教科版高中物理必修一《匀变速直线运动速度与时间的关系》教学设计新版.docx
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教科版高中物理必修一《匀变速直线运动速度与时间的关系》教学设计新版
1.5《匀变速直线运动中速度随时间变化的图像》
教学设计
教学设计思路:
本节课之前学生已经学习了《直线运动中位移随时间变化的图像》一节内容,对于描绘图像已有了亲身体验,并在老师的引导下对图像呈现的各种信息进行了分析.这堂课再次涉及图像的教学,重点不在亲身体验图像的描绘过程,而在于巩固前面的教学成果,进一步训练学生依据图像获取信息的读图能力,并且加强两种图像(位移—时间图像、速度—时间图像)的对比分析,以防学生死记硬背混淆概念.另外还要在进一步挖掘图像的物理意义上开拓学生的思维.基于以上原因,本堂课教学活动的设计,在利用仿真课件呈现几种直线运动数据的前提下,根据数据描绘速度时间—图像这一环节节奏较快,而大篇幅的观察、讨论都围绕着图像的“轴”“点”“线”“角”“面”等方面的物理意义来进行,引导学生对图像进行把握,使教学循序渐进,使学生能力盘旋上升.
学习任务分析:
本节课之前学生学习了图像,对图像的很多研究角度学生已有所接触,对本节课的教学是一个很好的铺垫.但也正因为刚刚学过位移—时间图像,在学生还未能熟练掌握这一技能的时候讲授速度—时间图像,可能会使学生混淆这两个图像,所以教师应注意课前对位移—时间图像复习,课尾加强对两个图像的对比.而在课中大部分精力要放在本课的重点上——对速度—时间图像的理解,并适时引导思维、开拓视野、加深思维深度,在斜率、图像下围面积等难点上力求有效突破.
学习者分析:
1.学生刚刚从初中升入高中,思维方式还较多地停留在形象思维领域,图像这种物理语言对他们来说还很陌生,讲授图像时应配以实际运动场景,帮助他们理解,所以在这里加入了若干仿真实验.
2.学生对于“斜率”的概念较为陌生,给教师授课带来了困难,可采取两种方式之一解决这个问题,一种是课前对“斜率”概念进行补充,另一种是避开斜率一词,而换用角度、陡坡、缓坡等字眼描述.
教学目标:
1.知识与技能
(1)认识速度-时间图像,理解用速度图像反映的物体运动速度和时间的关系.
(2)理解匀速直线运动的速度图像,能从速度图像中直接读出速度,知道v-t图像中图线与横轴“包围”的面积表示位移.
(3)了解几种变速直线运动的图像,并能初步认识速度图像斜率的含义.
2.过程与方法
(1)引导学生利用仿真实验所得数据体会速度-时间图像的建立过程.
(2)对速度图像进行分析、讨论,训练学生利用图像捕获信息的能力.
(3)通过启发学生对图像斜率等知识的分析,让学生体会数学方法在研究直线运动中的应用.
3.情感态度与价值观
(1)通过从图像中寻找有关运动的各种信息,让学生体会用图像这种特殊物理语言表达的简洁精确、信息量的丰富,从而感受物理科学研究方法的美妙之处.
(2)通过对日常生活中速度与时间关系的描述,使学生领悟到物理与生活的联系并激发学生利用物理知识分析、研究自然的兴趣.
(3)引导学生研究图像斜率和图像的下围面积,使学生体验拓展思维的乐趣.
教学流程:
流程图说明
引课
课件1:
一个以10m/s的速度做水平匀速直线运动的物体.
学生活动1:
在坐标纸上画出位移-时间图像,并用视频台展示、交流,复习图像的物理意义.
第一阶段:
匀速直线运动速度-时间图像的研究
课件2:
速度分别为10m/s与20m/s的两个匀速直线运动物体的运动情景展示.
学生活动2:
在同一个坐标系中画出它们的速度-时间图像进行比较,针对教师设置的问题
分组讨论,派代表进行全班交流.
课件3:
速度分别为10m/s与-10m/s的两个匀速直线运动物体的运动情景展示.
学生活动3:
在同一个坐标系中画出它们的速度-时间图像并进行比较,针对教师设置的问题
分组讨论,派代表进行全班交流.
学生活动4:
寻宝游戏——口算6秒内课件中小球的位移,在图像中寻找这一数值隐藏在哪
里,并深入讨论是必然还是巧合,阐明原因.
第二阶段:
匀变速直线运动速度-时间图像的研究
课件4:
初速度为零,加速度分别为5m/s2和10m/s2的两个匀加速直线运动情景展示
学生活动5:
学生在同一坐标系中描点画出这两个匀加速直线运动的图像,并分组讨论教师
提出的问题:
1.速度随时间均匀增加的物体速度—时间图像是怎样的?
2.图像中可获取哪些信息?
3.请找出某段时间内速度的改变量.
学生活动6:
观察课件及图像,讨论教师提出的问题:
1.猜一猜图像的下围面积可以表示物体的位移吗?
2.图像下围面积除以时间得到什么物理量?
3.猜测一下如图像是曲线,下围面积还可以表示物体的位移吗?
怎样论证呢?
课件5:
一个加速度为5m/s2的匀加速直线运动与一个加速度为-5m/s2的匀减速直线运动的情景
学生活动7:
在同一个坐标系中描绘这两个运动的速度-时间图像,并讨论教师设置的问题:
1.哪位同学初中学过“斜率”这一数学概念?
上讲台给同学们讲解一下.
2.知道斜率的概念后,你们认为在速度-时间图像中斜率大小不同的两个运动到底
有何不同?
这样看来斜率到底具有怎样的物理意义?
教学准备:
1.学生准备好坐标纸、铅笔、尺子.
2.教师准备好多媒体设备一套,物理仿真实验室软件及本节课的仿真课件.
引导学生根据仿真实验课件1所呈现的小球不同时刻瞬时速度的数据建立速度-时间图像,并启发学生用图像来分析该小球速度随时间变化的关系.
演示课件1:
要求学生以小球瞬时速度为纵轴,以时间为横轴建立坐标系,并将课件中的数据在坐标系中描点,之后用平滑直线连接各点,并告知学生此即速度—时间图像.
根据教师要求独立体验速度-时间图像的建立过程.
教学设计:
一、复习位移—时间图像,引入新课速度-时间图像
教师活动:
演示仿真课件1设置一个匀速直线运动场景.
学生活动:
在坐标纸上画出位移-时间图像,并用视频台展示、交流,复习图像的物理意义.
学生活动:
以速度为纵坐标、时间为横坐标画出另一图像,并进行展示、交流、讨论.
二、新课教学
第一阶段匀速直线运动速度—时间图像的研究
环节一知识迁移能力训练:
学生活动:
完成课件1的图像.然后展示课件2与课件3.
要求学生画出相应的速度—时间图像并进行比较,根据课件中展示出的速度—时间图像分组讨论如下问题:
从图像中可获得哪些信息?
将速度—时间图像与位移—时间图像进行对比.
分组讨论后请一个小组派代表回答,其他组补充.
答案:
速度-时间图像中横轴表示时间,纵轴表示速度,图像表示速度和时间的关系.匀速直线运动是一条平行于横轴的直线,可从图中找到任意时刻小球的瞬时速度.
匀速直线运动的速度-时间图像都是平行于时间轴的一条直线,但在纵坐标上的位置不同,方向相反时一个在纵轴正半轴、另一个则位于负半轴.
环节二创新思维能力训练:
寻宝游戏——口算6秒内课件中小球的位移,并在图像中寻找这一数值隐藏在哪里.
答案:
图像与坐标轴所围成的面积在数值上与它相等.
深入讨论,是巧合还是必然?
说出原因.
答案:
是必然的.因为两个计算都用到了公式x=vt.
第二阶段匀变速直线运动速度—时间图像的研究
环节一观察能力、知识迁移能力训练
教师活动:
用课件4分别模拟两个加速度不同的匀加速直线运动物体的运动过程.
学生活动:
学生在同一坐标系中描点并用光滑直线连接.
分组讨论问题:
1.速度随时间均匀增加的物体,速度—时间图像是怎样的?
2.图像中可获取哪些信息?
3.请找出某段时间内速度的改变量.
学生根据图像并讨论回答出:
1.是一条倾斜的直线(教师可追问一定过原点吗?
)
2.知道任意时刻的瞬时速度,知道任意速度所对应的时刻.
3.速度增加得越快倾角越大.
环节二创新思维能力训练
1.猜一猜图像的下围面积可以表示物体的位移吗?
(学生还不知道位移公式,所以位移大小由课件直接显示出,学生只需验证下围面积是否与
显示数值相等即可)
2.教师可追问下围面积除以时间得到什么物理量.
3.猜测一下,如国图像是曲线,下围面积还可以表示物体的位移吗?
怎样论证呢?
环节三匀加速、匀减速物体速度—时间图像的比较
教师活动:
用课件5展示匀加速、匀减速物体运动的数据,要求学生绘制图像并比较.
学生活动:
1.哪位同学初中学过“斜率”这一数学概念?
上讲台给同学讲解以下.
2.知道斜率的概念后,你们认为在速度-时间图像中斜率大小不同的两个运动到底有何
不同?
这样看来斜率到底具有怎样的物理意义呢?
动手实践、动脑思考、动口讨论,最后得出结论倾角是钝角(斜率为负)的是减速运动.
三、知识小结:
小结本节课内容,并对比位移图像与速度图像,加深理解.
板书设计:
§1.5速度和时间的关系
一、速度-时间图像
1.横轴表示时间;
2.纵轴表示速度;
3.图像表示速度和时间的关系.
二、匀速直线运动的速度图像
1.匀速直线运动的速度图像是一条平行于时间轴的直线,根据图像我们可以判断出物体的速度大小和方向;
2.匀速直线运动的速度图像中,可以用“面积”来表示物体在一段时间内的位移.
三、从匀变速直线运动的速度图像中可以获取:
1.某时刻对应的瞬时速度以及某个速度值对应的时刻;
2.某段时间内速度的变化量;某段时间内的位移.
学习效果评价:
略
教学反思:
1.本节课设计亮点之一,我认为是在第一阶段的第二教学环节上安排“寻宝游戏”,让学生在图像中找出表示匀速直线运动的位移.在过去的教学中我总是直接提示学生去观察面积的含义,本堂课这样的设计不仅增加了知识的趣味性,同时也增强了探究色彩.当学生探究出成果时,不仅学到了新的知识,同时体验了收获的快乐.这样的改动是为了贯彻课改精神,“重结论更重过程”.
2.本节课设计亮点之二,是在第二教学阶段的环节三,通过课件展示,学生描点做图,小老师登台讲解斜率,最终大家讨论出斜率正负的不同物理意义.把这一教学难点在同学们动手动脑、积极参与、互帮互学、合作交流中润物细无声地传授给学生,比生硬地灌输给学生,学生更易接受.
3.我还在思考的是,在第二教学阶段的第二教学环节后三个问题的设置是否过难,特别是第三个问题学生课上一般很难给出满意的答复,还需要老师应用微积分的初步知识加以讲解.本节课将它们设计成同学讨论,看似进一步拓展思维、培养能力,但是否有些拔苗助长的嫌疑.
4.此外,本堂课反复应用了仿真课件模拟各种运动情景,虽节省了时间,但不免会使人感到乏味,起码也是缺乏生动.但怎样加入更真实的运动场景,或换用更为生动的课件画面而又不喧宾夺主、不耽误更多的时间,有待进一步思考.
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