第第頁【核心素養目標】中職物理（通用類）高教版（2023）1.2勻變速直線運動同步教案（表格式）主題一運動和力

第二節勻變速直線運動教學設計案例

課程內容第二節勻變速直線運動

課程類型理實一體課課時2學時

教材內容分析本節主要讓學生知道勻變速直線運動是一種理想化的過程模型。知道加速度的概念，理解加速度的物理含義，并能進行簡單的計算。通過實驗，測量勻變速直線運動物體的加速度。能用公式、圖像描述勻變速直線運動，理解勻變速直線運動的規律，能運用其解決簡單的問題。通過實驗，了解自由落體運動規律，并能運用其解決生活中簡單的實際問題。

學情分析學生在初中沒有學習過勻變速直線運動，因此本節的重點是讓學生了解勻變速直線運動的規律，同時了解圖像法、數學方法、實驗方法等科學方法。

教學目標1．建構加速度的概念，理解勻變速直線運動規律，進一步形成物體的運動是有規律的物理觀念，能進行簡單的計算，能用其解釋生產、生活中的有關現象，解決簡單的實際問題。

2．建構勻變速直線運動、自由落體運動等物理模型。知道描述勻變速直線運動的圖像法，了解用數學語言描述物理現象的數學方法，了解研究物理學的實驗方法。知道伽利略通過假設推理研究物理問題的方法，增強質疑創新等素養。

3．通過觀察用位移傳感器測量加速度、用錢毛管演示輕重不同物體的下落等演示實驗，增加對相關物理現象的感性認識，增強實驗觀察能力。通過用打點計時器測量重物下落的加速度探究實驗，增強操作技能、探究設計等素養。

4．通過探究實驗、課后實踐活動，增強合作交流、工匠精神等素養。了解北京至張家口的智能化高速鐵路，增強家國情懷和科技傳承等素養。

教學重點讓學生建構加速度的概念，了解勻變速直線運動的規律，了解圖像法、數學方法、實驗方法。

教學難點建構加速度的概念，進行“用打點計時器測量重物下落的加速度的”探究實驗。

教學策略讓學生通過自主學習、合作學習、探究學習了解新知識，形成新觀念，提高操作技能，受到科學方法熏陶。

主要教法啟發式講授、演示實驗、組織合作學習和探究實驗

主要學法觀察演示實驗、進行實驗探究、小組合作學習

教學資源多媒體課件展示系統、計算機、數據采集器、位移傳感器的發射端和接收端、軌道、小車、錢毛管、真空泵、（打點計時器、鐵架臺、電源、重錘、紙帶、刻度尺）若干套等。

課堂實施

教學環節教學內容教師活動學生活動設計意圖

課前準備1.什么是勻變速直線運動？2.什么是速度-時間圖像？3.什么是加速度？加速度為負值表示什么？4.勻變速直線運動的速度公式是怎樣的？5.勻變速直線運動的位移公式是怎樣的？6.在勻變速直線運動中，由速度公式和位移公式可以推導出初速度、末速度、加速度和位移之間存在什么關系？7.什么是數學方法？8.什么是實驗方法？9.如何用打點計時器測量重物下落的加速度？10.自由落體運動的規律是什么？1.安排學生進行預習（閱讀教材、觀看老師提供的微課視頻）。2.就學生提出的問題進行有針對性地備課，準備在課堂上學生討論時給予指導。對教材和教學視頻進行學習和思考，并與同學討論其中發現的問題，將疑問反饋給老師。讓學生通過課前自主學習，發現自己不理解的問題，準備到課堂上與同學討論，與老師交流，解決疑問。

課堂實施新課引入創設情境：如果人和內燃機火車進行100m短跑比賽，相信大家都能猜出火車可不是人的對手。展示圖片、提問：若進行1000m和2000m比賽，大家還能猜出誰會贏嗎？思考激發學生學習動力，明確學習目標

新課教學在生活中，人們發現，有些物體的運動會越來越快，而有些物體的運動會越來越慢。絕大多數實際物體的運動是變速運動。如果在相等的時間內，物體沿直線運動的位移不相等，這種運動稱為變速直線運動。講述傾聽先建構變速直線運動的概念

如果一輛汽車沿一條直線從靜止開始加速，1s末的速度為2m/s，2s末的速度為4m/s，3s末的速度為6m/s，4s末的速度為8m/s，5s末的速度為10m/s……分析汽車的運動數據，討論問題。組織學生合作學習，提問：這輛汽車開始運動后，每1s內速度的增加量是多少？每2s內速度的增加量是多少？每0.5s內速度的增加量是多少？……小組討論、回答：2m/s，4m/s，1m/s……引導學生理解“任意相等的時間內，速度的變化量都相等”的含義。

做變速直線運動的物體，如果在任意相等的時間內，速度的變化量都相等，這種運動稱為勻變速直線運動。勻變速直線運動是一種過程模型。實際生活中一些物體的運動，如汽車、列車啟動后或停止前的一段時間內的運動都可近似看作勻變速直線運動。講述傾聽再引導學生建構勻變速直線運動概念

為了直觀地了解物體的速度隨時間變化的情況，可以建立一個平面直角坐標系，用縱軸表示速度，橫軸表示時間，將上述勻變速直線運動每一時刻的速度作為一個點畫出，就形成一條直線。這樣繪制的用于描述速度與時間關系的圖像，稱為速度-時間圖像（v-t圖像）。展示圖片、講述傾聽讓學生了解速度-時間圖像

圖像法是一種數學方法，用圖像反映物理規律，是人們探求自然規律的一條重要途徑。講述傾聽對學生進行科學方法教育

可將勻變速直線運動分為勻加速直線運動和勻減速直線運動兩種。展示圖片、提問：圖中的兩條直線分別代表什么運動？回答：直線甲表示勻加速直線運動，直線乙表示勻減速直線運動。讓學生對圖像法進行鞏固應用

創設情境：在不同的勻變速直線運動中，質點速度變化的快慢往往是不同的。例如，世界級的短跑運動員可以在2s內將自身的速度從0提高到10m/s；迫擊炮可以在0.005s內將炮彈的速度從0提高到250m/s。組織學生進行合作學習，提問：哪一個運動速度變化得快？到底有多快？小組討論，合作學習，思考、回答：炮彈的速度變化快。開始建構加速度概念。

通過比較和分析，人們發現，在一個勻變速直線運動中，質點速度的變化量跟發生這一變化所用時間的比值是一個常量。在物理學中，將該比值定義為加速度。用a表示加速度，用v0表示初速度，用vt表示末速度，用t表示速度變化所用的時間，則加速度講述加速度的定義方法。傾聽給出加速度的定義式。

在國際單位制中，加速度的單位是m/s2（米/秒2），其數值的大小表示質點速度變化的快慢程度。講述加速度的國際單位和物理意義。了解、記憶進一步了解加速度。

若將運動員和炮彈的運動都視為勻變速直線運動，則可算出前面運動員和炮彈的加速度大小。展示加速度的計算方法。了解、記憶了解加速度的計算方法

演示實驗：用位移傳感器測量加速度將數據采集器、計算機、位移傳感器的發射端、接收端等裝置連接好。打開應用軟件，進入“測量加速度”程序。單擊“開始記錄”按鈕后，將小車釋放，讓其沿軌道滑下。當小車滑到底端后，抓住小車，使其停止，并單擊“停止記錄”按鈕。數字信息處理系統會立即將小車的v-t圖像顯示在屏幕上。點擊“選擇區域”按鈕，在v-t圖像的時間軸上選擇“起始時刻”和“結束時刻”兩個時刻，系統可即時顯示出小車在該段時間內加速度的大小。進行用位移傳感器測量加速度的演示實驗，提問：計算機如何利用該圖像計算小車的加速度？觀察、思考、討論、回答：計算機會用圖像中所選擇直線對應的縱軸數值除以橫軸數值，求得加速度。讓學生增加對加速度的感性認識。

加速度是矢量。在勻變速直線運動中，如果速度增加，即，則加速度是正值，表示其方向與運動方向相同；如果速度減少，即，則加速度是負值，表示其方向與運動方向相反。講述加速度的方向傾聽、理解、記憶進一步建構加速度的概念。

示例1司機駕駛一輛速度為72km/h的汽車在路上行駛，在發現險情后立即采取制動措施，汽車在制動后經過2s停下來。若將此過程視為勻變速直線運動，求汽車的加速度。展示應用加速度定義式解決實際問題的形式與方法，提問：教材圖1-2-3中的直線甲、乙代表的勻變速直線運動的加速度分別為多少？了解、記憶、討論、回答：直線甲表示加速度為2m/s2，直線乙表示加速度為－2m/s2。學習應用加速度定義式解決問題，也是加速度概念的應用遷移。

由加速度定義式，通過數學變形，可得公式表示，如果已知一個勻變速直線運動的初速度v0、加速度a和時間t，就可以求得末速度vt。講述傾聽、記憶讓學生了解勻變速直線運動的速度公式。

示例2駕駛車輛進入高速公路時，不允許從匝道立即轉入高速車道，必須在加速車道上使車輛加速到規定速度（高速車道的最低限速是60km/h）后，才能轉入高速行車道行駛。匝道一般限速為40km/h，一位司機駕駛汽車以36km/h的速度從匝道駛入加速車道，假設他立刻以1.0m/s2的加速度加速行駛了10s，然后轉上高速行車道。他的操作是否達到了交通法規的要求？展示應用速度公式解決實際問題的形式與方法。聽講讓學生了解速度公式的應用。

利用數學推導，人們發現，如果已知一個勻變速直線運動的初速度v0、加速度a和時間t，則可以用位移公式求出位移s，即講述傾聽、記憶讓學生了解勻變速直線運動的位移公式。

示例3一位司機駕車從一座橋上向下行駛，如圖1-2-6所示，汽車在引橋頂端的速度是8m/s，司機輕踩制動踏板，讓汽車以0.2m/s2的加速度做勻加速直線運動，用了30s到達引橋底端，則該引橋的長度是多少？展示應用位移公式解決實際問題的形式與方法。聽講讓學生了解位移公式的應用。

回應本節開始“情境與問題”中的問題：人與內燃機火車賽跑，如果是百米比賽，人可以穩操勝券；如果是1000m比賽，并假設人是世界級中長跑運動員，則人與火車是旗鼓相當，難分伯仲；如果是2000m比賽，人只有甘拜下風了。講解勻變速直線運動規律的實際應用。聽講讓學生進一步認識勻變速直線運動規律的應用。

學生自主學習“行車安全距離的控制”。巡視、答疑閱讀、學習進一步認識勻變速直線運動規律的應用。

學生合作學習，了解汽車制動的特點，受到安全教育，自覺嚴格遵守交通規則。提問：為了避免追尾事故的發生，應該注意哪些方面的問題？回答：后車司機要注意力集中，不能飲酒、疲勞駕駛、超載等。進一步認識規律的應用，提高安全意識和社會責任感。

數學方法是解決和說明物理問題時必須采用的理論工具之一，它要求人們根據物理研究對象的特點，用數學語言表述事物的狀態、關系和過程，綜合運用數學概念、理論和技巧，進行結構、數量方面的描述、計算和推導，以形成對問題的解釋、判斷和預言，精確地把握物理對象的特點和運動規律。講述傾聽、記憶讓學生了解數學方法。

伽利略對亞里士多德關于落體運動的論斷提出質疑，并通過假設推理，由亞里士多德的論斷推導出自相矛盾的結果，再通過細致的實驗和計算，最終發現了物體下落的真正規律。展示圖片、講述重物下落得快結論會導致矛盾的結果。傾聽、思考學習伽利略敢于質疑的科學態度及運用實驗和邏輯思維研究規律的科學方法。

實驗方法是物理學中最基本的科學方法之一，它是指人們根據研究目的，利用實驗儀器，人為地控制或模擬自然現象，排除干擾，突出主要因素，在最有利的條件下研究自然規律的方法。講述傾聽、記憶讓學生了解實驗方法。

演示實驗：用錢毛管演示輕重不同物體的下落進行演示實驗，提問：通過對羽毛在空氣與接近真空環境中下落現象的比較，可得出什么結論？觀察、思考、討論、回答：可得出輕小物體在落體運動中，空氣阻力是不可忽略的因素。讓學生增加對落體運動的感性認識，進行邏輯訓練等。

實驗探究：用打點計時器測量重物下落的加速度布置任務：每位同學都努力測量出重物下落的加速度，驗證其做勻變速直線運動。巡視、指導。根據教材上的提示，以小組為單位進行實驗探究。與其他學習小組的同學交流經驗。讓學生通過合作學習探究重物下落的規律。

物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，稱為自由落體運動，它也是一種過程模型。在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度稱為重力加速度，通常用g來表示。講述：計算中，通常把g取值為9.8m/s2。在粗略計算時，可把g取值為10m/s2。傾聽、記憶建構自由落體運動物理模型和重力加速度的概念。

學生自主學習“重力探礦”。巡視、答疑閱讀、學習了解重力探礦技術

由于在自由落體運動中，初速度v0=0，加速度a=g，因此，自由落體運動的速度公式可表示為vt=gt位移公式可表示為并有2gs講述傾聽、記憶了解自由落體運動的規律。

自由討論本節的主要內容講完了，同學還有哪些疑問，自由提問，小組討論，自由搶答。組織學生自由提問、討論，或回答問題。向老師提出自己的疑問、回答同學的問題。通過思想的碰撞，發展學生質疑創新的核心素養。

歸納總結本節學習了加速度的概念，了解了勻變速直線運動（包括自由落體運動）的規律，了解了圖像法、數學方法、實驗方法等科學方法。歸納總結本節所學內容