第二章 匀变速直线运动的研究课程实施方案.docx
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第二章匀变速直线运动的研究课程实施方案
第一节实验：
探究小车速度随时间变化的规律
教学目标
1．会用描点法作出v-t图象。
（应知）
2．能从v-t图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。
（应知）
3．各点瞬时速度的计算（应会）
4．对实验数据的处理、规律的探究（应会）
学科课堂教学模式的建立
本节课为实验探究课，因为本校的实验器材及实验室限制，所以采取先讲授演示，再让学生亲自动手做实验，进行实验目的，器材，步骤，数据处理及分析及试验误差分析。
教材优化
一．实验目的 探究小车速度随时间变化的规律。
二．实验原理 利用 打点计时器 打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。
三．实验器材 打点计时器、低压交流电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、 刻度尺 、细线、复写纸片。
四．实验步骤
1．如课本34页图所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
2．把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂上合适的钩码 ，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
3．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开纸带，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。
换上新纸带，重复实验三次。
4．从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。
为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02s×5=0.1s。
在选好的计时起点下面表明A，在第6点下面表明B，在第11点下面表明C……，点A、B、C……叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……
5．利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：
位置
A
B
C
D
E
F
G
时间（s）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
速度（m/s）
6．以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据表中的数据，在直角坐标系中描点。
7．通过观察思考，找出这些点的分布规律。
五．注意事项
1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
2．先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。
3．要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。
4．牵引小车的钩码个数要适当。
5．加速度的大小以能在60cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。
6．要区别计时器打出的点和人为选取的计数点。
一般在纸带上每5个点取一个计数点，间隔为0.1s。
数据处理（完成表格）
做出速度-时间图像
作业系统设计
1．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤地代号填在括号里（）
A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C．换上新的纸带，再重做两次
D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码
G．断开电源，取出纸带
2．在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材并填在括号里（填序号）
①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④低压直流电源 ⑤细线和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺
选出的器材是 （）
3.为了计算加速度，最合理的方法是（ ）
A.根据任意两计数点的速度用公式计算出加速度
B．根据实验数据画出v-t图，量出其倾角，由公式a＝tana求出加速度
C．根据实验数据画出v-t图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式a=△v/△t算出加速度
D．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
4．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表所示
计数点序号
1
2
3
4
5
6
对应时刻（s）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
对应速度（cm/s）
44.0
62.0
81.0
100.0
110.0
138.0
请作出小车的v-t图象，并分析运动特点。
5．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。
测得：
s1=1.40cm，s2=1.90cm，s3=2.38cm， s4=2.88cm，s5=3.39cm，s6=3.87cm。
那么:
（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：
v1= cm/s，v2= cm/s，v3= cm/s，v4= cm/s，v5= cm/s
（2）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象。
（3）分析小车运动速度随时间变化的规律。
6.全优设计上相关的练习
备课作业布置与批阅，课外辅导基本规范与要求
按照新课程改革的标准和要求规范备课，作业布置包括课后练习及全优设计相关的练习，作业上统一批改，发现问题及时进行辅导，课后及时反馈。
学生评价标准
一切为了学生的发展，教育教学方法的制定都建立在以人为本，促进学生健康成长的基础上，由本节课学生的表现结合平常的实际情况，征求学生的意见，参照学生的个性特长，扬长避短，尽量使每个学生都有成就感，责任心，都有上进的欲望和动力，都有努力的方向。
教学评估指标体系
本节课应按照教学设计基本完成了制定的课程目标。
首先，在自主学习和教师指导的基础上理解和掌握本实验的实验原理，所需实验器材，实验步骤，实验数据分析及处理，实验中应注意的事项，在感性认识的基础上，自己动手实际操作，进行实验数据的处理分析，从感性认识上升到理性认识，有效的突出了重点，突破了难点。
其次，在以教师为主导，学生为主体用实验方法推导出了匀变速直线运动的速度与时间的关系。
再次，学生在自主学习探究中得出结论，提高了运用知识解决问题的能力，逐步形成积极主动的学习态度使获得基础知识与技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。
第二节匀变速直线运动的速度与时间的关系
教学目标
1．知道匀速直线运动及图象。
（应知）
2．知道匀变速直线运动的图象,概念和特点。
（应知）
3．掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v=v0+at,并会进行计算。
（应会）
4．会用图象推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v=v0+at。
（应会）
学科课堂教学模式的建立
本节课在实验探究课的基础上探究匀变速直线运动的速度与时间的关系，结合本校及本班的实际情况，采取讲授法与学生自主学习讨论法，再让学生亲自动手动脑，掌握知识及其应用。
教材优化
一．预习检查：
（提问）加速度的概念，及表达式a=？
二．导入新课：
上节课,同学们通过实验研究了速度与时间的关系,小车运动的υ－t图象。
设问：
小车运动的υ－t图象是怎样的图线？
（让学生画一下）
学生坐标轴画反的要更正，并强调调，纵坐标取速度，横坐标取时间。
υ－t图象是一条直线，速度和时间的这种关系称为线性关系。
设问：
在小车运动的υ－t图象上的一个点P（t1,v1）表示什么？
学生画出小车运动的υ－t图象，并能表达出小车运动的υ－t图象是一条倾斜的直线。
学生回答：
t1时刻,小车的速度为v1。
学生回答不准确，教师补充、修正。
精讲点拨：
匀变速直线运动图象
1、提问：
在上节的实验中，小车在重物牵引下运动的v-t图象是一条倾斜的直线，物体的加速度有什么特点？
直线的倾斜程度与加速度有什么关系？
它表示小车在做什么样的运动？
2、从图可以看出，由于v-t图象是一条倾斜的直线，速度随着时间逐渐变大，在时间轴上取取两点t1,t2,则t1,t2间的距离表示时间间隔∆t=t2—t1，t1时刻的速度为v1,t2时刻的速度为v2,则v2—v1=∆v，∆v即为间间隔∆t内的速度的变化量。
提问：
∆v与∆t是什么关系？
知识总结：
沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。
匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线。
提问：
匀变速直线运动的v-t图线的斜率表示什么？
匀变速直线运动的v-t图线与纵坐标的交点表示什么？
展示以下两个v-t图象，请同学们观察，并比较这两个v-t图象。
知识总结：
在匀变速直线运动中，如果物体的速度随着时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动；如果物体的速度随着时间均匀减小，这个运动叫做匀减速直线运动。
分小组讨论
每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。
学生回答：
是一条平行于时间轴的直线。
表示物体的速度不随时间变化，即物体作匀速直线运动。
作匀速直线运动的物体，∆v=0，=0，所以加速度为零。
分小组讨论
每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。
由于v-t图象是一条直线，无论∆t选在什么区间，对应的速度v的变化量∆v与时间t的变化量∆t之比都是一样的，表示速度的变化量与所用时间的比值，即加速度。
所以v-t图象是一条倾斜的直线的运动，是加速度不变的运动。
学生回答：
v-t图线的斜率在数值上等于速度v的变化量∆v与时间t的变化量∆t之比，表示速度的变化量与所用时间的比值，即加速度。
v-t图线与纵坐标的交点表示t=0时刻的速度，即初速度v0。
学生回答：
甲乙两个v-t图象表示的运动都是匀变速直线运动，但甲图的速度随时间均匀增加，乙图的速度随着时间均匀减小。
让学生通过自身的观察，发现匀加速直线运动与匀减速直线运动的不同之处，能帮助学生正确理解匀变速直线运动。
3、匀变速直线速度与时间的关系式
提问：
除用图象表示物体运动的速度与时间的关系外，是否还可以用公式表达物体运动的速度与时间的关系？
教师引导，取t=0时为初状态，速度为初速度V0，取t时刻为末状态，速度为末速度V,从初态到末态，时间的变化量为∆t，则∆t=t—0，速度的变化量为∆V,则∆V=V—V0
提问：
能否直接从图线结合数学知识得到速度与时间的关系式?
知识总结：
匀变速直线运动中，速度与时间的关系式是V=V0+at
匀变速直线运动的速度与时间关系的公式：
V=V0+at可以这样理解：
由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量，所以at就是整个运动过程中速度的变化量；再加上运动开始时物体的速度V0，就得到t时刻物体的速度V。
例题1、汽车以40km/h的速度匀速行驶，现以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度能达到多少？
加速后经过多长汽车的速度达到80km/h？
例题2、某汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是6m/s2，如果必须在2s内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少？
如果汽车以最高允许速度行驶，必须在1.5s内停下来,汽车刹车匀减速运动加速度至少多大？
分析：
我们研究的是汽车从开始刹车到停止运动这个过程。
在这个过程中，汽车做匀减速运动，加速度的大小是6m/s2。
由于是减速运动，加速度的方向与速度方向相反，如果设汽车运动的方向为正，则汽车的加速度方向为负，我们把它记为a=一6m/s2。
这个过程的t时刻末速度V是0，初速度就是我们所求的最高允许速度，记为V0，它是这题所求的“最高速度”。
过程的持续时间为t=2s
学生回答：
因为加速度a=-6m/s2 ,所以∆V=a∆tV—V0=a∆tV—V0=atV=V0+at
学生回答：
因为匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,所以v与t是线性关系,或者说v是t的一次函数,应符合y=kx+b的形式。
其中是图线的斜率，在数值上等于匀变速直线运动的加速度a，b是纵轴上的截距，在数值上等于匀变速直线运动的初速度V0,所以V=V0+at
同学们思考3-5分钟，
让一位同学说说自己的思路。
其他同学纠正，补充。
让同学计算。
展示某同学的解题，让其他同学点评。
解：
初速度V0=40km/h=11m/s，加速度a=0.6m/s2，时间t＝10s。
10s后的速度为V=V0+at
=11m/s+0.6m/s2×10s
=17m/s=62km/h
由V=V0+at得
同学们思考3-5分钟,让一位同学说说自己的思路。
其他同学纠正，补充。
让同学计算。
展示某同学的解题，让其他同学点评。
解：
根据V=V0+at，有V0=V—at
=0—（—6m/s2）×2s
=43km/h
汽车的速度不能超过43km/h
根据V=V0+at，有
汽车刹车匀减速运动加速度至少9m/s2
注意同一方向上的矢量运算，要先规定正方向，然后确定各物理量的正负（凡与规定正方向的方向相同为正，凡与规定正方向的方向相反为负。
）然后代入V-t的关系式运算。
作业系统设计
1.关于直线运动，下列说法正确的是（）
A.匀速直线运动的速度是恒定的，不随时间而改变
B.匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变
C.速度随时间不断增加的运动，叫匀加速直线运动
D.速度随时间均匀减小的直线运动，叫匀减速直线运动
2.一物体从静止开始以2m/s2的加速度做匀加速直线运动，经5s后做匀速直线运动，最后2s的时间内物体做匀减速直线运动直至静止。
求：
（1）物体做匀速直线运动时的速度是多大；
（2）物体做匀减速直线运动时的加速度。
3.卡车原来用10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，因为道口出现红灯，司机从较远的地方即开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到2m/s时，交通灯变为绿灯，司机立即放开刹车，并且只用了减速过程一半的时间卡车就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原速共用了12s。
求：
（1）减速与加速过程中的加速度；
（2）开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。
4.发射卫星一般应用多级火箭，第一级火箭点燃后，使卫星向上做匀加速直线运动的加速度为50m/s2，燃烧30s后第一级火箭脱离。
第二节火箭没有马上点火，所以火箭向上做加速度为10m/s2的匀减速直线运动，10s后第二节火箭启动，卫星的加速度为80m/s2，这样再经过1.5min第二节火箭脱离时，卫星的速度多大？
5.全优设计相关习题
备课作业布置与批阅，课外辅导基本规范与要求
按照新课程改革的标准和要求细致规范备课，作业布置包括课后练习及全由设计相关的练习，作业上统一批改，发现问题及时进行辅导，课后及时反馈。
学生评价标准
加强课程内容与学生生活及现代社会科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和心里特点，精选终身学习必备的基础知识和技能结合本节课内容改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力。
教学评估指标体系
在本节课的课堂教学设计与实施过程中，应把新课程的三维目标落实于教学的各个环节，逐步确立学生的主体性地位，尤其是学习方式的转变。
在新课程所要完成的三大主要任务中，转变教与学的方式，尤其是转变学生的学习方式是核心的任务。
教师课堂教学方式的改革，最终目标是为了转变学生学习方式，改变学生在学校里的生存条件，改变培养出来的人能够比传统方式培养出来的更具有创新精神与实践能力。
第三节匀变速直线运动的位移与时间的关系
教学目标
1．知道匀速直线运动的位移与时间的关系（应知）
2．理解匀变速直线运动的位移及其应用（应知）
3．理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用（应知）
4．理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移（应会）
5.通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较。
（应会）
学科课堂教学模式的建立
本节物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，上一节教科书用极限思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度。
本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时，又一次应用了极限思想。
当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，并不要求会计算极限。
按教科书这样的方式来接受极限思想，对高中学生来说是不会有太多困难的。
学生学习极限时的困难不在于它的思想，而在于它的运算和严格的证明，而这些，在教科书中并不出现。
教科书的宗旨仅仅是“渗透”这样的思想，针对这些特点，本节课采用讲授与学生推导相结合的教学模式。
教材优化
预习检查、总结疑惑，检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
情景引入，展示目标
教师提问：
提出问题学生解答，培养学生应用所学知识解答问题的能力和语言概括表述能力。
这节课我们研究匀变速直线运动的位移与时间的关系，（投影）提出问题：
取运动的初始时刻的位置为坐标原点，同学们写出匀速直线运动的物体在时间t内的位移与时间的关系式，并说明理由
学生活动:
学生思考，写公式并回答：
x=vt。
理由是：
速度是定值，位移与时间成正比。
教师活动：
（投影）提出下一个问题：
同学们在坐标纸上作出匀速直线运动的v－t图象，猜想一下，能否在v－t图象中表示出作匀速直线运动的物体在时间t内的位移呢？
学生活动：
学生作图并思考讨论。
不一定或能。
结论：
位移vt就是图线与t轴所夹的矩形面积。
总结：
培养学生从多角度解答问题的能力以及物理规律和数学图象相结合的能力
教师活动（展示目标）：
讨论了匀速直线运动的位移可用v－t图象中所夹的面积来表示的方法，匀变速直线运动的位移在v－t图象中是不是也有类似的关系，下面我们就来学习匀变速直线运动的位移和时间的关系。
合作探究，精讲点拨
1、匀变速直线运动的位移
教师活动：
（1）培养学生联想的能力和探究问题大胆猜想，假设的能力
（2）（投影）启发引导，进一步提出问题，但不进行回答：
对于匀变速直线运动的位移与它的v-t图象是不是也有类似的关系？
学生活动：
学生思考。
教师活动：
我们先不讨论是否有上述关系，我们先一起来讨论课本上的“思考与讨论”。
学生活动：
学生阅读思考，分组讨论并回答各自见解。
最后得出结论：
学生A的计算中，时间间隔越小计算出的误差就越小，越接近真值。
总结：
培养以微元法的思想分析问题的能力和敢于提出与别人不同见解发表自己看法的勇气。
培养学生勤钻细研分析总结得出物理规律的品质。
这种分析方法是把过程先微分后再累加（积分）的定积分思想来解决问题的方法，在以后的学习中经常用到。
比如：
一条直线可看作由一个个的点子组成，一条曲线可看作由一条条的小线段组成。
教师活动：
（投影）提出问题：
我们掌握了这种定积分分析问题的思想，下面同学们在坐标纸上作初速度为v0的匀变速直线运动的v-t图象，分析一下图线与t轴所夹的面积是不是也表示匀变速直线运动在时间t内的位移呢？
学生活动：
学生作v-t图象，自我思考解答，分组讨论。
总结：
培养学生用定积分的思想分析v-t图象中所夹面积表示物体运动位移的能力。
教师活动：
（投影）学生作的v-t图解，让学生分析讲解。
（如果学生分析不出结论，让学生参看课本图23-2，然后进行讨论分析。
）
学生活动：
根据图解分析讲解，得出结论：
v-t图象中，图线与t轴所夹的面积，表示在t时间内物体做匀变速直线运动的位移。
总结：
培养学生分析问题的逻辑思维，语言表达，概括归纳问题的能力。
2、推导匀变速直线运动的位移－时间公式
教师活动：
（投影）进一步提出问题：
根据同学们的结论利用课本图2.3-2（丁图）能否推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式？
学生活动：
学生分析推导，写出过程：
总结：
培养学生利用数学图象和物理知识推导物理规律的能力
教师活动：
（投影）展示学生推导过程并集体评价后教师说明：
公式就是表示匀变速直线运动的位移与时间关系的公式。
教师活动：
（投影）进一步把问题进行扩展：
位移与时间的关系也可以用图象表示，这种图象叫做位移-时间图象，即x-t图象。
运用初中数学中学到的一次函数和二次函数知识，你能画出匀变速直线运动的x-t图象吗？
（v0，a是常数）
学生活动：
学生在坐标纸上作x-t图象。
总结：
培养学生把数学课的知识在物理课中应用，体会物理与数学的密切关系，培养学生做关系式图象的处理技巧。
教师活动：
（投影）展示学生画的草图，让学生分析作图的过程。
学生活动：
学生分析讲解。
总结：
培养学生结合数学图象和物理知识分析问题的能力和语言概括表述能力。
教师活动：
（投影）进一步提出问题：
如果一位同学问：
“我们研究的是直线运动，为什么画出来的x-t图象不是直线？
”你应该怎样向他解释？
学生活动：
学生思考讨论，回答问题：
位移图象描述的是位移随时间的变化规律，而直线运动是实际运动。
总结：
培养学生结合数学方法和物理规律辨析问题的能力。
3、对匀变速直线运动的位移－时间公式的应用
教师活动：
（投影）例题（P42）：
引导学生阅读题目，进行分析。
学生活动：
在老师的引导下，在练习本上写出解答过程。
教师活动：
（投影）学生的解答，进行适当点评。
本节重点学习了对匀变速直线运动的位移－时间公式的推导，并学习了运用该公式解决实际问题。
在利用公式求解时，一定要注意公式的矢量性问题。
一般情况下，以初速度方向为正方向；当a与v0方向相同时，a为正值，公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律；当a与v0方向相反对，a为负值，公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。
代入公式求解时，与正方向相同的代人正值,与正方向相反的物理量应代入负值
作业系统设计
A
B
C
1.一辆汽车在笔直的公路上做匀变速直线运动，该公路每隔15米安置一个路标，如图所示，汽车通过AB两相连路标用了2秒，通过BC相连路标用了3秒，求汽车通过A,B,C三个路标时的速度。
2.某市规定，汽车在学校门前马路上行驶速度不得超过40km/h。
一次，一辆汽车在校门前马路上遇紧急情况刹车，由于车轮抱死，滑行时在马路上留下一道笔直的车痕，交警测量了车痕的长度x=9m，又从监控资料上确定了该车从刹车到停止运动的实间t=1.5s，立即判断出这辆车超速，这是为什么？
3.从车站开出的汽车，做匀加速直线运动，走了12s时，发现还没有乘客上来，于是立即做匀减速直线运动至停车，总共历史20s，行进了50m，求汽车的最大速度。
4.全优设计上的相关练习
备课作业布置与批阅，课外辅导基本规范与要求
按照新课程改革的标准和要求规范备课，作业布置包括课后练习及全优设计相关的练习，作业上统一批改，发现问题及时进行辅导，课后及时反馈。
学生评价标准
按照新课程的发展理念和标准，课程的功能要从单纯注重传授知识转变为体现引导学生学会学习，学会生存，学会做人。
尤为重要的是强调要在学习知识的过程中潜移默化地培养学生正确的价值观、人生观和世界观，培养学生具有社会责任感，努力为人民服务，引导学生树立远大理想。
因为这种过程将深刻地影响学生思想道德的形成，影响他们人生的抉择。
教学评估指标体
升级会员 