《高中物理备课资料卡 匀变速直线运动的规律素材.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理备课资料卡 匀变速直线运动的规律素材.doc（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【知识点名称】(人教K)1 实验：探究小车速度随时间变化的规律【课标内容对照（沪科J）课程标准的要求（沪科J）*通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。（沪科J）*经历匀变速直线运动的实验研究过程，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。（沪科J）*能用公式和图像描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性。【版本对照（含选修）】【三维目标】(鲁科J)1知道匀变速直线运动的加速度保持不变。(鲁科J)2能根据加速度的概念，推导出匀变速直线运动的速度公式。(鲁科J)2能根据平均速度的概念，推导出匀变速直线运动的位移公式。(鲁科J)3会运用
2、公式和图象等方法研究匀变速直线运动，了解微积分的思想。(鲁科J)4会运用匀变速直线运动规律解决简单的实际问题。(鲁科J)5领略运动的艺术美，保持对运动世界的好奇心和探究欲。【知识与能力】(鲁科J)进一步理解位移、速度和加速度等概念。了解匀变速直线运动中加速度的特点以及位移、速度的变化规律。了解自由落体运动的特点及重力加速度。能运用匀变速直线运动规律解释或解决一些实际问题。【过程与方法】(鲁科J)通过实验探究匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。【情感态度与价值观】(鲁科J)体验匀变速直线运动的奇妙与和谐，保持对运动的好奇心和探究欲。(鲁科J)体会伽利略在探索自然规律过程中的艰辛
3、和科学精神。(鲁科J)了解伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。【重难点知识】【内容结构概述】(鲁科J)本章的总体思路是先以数学方法(公式和图象)研究匀变速直线运动，然后以实验方法研究匀变速直线运动，最后研究一种特殊的匀加速直线运动自由落体运动。通过本章学习，不但要掌握匀变速直线运动规律，还要了解研究问题的基本思路和方法，学习科学家对科学的探索精神。(鲁科J)导入“速度的变化”。通过文字和图片描绘了丰富多彩的速度变化，以及古代科学家对运动问题的研究方法，简明扼要地指出了本章所要研究的内容。(鲁科J)第1节“匀变速直线运动的规律”。应用公式和图象两种数学方法，研究匀变速直线运动
4、的特点、速度变化规律、位移变化规律。考虑到图象在生产和生活中的广泛应用，突出了图象的应用。（人教J）教学内容的核心是引导学生实际研究某一物体在运动中速度随时问变化的规律，目的是让学生通过科学探究活动来完成。小车在重物牵引下运动看似简单，而就其研究问题的过程和方法是具有基础性和典型性的。重视获取知识的过程，让学生体验一种从实验研究中获取数据，作出图象，分析图象，寻找规律的科学思维方法和能力。【教学建议】(鲁科J)1本节主要是研究匀变速直线运动的特点、速度变化规律、位移变化规律。在研究中应用公式和图象两种数学方法，而考虑到图象在生产和生活中的广泛应用，相对突出了图象的应用。(鲁科J)2教材从一个具
5、体实例中引出匀变速直线运动的概念及其特点加速度不变。由于理解匀变速直线运动的关键是加速度概念，而学生对加速度概念的理解是一个逐步深化的过程，因此教师要强调加速度的矢量性，匀变速直线运动的加速度大小和方向都保持不变。至于物体做匀加速直线运动还是做匀减速直线运动，要看加速度与速度是同向还是反向。(鲁科J)3匀变速直线运动和自由落体运动实际上都是理想模型，通过教学应使学生在碰到复杂问题时能识别主要因素和次要因素，运用理想模型去研究。(鲁科J)4匀变速直线运动的速度规律是从加速度的定义式推导出的，也可以用v-t图象直观地描述。学生往往将数学和物理分割开来，不习惯或不会将已学过的数学工具用于物理当中，因
6、此教师要突出公式和图象的物理意义，给予适当的“方法点拨”，并引导学生通过“讨论与交流”巩固运用图象解决问题的能力。(鲁科J)5运动不仅可以用严格、精确的公式和图象来描绘，还可以用充满想像的艺术手段来描绘；运动不仅是物理学研究的对象，也是艺术家用来抒发情感的载体。教师要利用好“信息窗”的美育功能，使学生在艺术美的熏陶中体会到物理并不是枯燥的公式和数字的堆砌，而是充满着美的内涵。(鲁科J)6匀变速直线运动的位移变化规律既可以从平均速度公式中推导出来，也可以从v-t图象中推导出来。考虑到用图象推导位移公式用到微积分的思想，因此以“拓展一步”呈现，供有兴趣的学生深入研究。教材还给出了的推导，教学时可以
7、让学生自行推导，培养自主性学习能力。(鲁科J)7本节的运算较多，教师要根据学生的情况，计算的题目不可过繁，着重分析物理意义，防止将公式变来换去而忽略了物理意义。（人教J）教科书设计这个学生实验为一节，建议用2学时完成。所以，该实验要在本章第一节课进行，不要放到“匀变速直线运动的速度与时间的关系”之后，否则就失去了探究式学习的宗旨。【课型安排】【课时安排】(鲁科K)1S （人教J）2S【导语引入】(鲁科K)速度的变化 (鲁科K)物体的运动通常比较复杂。 (鲁科K)在生活中，人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、高山滑雪；在自然界里，物体下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家这些运动中都有速度的
8、变化。 (鲁科K) 物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴涵的规律? (鲁科K)从亚里士多德对运动问题的哲学思索，到伽利略对自由落体问题的实验研究，人类经历了长期的探索，逐步从定性观察和哲学思辨，发展到运用实验观测和数学方法去开展定量研究，形成了以实验为基础的科学。 (鲁科K)本章，我们从最简单的变速运动匀变速运动人手，认识匀变速运动的规律，学习研究运动问题的方法。（人教J）寻求一种运动的特点和规律，一般要从某个具体事例开始。这一节我们用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的。【知识点讲解】匀变速直线运动的特点 (鲁科K)物理学中将物体速度发生变化的运动称
9、为变速运动，一般说来，做变速运动的物体，速度变化的情况非常复杂。本节，我们仅讨论一种特殊的变速运动匀变速直线运动。 (鲁科K)我们以一辆从静止开始沿直线匀加速行驶的小车为例，在行驶过程中，可以从小车的速度计上读出各个时刻的速度值：如果每隔1s记下一个速度值，可得到如表31所示的一组数据。(鲁科K)表31 小车加速行驶时速度随时间的变化t/s0123456/ms-1024681012 (鲁科K)如果在表3l中任意选取两个时刻对应的速度值代人加速度定义式，计算小车运动的加速度，就会发现所得加速度值都相同。例如，将t分别为2s和3s对应的速度值代人加速度定义式，有 (鲁科K)由此可知，小车在匀加速行
10、驶的过程中，速度不断增加，加速度保持不变。物理学中，称物体加速度保持不变的直线运动为匀变速直线运动(rectilinear motion with constant acceleration)。(鲁科K)匀变速直线运动是一种简单而且特殊的变速直线运动，它的重要特点是：物体在直线运动过程中，加速度为一恒量。当加速度与速度同向时，物体做匀加速直线运动(uniformly accelerated rectilinear motion)；当加速度与速度反向时，物体做匀减速直线运动(uniformly decelerated rectilinear motion)。在自然界，严格意义上的匀变速直线运动是
11、不容易出现的。但为了讨论的方便，人们通常将某些物体的运动或其中的一段运动近似认为是匀变速直线运动。(人教K)匀变速直线运动如果物体运动的-图象是一条平行于时间轴的直线(图22- 1)，这表示物体的速度不随时间变化，也就是说，它描述的是匀速直线运动。在上节的实验中，小车在重物牵引下运动的-图象是一条倾斜的直线，它表示小车在做什么样的运动? 从图22-2可以看出，由于-图象是直线，无论选在什么区间，对应的速度的变化量与时间的变化量之比都是一样的，即物体运动的加速度保持不变。所以，上节实验中小车的运动是加速度不变的运动。 沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动 (uniform var
12、iable rectilinear motion)。匀变速直线运动的-图象是一条倾斜的直线。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。匀变速直线运动的速度变化规律 下面，我们进一步讨论匀变速直线运动的规律。根据加速度的定义式 可得 (鲁科K)这个公式描述了做匀变速直线运动的物体速度随时间的变化规律，通常称为匀变速直线运动的速度公式。公式中，t为物体在任意时刻的速度，0为初速度。如果设0的方向为正方向，那么，当a0时，物体的速度不断增加，即为匀加速直线运动；a0时，物体的速度不断减小，即为匀减速直线
13、运动。当0=0时，速度公式可简化为 (鲁科K)我们不仅能用公式描述做匀变速直线运动的物体速度随时间变化的规律，还可以用图象直观地描述这一变化规律。 (鲁科K)仍以上述小车的运动为例，取时间；为横坐标，速度为纵坐标，在坐标纸上描出与t和相对应的点，将各点连起来，便得到图3-4所示的图象。该图象描述了小车匀加速行驶时速度与时间的关系，通常称为-t图象。通过此图，我们不仅可以直观地了解物体运动速度随时间变化的规律，还可以求出某时刻物体运动速度大小或物体达到某速度所需要的时间。 根据匀变速直线运动的-t图象，还可以求出物体的加速度。我们知道，在-t图象中，直线的斜率 (鲁科K)当初速度0=0时，有。将
14、上式同加速度的定义式比较可知，直线的斜率表示匀变速直线运动的加速度。当斜率为正值时，物体做匀加速直线运动；当斜率为负值时，物体做匀减速直线运动。因此，应用数学上求斜率的方法，可以从-t，图象中获得有关物体运动的加速度信息。 (鲁科K)例如，从图3-4中我们很容易求出：需要6s小车速度才能达到12m/s；当小车行驶4s时，其速度为8m/s；图中直线的斜率，可知小车的加速度为2m/s2。 如果以时间为横坐标，加速度为纵坐标，可以得到加速度随时间变化的图象，通常称为a-t图象。做匀加速直线运动的小车，在任意时刻加速度都不变，其a-t图象为一水平直线(图3-5)。(鲁科K)方法点拨 数学公式能简洁地描
15、述自然规律，图象则能直观地描述自然规律。利用数学公式或图象，可以用已知量求出未知量。例如，利用匀变速直线运动的速度公式或-t图象，可以求出物体速度、运动时间或加速度等。用数学公式或图象描述物理规律通常有一定的适用范围，只能在一定条件下合理外推，不能任意外推。例如，讨论加速度a=2m/s2的小车运动时，若将时间，推延至2h，即 7200s，这从数学上看没有问题，但是从物理上看，则会得出荒唐的结果，即小车速度达到了14400m/s，这显然是不合情理的。（沪科K）从初速度为零到初速度不为零（沪科K）从特殊到一般或从一般到特殊，是科学研究中常用的两种思维方法 （沪科K）自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动的一个特例，它反映了这种运动的一般规律。将自由落体运动公式中的g换成 a，我们就得到了韧速度为零的匀变速直线运动的规律，即 速度公式 vt=at位移公式 （沪科K）其v-t叫图像如图2-13所示。根据数学知识可知，v-t叫图像的斜率反映了加速度的大小。斜率越大，加速度越大。（沪科K）那么，初速度不为零的匀变速
