1、勻加速直線運動F F一、教學任務分析本節內容是繼勻速直線運動規律后，對直線運動規律的進一步學習，本節內容還為牛頓運動定律的應用以及一些更復雜運動的研究奠定了基礎。本節內容與人們的日常生活緊密聯系，有著廣泛的現實意義。學習本節內容需要以位移、瞬時速度、加速度、位移圖像、速度圖像等概念為基礎。從“重物豎直下落”入手，通過對學生實驗結果的討論，發現初速為零的的位移與時間的平方成正比。通過對“小車沿斜面下滑”過程的 DISDIS 實驗研究，得到v-tv-t 圖像。然后通過對 v-tv-t 圖像的分析、討論，建立勻變速運動的概念，認識速度變化的特點。結合加速度的概念，通過演繹推理得到初速為零的的速度公式

2、。類比利用速度圖像的“面積”表示勻速直線運動位移，利用flashflash 交互，演示“無限逼近”的情景，然后經過演繹推理，得由初速為零的的位移公式。最后，通過實際問題的應用，使學生知道公式的應用思路。本節課的學習強調學生的主動參與，使學生在獲得知識的同時， 感受科學探究的過程與方法， 發展抽象思維能力， 學會應用 DIDIS S實驗研究實際問題，促使學生形成樂于探究的情感。二、教學目標知識與技能理解的概念和特征。理解的速度公式和位移公式。初步學會利用圖像分析、歸納的特點及推導速度公式與位移公式。過程與方法通過處理實驗數據、研究初速為零的的過程，認識猜測假設、分析驗證的科學探究方法。通過用圖像

3、推導位移公式的過程，感受轉化、無限逼近的思想方法。情感、態度與價值觀在實驗探究中，體驗嚴謹認真的科學態度和團隊協作的精神。在通過探索發現的特征和規律的過程中，感悟求真務實的科學精。三、教學重點與難點重點：的概念和特征，初速為零的的位移與速度公式。難點：由速度圖像探究初速為零的的位移公式。四、教學資探究模板：學生探究學習工作單。信息平臺：基于校園網的教學平臺，基于視頻投影儀的交流平臺。DISDIS 實驗：力學小車、導軌、位移傳感器、數據采集器、計算機等。五、教學思路本設計包括勻變速運動的概念和初速為零的的規律兩部分內容。本設計的基本思路是：以真實的運動過程，驅動學生的實驗探究，在初步發現的基礎上

4、，以新的問題，將研究引向深入。通過應用 DISDIS 研究小車沿斜面的下滑運動，測由速度圖像，然后從圖像上歸納由的特點，推導由初速為零的的速度公式和位移公式。本設計要突生的重點是：速度變化的特點，初速為零的的速度公式和位移公式。方法是：以 DISDIS 實驗及由實驗得到的 v-tv-t 圖像為基礎，運用類比、猜測假設、分析歸納、演繹推理、無限逼近等科學方法，通過對 v-tv-t 圖像認識的討論、交流，理解速度變化的特點，歸納由初速為零的的速度公式和位移公式。本設計要突破的難點是：由速度圖像探究初速為零的的位移公式。 方法是： 類比利用速度圖像的“面積”表示勻速直線運動位移，利用 flashfl

5、ash 演示“無限逼近”的情景，通過分析、討論，得由可用速度圖像“面積”表示位移的結論，然后經過演繹推理，得由初速為零的的位移公式。本設計強調學生的主動參與，重視概念的形成過程以及伴隨這一過程的多種方法的教育。完成本設計的內容約需 2 2 課時。六、教學流程教學流程圖流程圖說明活動 I I 交流討論對課外用打點計時器研究物體由靜止開始下落結果的交流， 重點交流由實驗數據畫由的位移時間圖像， 及對位移變化規律的猜想。活動 n n 問題討論討論如何確定物體下落運動位移跟時間之間具體函數關系的“化曲為直”的研究方法。活動田化曲為直學生對 s-ts-t 圖像進行“化曲為直”的猜想進行具體驗證,得由物體

6、由靜止下落位移與時間之間 S=At2S=At2 的實驗結論。問題 I I 設問 1 1重物下落速度究竟怎樣隨時間變化？規律如何？關系式 S=At2S=At2 中的 A A 所代表的物理意義是什么?活動 IVDISIVDIS 實驗用位移傳感器和數據采集器，采集小車由靜止開始沿斜面加速向下運動的位移、 時間數據， 由計算機畫由小車的 S-tS-t 圖像，老師應啟發學生根據斜率求速度的思路，再由計算機畫由小車的v-tv-t 圖像。活動 V V 分析推導學生分析小車沿斜面下滑的 v-tv-t 圖像，歸納得由速度變化的特征，然后根據圖像推導由的速度公式。問題 I I 設問 2 2。能從 v-tv-t 圖

7、像上我由從 t=0st=0s 開始，經過任意長時間 t t 小車通過的位移的公式嗎？活動 VIVI 交互應用 flashflash 對勻加速直線速度圖像進行勻速跳變分割和無限逼近的交互與講解，得由速度圖像面積也可以表示位移的結論。活動 VIIVII 公式推導學生應用速度圖像面積表示位移的結論，推導得由位移公式。活動 VIIIVIII 實際應用應用的速度公式和位移公式，解決生活中簡單的問題，讓學生感受應用規律解決實際問題的思路 o o教學的主要環節本節課的教學主要有如下四個環節：環節，通過對課外用打點計時器研究重物下落過程中，得到的位移隨時間變化規律的圖像進行交流討論，感受應用圖像進行科學探究的

8、方法，為本節課研究規律奠定方法論基礎。第二環節，通過用 DISDIS 實驗研究小車沿斜面下滑的運動,由實驗得由的速度時間圖像，引導學生分析歸納速度變化的特征、建立的概念，并從圖像上推導速度公式。第三環節，通過教師進行結合交互，“點拔”講解，使學生理解速度圖像面積表示位移，在此基礎上，再引導學生推導得由的位移公式。第四環節，通過的速度和位移公式的實際應用，讓學生感受應用規律解決實際問題的思路，鞏固所學知識，反饋教學的效果。七、教案示例實驗回顧，交流討論上節課，大家利用打點計時器進行實驗，得到了記錄重物由靜止開始下落運動的紙帶， 課后， 大家通過測量紙帶和處理實驗數據，探究了重物下落位移和速度隨時

9、間變化的規律。那么，探究的情況如何呢？我們請幾組同學來作一交流，全班參與討論。交流討論請圍繞以下話題進行：你們是怎樣挑選計數點的？計時單位是多少？測了哪些數據?你們是如何處理數據的？得到怎樣的結果？由數據處理結果，能確定重物位移隨時間變化的規律和速度是如何隨時間變化的嗎？探索研究中碰到或產生了什么問題？交流討論，猜想驗證學生圍繞一話題，進行交流討論。教師追問引導，進行猜想驗證：從 S-tS-t 圖像上能看由重物下落速度是如何隨時間變化的嗎？為什么？那么，S-tS-t 之間究竟是什么樣的函數關系呢？能猜猜嗎？怎樣驗證？學生畫 S-t2S-t2 圖像，驗證關于 S-tS-t 函數關系的猜測或假設是

10、否正確并交流結果。提由新的問題：重物下落速度究竟怎樣隨時間變化？規律如何？S=At2,S=At2,式中 A A 代表什么？實驗演示，討論探索教師對實驗演示先作“點拔”指導演示要探索重物下落速度隨時間變化的規律，由前面所學知識，可作 S-tS-t 圖像上各點的切線，求各個時刻切線的斜率，即瞬時速度，然后以 v v 為縱軸，t t 為橫軸，將各個時刻和速度描點畫 v-tv-t 圖像，即可找到重物下落速度隨時間的變化規律。人工進行這項工作比較困難，我們交由計算機來完成。用 DISDIS 實驗研究小車沿斜面的加速直線運動教師指導：演示簡介 DISDIS 系統測 S S、t t 并畫 S-tS-t 圖像

11、的原理和過程。實驗演示：應用 DISDIS 進行實驗，得到小車運動的 S-tS-t 圖像，再由計算機求斜率繪 v-tv-t 圖像。教師指導：v-tv-t 圖像不過原點，說明開始計時 t=0st=0s 時，小車已有了速度。雖然小車是從靜止開始運動的，但我們是在小車運動起來后才啟動 DISDIS 采集數據繪圖。 所以 v-tv-t 圖上 t=0st=0s 時小車速度不為零。這樣，由實驗得到的 v-tv-t 圖像代表的是一個初速度不為零的變速直線運動。學生分組討論，由 v-tv-t 圖探究變速直線運動的特征和規律v-tv-t 圖像是直線，代表速度隨時間的變化有何特點？加速度表示速度變化快慢，v-tv

12、-t 圖像為直線，表明小車運動的加速度有何特點？請從 v-tv-t 圖像導由小車從 t=0st=0s 開始，經任意長時間 t t后速度 vtvt 的公式？能從 v-tv-t 圖像上我從 t=0st=0s 開始，經過任意長時間 t t 小車通過的位移嗎？請說明你們的理由或依據，并導由位移公交流討論，“點拔”指導，歸納總結強調：演示v-tv-t 圖像是直線，代表速度均勻增加，稱。加速度不隨時間而變，在運動過程中恒定。將公式 vt=atvt=at、S=12at2S=12at2 與勻速直線運動 v=v=，llll 量、S=vS=vt t對比發現，比勻速運動復雜，但應該是變速運動中最簡單的。討論：為什么 v-tv-t 圖像是傾斜直線，面積仍表示位移？是怎么想的？演示以勻速直線運動為基礎，引導學生用替代轉化、無限逼近方法論證變速直線運動的 v-tv-t 圖像與橫軸包圍的面積表示位移。拓展：的速度隨位移又如何變化呢？只要聯列速度時間公