過插圖、語言提示、講故事以及生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用等，使學(xué)生對(duì)物理概念、公式、單位、例題習(xí)題能夠正確理解掌握；對(duì)學(xué)習(xí)物理產(chǎn)生濃厚的興趣。,新教材注重由實(shí)驗(yàn)獲取新概念新規(guī)律

6、。例如：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測出瞬時(shí)速度；由實(shí)驗(yàn)來探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律；通過光電計(jì)時(shí)器以及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)等。,新教材拉近了物理與生活的距離。例如：用我們自己的旅行路線引入位移概念；通過比較自己和運(yùn)動(dòng)員的百米賽跑引入速度概念，為弄清楚它還講了一個(gè)故事；講參考系、坐標(biāo)系介紹了全球定位系統(tǒng)（GPS）等等。,新教材關(guān)于速度概念的外延有了如下變化，課本指出：速度有時(shí)表示瞬時(shí)速度，有時(shí)表示平均速度，要根據(jù)上下文來判斷。生活中和物理學(xué)中說到的“速度”有時(shí)是指速率。速度、加速度公式變化為 v x/t、av/t。,新教材第一章第五節(jié)速度變化快慢的描述加速度(說課教案),2、教學(xué)目標(biāo)（包括知識(shí)、能力、

7、 情感） 通過自主學(xué)習(xí)、探究理解加速度的概念，知道加速度是表示速度變化快慢的物理量，并導(dǎo)出加速度的公式，單位。 知道加速度是矢量， 能以加速度的方向判斷一個(gè)運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)，知道a、v、v的區(qū)別。,能利用vt圖像計(jì)算加速度，會(huì)根據(jù)圖像斜率比較加速度大小，即取相同的t，對(duì)應(yīng)的v大小不同，a也不同。 讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，敢于參與師生之間、學(xué)生之間的交流、討論，敢于表達(dá)自己個(gè)人的觀點(diǎn)。讓學(xué)生逐步掌握一些科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)探索未知世界的精神。,3、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)以及點(diǎn)撥 加速度的概念、定義是探究的重點(diǎn)。為減少學(xué)習(xí)的難度，宜從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的例子特別是數(shù)字例子引入，并通過計(jì)算1s內(nèi)物體速

8、度的變化量得到速度變化的快慢，即加速度。 本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)是對(duì)速度變化量的方向和加速度方向的理解。只要求學(xué)生認(rèn)識(shí)到若a0，能使物體速度增加；若a0能使物體速度減小。學(xué)生學(xué)過牛頓第二定律后再來理解加速度的方向就容易了。在直線運(yùn)動(dòng)中，是用正、負(fù)號(hào)可以表示s、v、 v、 a的方向。,4、教學(xué)建議 教學(xué)中適當(dāng)分散難點(diǎn)，平均、瞬時(shí)加速度的提出，可留待下節(jié)課借助課本P39“說一說”圖225所示的速度圖像是曲線加以解決，效果較好。該圖像通過求不同時(shí)間段t內(nèi)的加速度，得到大小不同的值，這就是時(shí)間段t內(nèi)的平均加速度。當(dāng)t很小時(shí)平均加速度轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)加速度。, 變化率的提法來源于數(shù)學(xué)概念導(dǎo)數(shù)，即 dy/dx lim

9、 y/x ， x0 嚴(yán)格地說速度的變化率是一個(gè)極限，即為加速度 a lim v/t 。 所以v/t表示 x0 在時(shí)間t內(nèi)的平均加速度。關(guān)于變化率的教學(xué)現(xiàn)階段只需告訴同學(xué)，速度變化的快慢 v/t 又叫做速度的變化率。所以，變化率這部分課文可作為學(xué)生的閱讀材料加以關(guān)注。,二、學(xué)生情況分析,一是存在初、高中物理知識(shí)的臺(tái)階，從單 一淺顯的內(nèi)容到復(fù)雜、嚴(yán)密的規(guī)律；從直觀具體的問題到抽象概括的概念、規(guī)律、公式；從簡單的比例運(yùn)算到復(fù)雜多樣的數(shù)學(xué)運(yùn)算。 二是初、高中階段學(xué)習(xí)物理的方法有很大 不同。初中生習(xí)慣依賴教師多講細(xì)解，解決問題是從頭到尾步步不可缺少。而高中卻要求學(xué)生認(rèn)真讀書，獨(dú)立自主的去建立物理情景、模

10、型，分析物理過程，選擇正確的規(guī)律、公式解決問題。,剛從初中升入高一的學(xué)生學(xué)習(xí)物理時(shí)遇到的問題有以下幾點(diǎn)：,三是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情、自覺性在學(xué)習(xí)的最初階段還是高的，興趣也較濃，但能否保持下去，這就取決于師、生雙方教與學(xué)過程中是否配合默契、融洽，取決于學(xué)生學(xué)習(xí)成績的優(yōu)劣。 學(xué)生學(xué)習(xí)加速度時(shí)的知識(shí)、能力準(zhǔn)備情況是，已經(jīng)從前幾節(jié)課的學(xué)習(xí)中了解了位移、速度、速度的變化諸概念，已經(jīng)學(xué)會(huì)了畫速度圖像以及根據(jù)速度圖像分析物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，為學(xué)習(xí)加速度作好了必要的鋪墊。 針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理中存在的問題，在教學(xué)中要有的放矢，設(shè)法降低乃至消除知識(shí)的臺(tái)階，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高物理成績，從而對(duì)學(xué)習(xí)物理產(chǎn)生

11、濃厚的興趣，逐步適應(yīng)高中物理的學(xué)習(xí)。,三、教學(xué)方法設(shè)計(jì),科學(xué)探究既要作為學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是重要的教學(xué)方法之一。讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究，促使大家動(dòng)手、動(dòng)腦，使學(xué)生不僅學(xué)到知識(shí)，還要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，學(xué)會(huì)合作探究，使學(xué)生具有科學(xué)的態(tài)度和探索的精神，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。 基于以上分析，本節(jié)課采用教師引導(dǎo)，提出問題，學(xué)生探究，共同交流，教師對(duì)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)總結(jié)、歸納、分析，提高學(xué)生抽象思維能力。通過多媒體直觀教學(xué)，實(shí)驗(yàn)演示，引導(dǎo)學(xué)生分析討論問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。,四、教學(xué)過程,1、檢查學(xué)生的自主學(xué)習(xí) 請(qǐng)學(xué)生對(duì)上節(jié)課作業(yè)題即課本P27 “問題與練習(xí)”第3題作出自己的判斷。（習(xí)

12、題抄錄如下） 題目： 下圖是甲、乙二物體運(yùn)動(dòng)的vt 圖像，至少從以下三個(gè)方面說明它們的速度是怎樣變的： a) 物體是從靜止開始運(yùn)動(dòng)還是具有一定的初速度？,b）速度大小是否變化？是加速還是減速？c) 運(yùn)動(dòng)的方向是否變化？(學(xué)生回答后作出鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)，為學(xué)新課打下基礎(chǔ)),請(qǐng)同學(xué)翻開課本至第一章第五節(jié)課文，大家一起來探究課文第一段提出的“思考與討論”題。 同學(xué)們必須通過簡單地計(jì)算得到小轎車和旅客列車從起步到速度均達(dá)100km/h，誰的速度增加得較快。（100km/h28m/s） （可用投影儀或在黑板上讓學(xué)生展示探究、計(jì)算過程，通過學(xué)生交流、討論得到正確的結(jié)論。這一探究過程應(yīng)給予充分的時(shí)間保證，這實(shí)際上

13、是學(xué)生第一次求加速度）,2、導(dǎo)入新課,最后得到如下結(jié)果： 小轎車 28m/s20s1.4m/s 每經(jīng)過1秒速度增加1.4m/s 旅客列車 28m/s500s0.056m/s 每經(jīng)過1秒速度增加0.056m/s 顯然是小轎車速度增加快。,出示投影片上的內(nèi)容予以探究： 下圖是甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)的vt 圖像，它們作何種運(yùn)動(dòng)？并比較誰的速度變化較快？,t/s,t/s,（ 同學(xué)們各自探究 、計(jì)算后請(qǐng)他們與左右、前后的同學(xué)比較結(jié)果，看是否一致，不一至就會(huì)找原因，也加強(qiáng)學(xué)生間的合作。再請(qǐng)同學(xué)上黑板或在投影儀上寫出計(jì)算結(jié)果，并寫出最后的單位。） 同學(xué)的計(jì)算結(jié)果為 ： 甲圖中物體作勻加速運(yùn)動(dòng)，速度每秒變化 （20

14、5）m/s3s5m/s 乙圖中物體作勻加速運(yùn)動(dòng)，速度每秒變化 （150）m/s15s1m/s 教師: 由于物體速度變化的快慢直接跟物體受到的外力大小有關(guān)，物理學(xué)中經(jīng)常要知道物體速度改變的快慢，必須引入一個(gè)能描述物體速度改變快慢的物理量這就是加速度。,3、加速度的引入,提問：剛才我們兩次探究“誰速度變化快”的過程中，采用了怎樣的方法？ 學(xué)生：先確定每個(gè)物體在給定時(shí)間t內(nèi)速度的改變量V有多大，再求出比值V/t的大小，就知道了1s內(nèi)各自的速度變化了多少，就知道了速度變化的快慢。 教師：回答得很好。其他同學(xué)的方法也可以，如用變化相同速度所用時(shí)間的不同進(jìn)行比較，但前面所述方法更容易比較。,教師：物理學(xué)中

15、把反映速度變化快慢的比值V/t叫做加速度 定義：物體速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間t的比值，叫做物體運(yùn)動(dòng)的加速度。加速度用字母a表示,公式： aV/t 或 a（VtV0）/ t 公式中 VVtV0 單位： m/s 或 ms 讀法： 小轎車的加速度為1.4m/s,讀作“1.4 米每二次方秒”。,提問：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度有何特點(diǎn)?,學(xué)生：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度是均勻變化的，即物體在每1s內(nèi)變化的速度都相同，所以，這種運(yùn)動(dòng)的加速度是恒定的。 教師：回答正確，所以，一般情況下，公式 aV/t 求的是t秒內(nèi)物體速度的平均變化量。對(duì)應(yīng)的加速度就是平均加速度。,演示實(shí)驗(yàn)：體會(huì)1m/ s加速度的

16、大小。（主要用來增加學(xué)生對(duì)加速度的感性認(rèn)識(shí)）,將斜面調(diào)節(jié)為高與長之比為1:10，小車在此斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大約為 1m/ s，再將斜 面調(diào)節(jié)為高與長之比為1:5，小車此時(shí)在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大約為2m/ s。,探究 a的方向與V、V0方向的關(guān)系,提出問題：我們已知道，速度是矢量，可用帶箭頭的線段表示。那么物體速度的改變量V、以及 加速度a是不是矢量？方向如何確定？ （下面關(guān)于V 以及 a方向的分析過程、方法用投影儀展示出來，供同學(xué)們探究、分析V 和 a的方向時(shí)參考）,作出 VVtV0的矢量圖示,(1)做加速運(yùn)動(dòng)時(shí) Vt V0，由圖可知 V Vt V0 0 ， aV/t 0 ， a與V方向相同，

17、也與V0方向相同。,（2） 做減速運(yùn)動(dòng)時(shí) Vt V0，由圖可知 VVt V0 0 ， aV/t 0 ， a與V方向相同，與V0方向相反。,（根據(jù)學(xué)生不同層次的需求, 認(rèn)識(shí)、理解a、v、v0之間方向的關(guān)系）, 用多媒體直觀演示：物體做加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向與速度方向的關(guān)系。 用投影儀給出下列問題,用于檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)加速度方向的理解：,如圖所示的vt 圖像，表示a、b二物體作直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，請(qǐng)回答：,(1) 圖像a、b分別表示物體做何種運(yùn)動(dòng)？ (2) a物體3s內(nèi)速度改變量是多少？方向與其速度方向是什么關(guān)系? (3) b物體5s內(nèi)速度改變量是多少？方向與其速度方向又是什么關(guān)系?

18、 (4) a、b物體運(yùn)動(dòng)加速度分別為多少？方向又怎樣？,分析：（1）略 （2）a圖像 112m/s3m/s9m/s 方向與速度方向同。 （3）b圖像 09m/s-9m/s 方向與速度方向相反。 （4）a/t 9m/s3s3m/s ， a與的方向、。的方向都相同； a/t-9m/s5s-1.8m/s， a與同方向，與。反方向。,5、進(jìn)一步加深對(duì)加速度的理解思考題,（1）協(xié)和式噴氣客機(jī)以二倍音速在二萬米高空飛行，指的是速度還是加速度？它的速度和加速度各多大？ （2）同學(xué)們或親自經(jīng)歷或見到以下現(xiàn)象，請(qǐng)予以解釋；(可以拍攝、播放視頻錄像) 在十字路口，當(dāng)綠燈亮?xí)r，公共汽車和騎自行車的人同時(shí)起動(dòng)，在開始一、二十米運(yùn)動(dòng)中自行車在前，公共汽車在后。經(jīng)過一段時(shí)間后汽車超過自行車。,（3）閱讀課本P30表：一些運(yùn)動(dòng)物體的加速度。探究下列問題 表中運(yùn)動(dòng)物體的加速度有的是正值，有的是負(fù)值，其意義是什么？ 有同學(xué)說賽車比賽起跑時(shí)象離弦之箭一下子就沖了出去，學(xué)過加速度以后怎么解釋這一現(xiàn)象？ 我們怎么理解炮彈在炮筒中運(yùn)動(dòng) 的加速度達(dá)到5010m/s？為什么 炮彈從炮筒中飛出時(shí)的速度只有1000m/s?,(4)判斷下列說法是否正確 A 加速度大則速度變化大，加