2.2匀变速直线运动的位移与时间的关系 教案-高中物理人教版必修第一册

匀变速直线运动的位移与时间的关系教案【教学目标】1、知识与技能（1）知道v-t图象与时间轴所围的面积表示位移；（2）初步掌握匀变速直线运动的位移公式。2、过程与方法（1）经历匀变速直线运动位移规律的探究过程，感悟科学探究的方法；（2）渗透极限思想，尝试用数学方法解决物理问题；（3）通过v-t图象推出位移公式，培养发散思维能力。3、情感态度与价值观激发学生对科学探究的热情，体验探究的乐趣。【教学重点】使学生经历匀变速直线运动位移规律的探究过程，学习科学的探究方法。【教学难点】极限思想的渗透。【教学方法】讲授，探究，练习【教学用具】纸带【教学过程】一、引入新课（教师活动）复习讨论引入新课：问题：在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中得到下面的一条纸带，我们应如何测出小车在D点时的瞬时速度？(学生活动)讨论、回答：（教师活动）小结：1.在变速运动中，可以用平均速度来近似地代表瞬时速度。2.如果时间间隔Δt取得越小，平均速度就越接近瞬时速度。 取得共识，引入讲述：以上我们已经学习了匀变速直线运动的速度公式，下面我们用v－t图象来研究匀变速直线运动的位移规律。板书：一、用v－t图象研究匀变速直线运动的位移二、讲授新课【探究】为了研究匀变速直线运动的位移规律，我们先来看看匀速直线运动的位移规律：在匀速直线运动的v-t图象中，图象与时间轴所围的面积表示位移x=vt。（教师活动）问题1：对于匀变速直线运动，图象与时间轴所围的面积是否也可以表示相应的位移呢？启发：我们能否运用类似“用平均速度来近似地代表瞬时速度”的思想方法，把匀变速直线运动粗略地当成匀速直线运动来处理？（学生活动）回答：（教师活动）小结：可以把整个匀变速直线运动的运动过程分成几个比较小的时间段，把每一小段时间内的匀变速运动粗略地看成是匀速直线运动。为了简单处理，我们可以用时间间隔Δt内任意一个时刻的瞬时速度来代表该段时间内运动的平均速度，然后把运动物体在每一个时间间隔内的位移（即小矩形的面积）都表示出来，最后求和，就得到匀变速直线运动的总位移了。（教师活动）问题2：由于时间间隔Δt取得比较大，所以上面的做法比较粗糙。为了得到更精确的结果，该如何改进？讨论得出：可以把时间间隔Δt取得很小。课件演示：时间间隔Δt取得越小，小矩形面积的总和就越准确地表示物体发生的位移：（1）如果时间间隔Δt取得非常非常小，所有小矩形的面积之和就能非常准确地代表物体发生的位移。（渗透“无限逼近”的思维方法）（2）如果时间间隔Δt取得非常非常小，所有小矩形的面积之和刚好等于v-t图象下面的面积。结论：匀变速直线运动的v-t图象与时间轴所围的面积表示位移。 【拓展】：所有的v-t图象与时间轴所围的面积都表示位移，其正负表示位移的正负。问题3：对于非匀变速直线运动，图象与时间轴所围的面积是否也可以表示相应的位移呢？通过课件的演示，让学生发现“面积表示位移”。（加深认识）(渗透“化曲为直”的思维方法)结论：因为匀变速直线运动的v-t图象中“面积”表示位移，所以我们只要把“面积”表示出来即可得到匀变速直线运动位移的计算公式。板书：二、匀变速直线运动的位移公式（学生活动）板演：学生通过计算“面积”推导出位移公式：1.把“面积”看作梯形或割补后的矩形，都得到：。2.把“面积”看作小矩形加上三角形，得到：。3.把“面积”看作大矩形减去三角形，得到：。（教师活动）讲述：以上公式适用于匀变速直线运动；若以初速度方向为正方向，则匀加速时a为正值，匀减速时a为负值。【拓展】：对于所有的变速直线运动都有，而对于匀变速直有，比较以上两道公式，你能发现什么？讨论得出：匀变速直线运动的平均速度。引入：“实践是检验真理的唯一标准”，下面我们通过实验来验证以上得出的匀变速直线运动的位移公式。板书：三、位移公式的验证1.问题：是否需要三道公式都一一验证？（学生活动）学生讨论与回答：（教师活动）分析：（不需要，因为由结合，即可推导出其他两道位移公式）(培养学生的发散思维能力，加深理解)2.实验验证：三道公式中验证哪一道位移公式比较方便？（验证 最方便，因为它不涉及加速度，容易测量）3.如何利用桌面上的仪器来验证？（学生活动）学生设计实验方案讨论得出：用一条细线跨过定滑轮拉动轨道上的小车，让小车拖着纸带在轨道上作匀加速直线运动，利用打出的纸带就可以测出v0、v、t和x，从而验证x是否等于。学生动手实验：每组打一条纸带，利用这一条纸带进行两次测量。数据处理,得出结果。分析实验结果，证明上面推导出来的公式是正确的。t1tvv00v1（经历科学的探究过程，培养科学探究的能力和培养严谨的科学态度）练习：某物体沿水平地面向东做直线运动，其v-t图象如右图所示，请你能尽量详细地说出该物体位移的变化情况。（通过练习加深对知识的理解）（教师活动）小结：1.所有的v-t图象与时间轴所围的面积都表示位移。“面积”的大小表示位移的大小：第一象限内“面积”为正，表示位移为正。第四象限内“面积”为负，表示位移为负。（概括归纳，使本节知识系统化）2.匀变速直线运动常用的位移公式：；。3.匀变速直线运动的平均速度公式：。（培养及时归纳总结的好习惯）