高一物理 第二章 直线运动二位移和时间的关系第一课时 人教大纲版第一册.docx
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高一物理第二章直线运动二位移和时间的关系第一课时人教大纲版第一册
2019-2020年高一物理第二章直线运动二、位移和时间的关系(第一课时)人教大纲版第一册
从容说课
本节从最简单的匀速直线运动开始,来研究物体的位移和运动时间的关系.
本节的主要内容包括:
匀速直线运动;变速直线运动;位移和时间的关系图象.
本节的特点是同时用图象和公式两种数学工具描述位移和时间的关系.在教学时,应对线的横、纵坐标,描点法。
图象的物理意义描述细致、具体,为以后图象的学习和应用打下基础.
结合上述特点和内容,本节课的教学目标定位如下:
1.理解匀速运动、变速运动的概念.
2.知道什么是位移一时间图象,以及如何用图象表示物体的运动.
3.知道匀速运动的s一t图象的意义.
4.知道公式与图象都是描述物理量之间关系的数学工具.
本节课的教学重点定位如下:
匀速直线运动的概念;用描点法描绘位移一时间图象,并能从图中获取所反映出来的的物理信息.
本节课的教学难点定位如下:
如何分析物理图象并从中获取物理信息.
为了顺利完成目标,突出重点,突破难点,采用启发式和讨论式,并配以CAI课件模拟,充分发挥他们的主观能动性.让大家参与进来,在学习中激发兴趣,步步深入,使学生能较好地掌握这些知识内容.
关于匀速直线运动也是“理想化模型”应当是“任何相等的时间内的位移都相等”的运动的问题。
不作引导.如果学习程度好又提及这一问题的学生,再涉及这些内容.
本节课的教学程序设计如下:
直接导人新课→引入最简单的匀速直线运动→CAI课件模拟实例:
分析匀速直线运动的特点.并猜想它的位移和时间之间的比例关系→用描点法验证这种关系→拓展讨论利用图象可以得到的信息→阅读课文结合实例学习变速直线运动→课堂讨论巩固本节要点.
教学目标
一、知识目标
1.理解匀速直线运动、变速直线运动的概念.
2.知道什么是位移—时间图象,以及如何用图象表示位移和时间的关系.
3.知道匀速直线运动的s—t图象的意义.
4.知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具,它们各有所长,可以相互补充.
二、能力目标
培养学生用多种手段处理问题的能力.
三、德育目标
从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点.
教学重点
1.匀速直线运动的概念.
2.用描点法描绘位移—时间图象,并能从图中获取所反映出来的物理信息.
教学难点
如何分析物理图象并从中获取物理信息.
教学方法
启发式教学、讨论式、CAI课件.
教学用具
投影片、实物投影仪.
课时安排
1课时
教学过程
[投影本节课学习目标]
1.理解匀速直线运动、变速直线运动的概念.
2.知道什么是位移—时间图象,以及如何用图象表示位移和时间的关系.
3.知道匀速直线运动的s—t图象的意义.
4.知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具.
[学习目标完成过程]
一、导入新课
上节课我们学习了质点的概念,并且知道了质点的运动轨迹如果是直线的话,称为直线运动.在直线运动里有一种最简单、最特殊的运动形式,那就是匀速直线运动.
二、新课教学
(一)匀速直线运动、位移—时间图象
[CAI课件模拟]
平直公路沿线每隔50m等距离竖立着电线杆,一辆汽车依次经过1、4、7、10、13、16、19号电线杆的时刻分别为:
0s、8.8s、17.5s、26.2s、35.1s、43.9s、52.7s.
[学生活动]
列表对上述过程进行分析:
电线杆号
1
4
7
10
13
16
19
时刻t/s
0
8.8
17.5
26.2
35.1
43.9
52.7
时间t/s
8.8
8.7
8.7
8.9
8.8
8.8
位移s/m
150
150
150
150
150
150
由上看出:
在误差允许的范围内,在相等的时间内位移变化相等.
即在约8.8s的时间内位移都是150m.
[教师引导学生分析]得出
物体沿一条直线运动,如果在相等的时间里位移相等,这种运动就叫做匀速直线运动.
[学生活动]阅读课文.
[教师出示思考题]
1.在匀速直线运动中,位移和时间t有什么关系?
2.以横轴为时间轴(t轴),以纵轴为位移轴(s轴),用描点法根据图表数据作图,看是一个什么样的图象,s与t存在一个什么函数关系?
[学生活动]思考回答并作图:
1.既然匀速直线运动中,相等的时间里位移相等,那么,
时间t内的位移是s.
时间2t内的位移是2s.
时间3t内的位移是3s.
…
总之,位移s跟发生这段位移所用的时间t成正比.
2.作图
[教师选择正确的在实物投影仪上显示]
[引导学生观察分析]
1.可以看出几个点几乎都在过原点的一条直线上.
2.对比y=kx.得:
s与t成正比.
[教师]总结:
(投影片出示)
1.这就是匀速直线运动的位移—时间图象(s-t图象),有时简称位移图象.
a.横轴表示时间(t/s),纵轴表示位移(s/m),t/s、s/m中斜线上表示物理量,斜线下表示物理量的单位.
b.位移图象表示位移随时间的变化规律.
c.匀速直线运动的位移图象是一条与时间轴倾斜的直线.
(2)物理量之间的关系可以同时用图象和公式两种数学工具来表示.图象法方便、直观,便于找出事物的变化规律,因而要重视图象的学习和应用.
[投影出示例1]
两个物体A和B沿同一条直线运动的s-t图象如右图,试比较它们的运动情况,并说明两图线交点表示什么?
[学生活动]分析、讨论并回答:
两质点的s-t图象都是直线,其位移又都随时间增加,说明都沿同一条直线向同一方向做匀速直线运动,只是其起始情况和运动的快慢不同.
B物体从t=0时从位于原点正前方s1处向正方向做匀速直线运动.
A物体经时间t1才开始从原点出发,向正方向做匀速直线运动.
由图可知,任取相同的时间Δt,它们的位移Δs大小不同,即ΔsA>ΔsB,故A物体运动得快,B物体运动得慢.
两图线的交点表示在t2时刻,物体A和B的位置相同,即交点表示A和B相遇.
[评析拓展]
1.利用s-t图像可以判断物体的运动情况.
2.利用s-t图象可以直接读出任意时刻的位移,也可以知道某段时间的位移.
3.利用s-t图象中直线的倾斜程度可以直接判断物体运动的快慢.
[投影出示例2]
物体做直线运动的s-t图象如图所示,说明质点在各段时间内做什么运动?
物体发生10m的位移所用的最短时间为多少s?
[学生活动]
思考分析并解答
由图判断知:
OA段物体从t=0时开始沿正向做匀速直线运动,经历4s.
AB段表示物体静止2s.
BC段表示物体沿原路返回,做匀速直线运动,历时2s.
CD段表示物体从原点沿反方向做匀速直线运动,历时6s.
由上分析知:
物体发生10m的位移所用的最短时间为1s.
[评析拓展]
位移图象表示位移随时间的变化规律,并不是物体的运动轨迹.
[巩固训练]
1.飞机在空中做匀速直线运动时,10s内飞行10km,则1min内飞行_______km,飞行3600km所用时间是_______h.
2.关于质点做匀速直线运动的s—t图象,以下说法正确的是()
A.图线表示质点的运动轨迹
B.图线表示的是质点的位移随时间变化规律
C.图象是一条直线,其长度表示质点的位移大小,每一点代表质点的位置
D.利用图象可知质点在任一时间内的位移,发生任一位移所用时间
[参考答案]1.60,12.BD
(二)变速直线运动
[学生活动]阅读课文有关内容.
[教师出示思考题]
1.汽车刹车时、飞机起飞时,其运动特点是什么?
是匀速直线运动吗?
2.什么是变速直线运动?
变速直线运动的特点是什么?
3.变速直线运动的位移图象是否还是直线?
[学生回答]
1.汽车刹车时运动的越来越慢,飞机起飞时运动的越来越快,并不是匀速直线运动.
2.物体在一条直线上运动时,如果在相等的时间里位移不相等,这种运动就叫变速直线运动.
变速直线运动的特点:
运动快慢程度不同.
3.变速直线运动中s与t不成正比,故其s-t图象不是直线而是曲线.
[教师]
实际上,我们常看到的运动,大多数是变速直线运动.
[课堂讨论]
[投影]讨论问题:
1.可以用什么方法描述匀速直线运动的规律?
2.在位移一时间图象中,横轴表示什么?
纵轴表示什么?
图象的含义是什么?
3.物体做直线运动,其位移图象为直线,物体做变速曲线运动,位移图象为曲线,这种说法是否正确?
4.根据s一£图象可以读出哪些信息?
[学生活动]讨论并互相交流.
[教师点拨]
1.可以用公式法和图象法来描述匀速直线运动的运动规律.
2.在位移一时间图象中,横轴表示时间,纵轴表示位移,图象表示了位移随时间变化的规律.
3.物体做匀速直线运动时,其位移图象为直线,物体做变速直线运动时。
其位移图象为曲线。
位移图象为曲线并不代表物体的轨迹是曲线.
4.据s—t图象可求出一段时间内的位移或发生一段位移所用的时间,同时还可判断物体的运动性质,判断运动的方向、运动的快慢.确定相遇时刻等.
三、小结
投影小结思考题:
1.匀速直线运动指的是:
物体在运动。
如果在相等的时间里;反之如果物体在一条直线上运动,在相等时间里,则为变速直线运动.
2.匀速直线运动中。
位移和时间的关系图象是.
3.变速直线运动的位移一时间图象不是线,而是线.
四、作业
1.课本作业:
P24练习二
2.思考题
匀速直线运动和变速直线运动的异同点?
[参考答案]
相同点:
都是直线运动.
不同点:
(1)匀速直线运动在相等的时间里位移相等,s与t成正比,s-t图线是直线.
(2)变速直线运动在相等的时间内,位移不相等,s与t不成正比,s-t图线是曲线.
五、板书设计
六、本节优化训练设计
1.下列物体的运动哪些是匀速直线运动
A.某人向东走了2m,用时3s,再向南走2m,用时3s的过程
B.某人向东走了10m,用时3s,接着继续向东走20m,用时6s的整个过程
C.某人向东走了20m,用时6s,接着转身向西走20m的同时,用时6s的整个过程
D.某人始终向东,且任一秒的运动轨迹都是3m的运动
2.如图所示的s—t图象中,能表示质点做匀速直线运动的是
3.如图是物体的s-t图象,由图可知
A.在0~t3时间内物体的位移为-s0
B.在0~t3时间内物体的位移为s0
C.物体在时间0~t3内一直在运动
D.物体一直做匀速直线运动
4.某同学做匀速直线运动去新华书店买书,在书店停留一会儿又做匀速直线运动返回出发点.可以大致表示该同学运动的s—t图象是图中的哪一个
5.A、B、C三物体同时同地出发做直线运动,它的运动情况如图所示,在20s的时间内,它们的路程关系是
A.sA=sB=sCB.sA>sB=sC
C.sA>sC>sBD.sA=sB<sC
6.甲、乙两物体由同一地点出发沿同一直线到达同一目的地的s-t图象.下列结论中正确的是()
A.甲、乙两物体始终都做匀速直线运动
B.两物体同时出发同时到达
C.甲物体始终在乙物体前面(起点和终点除外)
D.不能断定甲、乙的先后位置
7.如图所示为质点的s—t图象,根据图象回答:
(1)第1s内质点做什么运动_______;
(2)第1s末到第3s末质点做_______运动,发生的位移_______;
(3)第4s内质点做_______运动,发生的位移_______;
(4)头5s内的位移_______.
[参考答案]
1.D2.ABC3.B4.A5.B6.BC
7.
(1)静止
(2)匀速直线运动;5m
(3)匀速直线运动;-10m
(4)-15m
2019-2020年高一物理第二章直线运动八、自由落体运动(第一课时)人教大纲版第一册
从容说课
本节研究一种典型的匀变速直线运动——自由落体运动.该节教材把它的运动作为υO=0,a=g的匀加速直线运动的特例来处理,便于学生形成知识结构,避免死记公式,从而达到培养能力的目的.
本节的教学目标定位如下:
1.理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动.
2.识什么是自由落体加速度,知道它的方向,知道在地球上的不同地方,重力加速度的大小不同.
3.掌握自由落体运动的规律.
本节的教学重点定位如下:
自由落体运动的特点和规律.
本节课的教学难点定位如下:
对物体下落快慢和所受重力无关的理解.
本节课结合演示实验,消除日常生活经验的影响,让学生边观察、边思考,体会物体下落的快慢跟哪些因素有关.
同时,课本出现的频闪照片可以放大投影,也可以用CAI课件模拟,引导学生理解频闪照片的物理意义,并利用匀变速直线运动的规律定量地求出自由落体的加速度.
本节的教学程度设计如下:
实例分析,导入新课→演示实验,探究什么是自由落体运动及其规律→通过研究频闪照片,探究有关重力加速度的问题→课堂讨论,强化对知识点的理解.
教学目标
一、知识目标
1.理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动.
2.知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,知道在地球上的不同地方,重力加速度大小不同.
3.掌握自由落体运动的特点和规律.
二、能力目标
培养学生的观察能力和推理能力.
三、德育目标
渗透研究自然规律的科学方法.
教学重点
自由落体运动的特点和规律.
教学难点
物体下落快慢和所受重力无关.
教学方法
实验观察法+合理推理+实验验证+归纳总结.
教学用具
实物投影仪、投影片、CAI课件、牛顿管、抽气机、羽毛、粉笔、硬币、软木塞、小玻璃球、铁架台、细绳、小球、剪刀(或打火机).
课时安排
1课时
教学过程
[投影本节课的学习目标]
1.知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
2.知道不同物体在同一地点自由下落时加速度相同,都是重力加速度g,方向竖直向下
3.知道自由落体运动的公式为h=gt2,vt=gt,vt2=2gh,会应用这些公式解自由落体的有关问题.
[学习目标完成过程]
一、导入新课
[演示装置]如图,用细绳悬挂的小球处于静止状态.
[教师提问]悬线烧断(或剪断)后小球的运动情况如何?
[学生活动]思考与讨论并猜想
v0=0,小球竖直落下
[演示]将细绳烧断,提醒同学们注意观察.
[学生活动]观察现象并得出结论
小球下落时做v0=0的竖直方向的直线运动.
[过渡引言]
今天我们就来深入地认识这一运动自由落体运动.
二、新课教学
自由落体运动
[演示实验一]铁片和等面积的纸片下落.可观察到什么现象?
[学生活动]观察现象并回答:
铁片下落的快.
[教师引导]为什么铁片下落的快?
[学生]等面积的铁片和纸片相比,铁片要重得多.
[教师]这说明什么?
[学生]重的物体下落得快.
[过渡引言]重的物体下落得快是我们的一种生活经验,真的是这样吗?
[演示实验二]取二张相同的纸,剪去其中的一张的一部分然后揉成团,再让它们同时下落.可观察到什么现象?
[学生活动]观察现象并回答
轻的物体下落快.
[教师引导学生思考]
为什么会有两种不同的观点呢?
[演示实验三]
取二张相同的纸,把其中一张揉成团,再让它们同时下落,可观察到什么现象?
[学生活动]观察现象并回答:
纸团先落地.
[教师提问]等重的物体为什么下落快慢不同呢?
[学生思考与讨论]
总结上面三个演示实验得到的三个结论并进行分析.
物体下落的快慢与重力大小无关.物体下落快慢不同可能是空气阻力的影响.
[演示实验四]牛顿管实验(可先用CAI课件模拟)
把羽毛、粉笔头、纸片、硬币等放到牛顿管中(管口处),把管口塞住后,把管迅速由水平位置转到竖直位置,即:
使管口向上,观察所看到的现象.
[学生活动]观察实验现象并回答.
不同物体下落的快慢不同.
[演示实验五]
在上述实验中,当管口塞住后,用抽气机把牛顿管中的空气抽空,然后再迅速把牛顿管倒立.观察所看到的现象.
[学生活动]观察实验现象并回答.
不同物体几乎同时落到管底.
[教师引导学生分析]
在演示实验五中,不同物体几乎同时落体,是因为牛顿管内的空气被抽气机抽走,不同物体在下落时几乎不受空气阻力,因而下落的快慢几乎相同.
[猜想]如果没有空气阻力,不同物体下落情况怎样?
[学生]物体下落快慢应完全相同.
[教师]实际生活中,没有空气阻力的情况是不存在的,在重力比空气阻力大得多的情况下,就可以忽略掉阻力的影响.
[巩固训练]
将甲、乙两物体从同一高度由静止释放,已知m甲>m乙,空气阻力不能忽略,则
A.甲一定先落地B.乙一定先落地
C.甲可能先落地D.可能同时落地
[参考答案]不能确定哪个物体受到空气阻力影响大,故都有可能,还可能同时落地,故应选CD.
[学生活动]阅读课文相关内容
[出示思考题]
1.什么叫自由落体运动?
什么情况下物体的运动可看作自由落体运动?
2.自由落体运动的特点什么?
(提示:
可根据定义和频闪照片来判断)
[学生回答]
1.物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动.实际生活中,如果空气阻力可忽略不计时,物体从静止开始下落就可以看作是自由落体运动.
2.由定义知:
自由落体运动的初速度为0,即v0=0.
观察频闪照片:
在相等的时间间隔里位移越来越大,表明小球的速度越来越大,即小球在做加速运动.
读出相邻两小球间的距离,发现:
相邻的相等的时间间隔内的位移差Δs在误差允许范围内是一个恒量,故小球做匀变速直线运动.
综上所述:
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.
[过渡引言]
自由落体运动既然也是一种匀变速直线运动,那么怎样求出自由落体的加速度呢?
[出示思考题]
1.证明:
同一地点,自由落体运动的加速度相同.
2.试通过频闪照片求出小球自由下落时的加速度.(频闪照片的闪光频率为20Hz)
[学生活动]思考并解答
1.证明:
设甲、乙两物体从同一高度下落,若不考虑空气阻力,则甲、乙都做自由落体运动.由位移公式:
s甲=a甲t甲2①
s乙=a乙t乙2②
2.两物体下落高度相同.快慢相同,故
s甲=s乙③
t甲=t乙④
联立以上四式解得:
a甲=a乙
即证:
同一地点,自由落体运动的加速度相同.
2.由前面得Δs=恒量,又Δs=aT2
解得a=
只要知道频闪照片的频率,求出时间间隔T,代入上式即可求得a.
[学生活动]阅读课本有关内容
[出示思考题]
1.什么叫重力加速度?
2.重力加速度的方向如何?
3.影响重力加速度大小的因素有哪些?
4.通常的计算中,重力加速度通常取何值?
[学生活动]解答思考题
1.自由落体加速度叫做重力加速度,通常用g来表示.
2.重力加速度的方向总是竖直向下的.
3.同一地点,重力加速度相同.
地球上不同地方,重力加速度不同.
从赤道到两极,重力加速度逐渐增大.
4.通常计算中g取9.8m/s2,更粗略的计算中,g还可取10m/s2.
[拓展]
重力加速度的大小还和高度有关.高度越高,重力加速度就越小.
[学生活动]
1.讨论自由落体运动的运动性质.
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.
2.结合匀速直线运动的规律,你能推导出自由落体运动的规律吗?
匀变速直线运动的一般规律
自由落体运动
速度公式
υt=υO+at
υt=gt
位移公式
S=υOt+at2
h=gt2
位移速度关系
υt2-υO2=2as
υt2=2gh
平均速度公式
推论
△s=aT2
△s=gT2
3.实验探究
①做课本P38的做一做:
测定反应时间.要求每两人一组.
1投影:
在测定反应时间内,甲用一只手在木尺下部作握住木尺的准备,当看到乙同学放手时,他立即握住木尺.如果测出木尺下降的高度为11.5cm,请你计算甲同学的反应时间.(g取10m/s2)
[学生在投影仪上实物展示]
解:
根据自由落体运动的位移公式
s=gt2得:
t=
s=0.15s.
[巩固训练]
为了测出井口到井里水面的深度,让一个小石块从井口落下,经过2s后听到石块落向水面的声音,求井口到水面的大约深度.(不考虑声音传播所用的时间)
[参考答案]
h=gt2=×9.8×22m=19.6m
[评析拓展]
1.物理公式描述的是物体的运动规律,而不是简单的“数”间的联系.
2.依赖于某一物理过程,可以用测量时间的办法来求得空间的尺寸.对这种测量变换的物理思想要有所了解.
[课堂讨论]
1.物体只在重力作用下的运动,一定是自由落体运动吗?
2.自由落体运动为什么是匀变速直线运动?
3.自由落体运动有哪些规律?
[学生活动]
[教师点拨]
1.物体做自由落体运动有两个条件:
只受重力作用,并且初速变为零.因此,物体只在重力作用下的运动不一定是自由落体运动.
2.因为自由落体运动的加速度恒为g,则自由落体运动是匀变速直线运动.
3.初速度为零的匀变速直线运动的规律,自由落体运动都具有.
三、小结
[投影小结思考题]
1.物体只在作用下从开始下落的运动,叫做自由落体运动.
2.自由落体运动是为零的直线运动.
3.在地点,一切物体在自由落体中的加速度都,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做,常用符号来表示.
4.重力加速度的方向总是向下的,它的大小可以用方法来确定.
5.在地球上不同的地方,重力加速度的大小是的,通常的计算中,可以把g取作m/s2,在粗略的计算中,还可以把g取作m/s2.
四、作业
1.课本作业
P38练习八(3、4)
2.做一做《测定反应时间》的小实验.
3.阅读课后“阅读材料”.
4.思考题
系一重物的气球,以4m/s的速度匀速上升,当离地9m时绳断了,求重物的落地时间t.(g=10m/s2)
[参考答案]
解析:
绳断后,由于惯性,重物仍具有向上的速度,所以它先减速上升,上升到最高点时速度为零,然后再做自由落体运动.
上升阶段:
a=-gv0=4m/svt=0
由vt=v0+at得:
t1==0.4s
由s=v0t+at2得:
s1=v0t1-gt12=0.8m
下降阶段:
重物做自由落体h=s1+s2=9.8m
由h=gt2得t2==1.4s
故重物落地的时间:
t=t1+t2=1.4s+0.4s=1.8s
五、板书设计
六、本节优化训练设计
1.关于自由落体的加速度g,下列说法中正确的是( )
A.重的物体的g值大B.g值在任何地方一样大
C.g值在赤道处大于南北两极处D.同一地点轻重物体的g值一样大
2.关于自由落体运动,下列说法中正确的是( )
A.自由落体运动就是物体沿竖直方向下落的运动
B.自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
C.自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生
D.在有空气阻力时,只要空气阻力不变,物体仍可做自由落体运动
3.小球从高h处落下,则小球下落到距地
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