高教版中职物理（通用类）电子教案102第二节匀变速直线运动

1、主题一 运动和力第二节 匀变速直线运动 教学设计案例课程内容第二节 匀变速直线运动课程类型理实一体课课时2 学时教材内容分析本节主要让学生知道匀变速直线运动是一种理想化的过程模型。知道加速度的概念，理解加速度的物理含义，并能进行简单的计算。通过实验，测量匀变速直线运动物体的加速度。能用公式、图像描述匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决简单的问题。通过实验，了解自由落体运动规律，并能运用其解决生活中简单的实际问题。学情分析学生在初中没有学习过匀变速直线运动，因此本节的重点是让学生了解匀变速直线运动的规律，同时了解图像法、数学方法、实验方法等科学方法。教学目标1建构加速度的概念，理解匀变速直线运动规律，进一步形成物体的运动是有规律的物理观念，能进行简单的计算，能用其解释生产、生活中的有关现象，解决简单的实际问题。2建构匀变速直线运动、自由落体运动等物理模型。知道描述匀变速直线运动的图像法，了解用数学语言描述物理现象的数学方法，了解研究物理学的实验方法。知道伽利略通过假设推理研究物理问题的方法，增强质疑创新等素养。3通过观察用位移传感器测量加速度、用钱毛管演示轻重不同物体的

2、下落等演示实验，增加对相关物理现象的感性认识，增强实验观察能力。通过用打点计时器测量重物下落的加速度探究实验，增强操作技能、探究设计等素养。4通过探究实验、课后实践活动，增强合作交流、工匠精神等素养。了解北京至张家口的智能化高速铁路，增强家国情怀和科技传承等素养。教学重点让学生建构加速度的概念，了解匀变速直线运动的规律，了解图像法、数学方法、实验方法。教学难点建构加速度的概念，进行“用打点计时器测量重物下落的加速度的”探究实验。教学策略让学生通过自主学习、合作学习、探究学习了解新知识，形成新观念，提高操作技能，受到科学方法熏陶。主要教法启发式讲授、演示实验、组织合作学习和探究实验主要学法观察演示实验、进行实验探究、小组合作学习教学资源多媒体课件展示系统、计算机、数据采集器、位移传感器的发射端和接收端、轨道、小车、钱毛管、真空泵、（打点计时器、铁架台、电源、重锤、纸带、刻度尺）若干套等。课堂实施教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图课前准备1. 什么是匀变速直线运动？2. 什么是速度-时间图像？3. 什么是加速度？加速度为负值表示什么？4. 匀变速直线运动的速度公式是怎样的？ 5. 匀

3、变速直线运动的位移公式是怎样的？6. 在匀变速直线运动中，由速度公式和位移公式可以推导出初速度、末速度、加速度和位移之间存在什么关系？7. 什么是数学方法？8. 什么是实验方法？ 9. 如何用打点计时器测量重物下落的加速度？10. 自由落体运动的规律是什么？1. 安排学生进行预习（阅读教材、观看老师提供的微课视频）。2. 就学生提出的问题进行有针对性地备课，准备在课堂上学生讨论时给予指导。对教材和教学视频进行学习和思考，并与同学讨论其中发现的问题，将疑问反馈给老师。让学生通过课前自主学习，发现自己不理解的问题，准备到课堂上与同学讨论，与老师交流，解决疑问。课堂实施新课引入创设情境：如果人和内燃机火车进行100 m短跑比赛，相信大家都能猜出火车可不是人的对手。展示图片、提问：若进行1 000 m和 2 000 m比赛，大家还能猜出谁会赢吗？思考激发学生学习动力，明确学习目标新课教学在生活中，人们发现，有些物体的运动会越来越快，而有些物体的运动会越来越慢。绝大多数实际物体的运动是变速运动。如果在相等的时间内，物体沿直线运动的位移不相等，这种运动称为变速直线运动。讲述倾听先建构变速直线运动的

4、概念如果一辆汽车沿一条直线从静止开始加速，1 s末的速度为2 m/s，2 s末的速度为4 m/s，3 s末的速度为6 m/s，4 s末的速度为8 m/s，5 s末的速度为10 m/s分析汽车的运动数据，讨论问题。组织学生合作学习，提问：这辆汽车开始运动后，每1 s内速度的增加量是多少？每2 s内速度的增加量是多少？每0.5 s内速度的增加量是多少？小组讨论、回答：2 m/s，4 m/s，1 m/s引导学生理解“任意相等的时间内，速度的变化量都相等”的含义。做变速直线运动的物体，如果在任意相等的时间内，速度的变化量都相等，这种运动称为匀变速直线运动。匀变速直线运动是一种过程模型。实际生活中一些物体的运动，如汽车、列车启动后或停止前的一段时间内的运动都可近似看作匀变速直线运动。讲述倾听再引导学生建构匀变速直线运动概念为了直观地了解物体的速度随时间变化的情况，可以建立一个平面直角坐标系，用纵轴表示速度，横轴表示时间，将上述匀变速直线运动每一时刻的速度作为一个点画出，就形成一条直线。这样绘制的用于描述速度与时间关系的图像，称为速度-时间图像（v-t图像）。展示图片、讲述倾听让学生了解速度-时间

5、图像图像法是一种数学方法，用图像反映物理规律，是人们探求自然规律的一条重要途径。讲述倾听对学生进行科学方法教育可将匀变速直线运动分为匀加速直线运动和匀减速直线运动两种。展示图片、提问：图中的两条直线分别代表什么运动？回答：直线甲表示匀加速直线运动，直线乙表示匀减速直线运动。让学生对图像法进行巩固应用创设情境：在不同的匀变速直线运动中，质点速度变化的快慢往往是不同的。例如，世界级的短跑运动员可以在2 s内将自身的速度从0提高到10 m/s；迫击炮可以在0.005 s内将炮弹的速度从0提高到250 m/s。组织学生进行合作学习，提问：哪一个运动速度变化得快？到底有多快？小组讨论，合作学习，思考、回答：炮弹的速度变化快。开始建构加速度概念。通过比较和分析，人们发现，在一个匀变速直线运动中，质点速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值是一个常量。在物理学中，将该比值定义为加速度。用a表示加速度，用v0表示初速度，用vt表示末速度，用t表示速度变化所用的时间，则加速度a=vt-v0t讲述加速度的定义方法。倾听给出加速度的定义式。在国际单位制中，加速度的单位是m/s2（米/秒2），其数值的大小表示

6、质点速度变化的快慢程度。讲述加速度的国际单位和物理意义。了解、记忆进一步了解加速度。若将运动员和炮弹的运动都视为匀变速直线运动，则可算出前面运动员和炮弹的加速度大小。展示加速度的计算方法。了解、记忆了解加速度的计算方法演示实验：用位移传感器测量加速度将数据采集器、计算机、位移传感器的发射端、接收端等装置连接好。打开应用软件，进入“测量加速度”程序。单击“开始记录”按钮后，将小车释放，让其沿轨道滑下。当小车滑到底端后，抓住小车，使其停止，并单击“停止记录”按钮。数字信息处理系统会立即将小车的v-t图像显示在屏幕上。点击“选择区域”按钮，在v-t图像的时间轴上选择“起始时刻”和“结束时刻”两个时刻，系统可即时显示出小车在该段时间内加速度的大小。进行用位移传感器测量加速度的演示实验，提问：计算机如何利用该图像计算小车的加速度？观察、思考、讨论、回答：计算机会用图像中所选择直线对应的纵轴数值除以横轴数值，求得加速度。让学生增加对加速度的感性认识。加速度是矢量。在匀变速直线运动中，如果速度增加，即vtv0，则加速度是正值，表示其方向与运动方向相同；如果速度减少，即vtv0，则加速度是负值，表示其

7、方向与运动方向相反。讲述加速度的方向倾听、理解、记忆进一步建构加速度的概念。示例1 司机驾驶一辆速度为72 km/h的汽车在路上行驶，在发现险情后立即采取制动措施，汽车在制动后经过2 s停下来。若将此过程视为匀变速直线运动，求汽车的加速度。展示应用加速度定义式解决实际问题的形式与方法，提问：教材图1-2-3中的直线甲、乙代表的匀变速直线运动的加速度分别为多少？了解、记忆、讨论、回答：直线甲表示加速度为2 m/s2，直线乙表示加速度为2 m/s2。学习应用加速度定义式解决问题，也是加速度概念的应用迁移。由加速度定义式，通过数学变形，可得vt=v0+at公式表示，如果已知一个匀变速直线运动的初速度v0、加速度a和时间t，就可以求得末速度vt。讲述倾听、记忆让学生了解匀变速直线运动的速度公式。示例2 驾驶车辆进入高速公路时，不允许从匝道立即转入高速车道，必须在加速车道上使车辆加速到规定速度（高速车道的最低限速是60 km/h）后，才能转入高速行车道行驶。匝道一般限速为40 km/h，一位司机驾驶汽车以36 km/h的速度从匝道驶入加速车道，假设他立刻以1. 0 m/s2的加速度加速行驶了10

8、 s，然后转上高速行车道。他的操作是否达到了交通法规的要求？展示应用速度公式解决实际问题的形式与方法。听讲让学生了解速度公式的应用。利用数学推导，人们发现，如果已知一个匀变速直线运动的初速度v0、加速度a和时间t，则可以用位移公式求出位移s，即s=v0t+12at2讲述倾听、记忆让学生了解匀变速直线运动的位移公式。示例3 一位司机驾车从一座桥上向下行驶，如图1-2-6所示，汽车在引桥顶端的速度是8 m/s，司机轻踩制动踏板，让汽车以0.2 m/s2的加速度做匀加速直线运动，用了30 s到达引桥底端，则该引桥的长度是多少？展示应用位移公式解决实际问题的形式与方法。听讲让学生了解位移公式的应用。回应本节开始“情境与问题”中的问题：人与内燃机火车赛跑，如果是百米比赛，人可以稳操胜券；如果是1 000 m比赛，并假设人是世界级中长跑运动员，则人与火车是旗鼓相当，难分伯仲；如果是2 000 m比赛，人只有甘拜下风了。讲解匀变速直线运动规律的实际应用。听讲让学生进一步认识匀变速直线运动规律的应用。学生自主学习“行车安全距离的控制”。巡视、答疑阅读、学习进一步认识匀变速直线运动规律的应用。学生合作学

9、习， 了解汽车制动的特点，受到安全教育，自觉严格遵守交通规则。提问：为了避免追尾事故的发生，应该注意哪些方面的问题？回答：后车司机要注意力集中，不能饮酒、疲劳驾驶、超载等。进一步认识规律的应用，提高安全意识和社会责任感。数学方法是解决和说明物理问题时必须采用的理论工具之一，它要求人们根据物理研究对象的特点，用数学语言表述事物的状态、关系和过程，综合运用数学概念、理论和技巧，进行结构、数量方面的描述、计算和推导，以形成对问题的解释、判断和预言，精确地把握物理对象的特点和运动规律。讲述倾听、记忆让学生了解数学方法。伽利略对亚里士多德关于落体运动的论断提出质疑，并通过假设推理，由亚里士多德的论断推导出自相矛盾的结果，再通过细致的实验和计算，最终发现了物体下落的真正规律。展示图片、讲述重物下落得快结论会导致矛盾的结果。倾听、思考学习伽利略敢于质疑的科学态度及运用实验和逻辑思维研究规律的科学方法。实验方法是物理学中最基本的科学方法之一，它是指人们根据研究目的，利用实验仪器，人为地控制或模拟自然现象，排除干扰，突出主要因素，在最有利的条件下研究自然规律的方法。讲述倾听、记忆让学生了解实验方法。演示实验：用钱毛管演示轻重不同物体的下落进行演示实验，提问：通过对羽毛在空气与接近真空环境中下落现象的比较，可得出什么结论？观察、思考、讨论、回答：可得出轻小物体在落体运动中，空气阻力是不可忽略的因素。让学生增加对落体运动的感性认

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