《位移和時間的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計

時間：2023-05-02 04:13:51 物理教案我要投稿

相關(guān)推薦

教材分析：本節(jié)內(nèi)容雖淺顯，但因其牽涉到的物理思想方法比較典型，且學(xué)生將在本節(jié)首次接觸到物理圖象，故本課的價值傾向長遠(yuǎn)，在課堂中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和良好的圖象分析習(xí)慣是非常重要的。

教學(xué)目標(biāo) ：

1、理解勻速直線運(yùn)動和變速直線運(yùn)動的概念；

2、能識別s-t圖像，理解勻速直線運(yùn)動的s-t圖像的意義；

3、掌握勻速運(yùn)動中位移和時間的關(guān)系以及它們的數(shù)學(xué)表示（包括公式和圖像）；

4、滲透科學(xué)習(xí)慣和科學(xué)思維方法的教育。

教學(xué)重點：運(yùn)動的研究方法與描述、勻速直線運(yùn)動的規(guī)律、作圖與圖像分析

教學(xué)難點：圖像與物理過程的比較分析

教學(xué)過程設(shè)計：

1、引入課題

設(shè)問1、上節(jié)學(xué)過的質(zhì)點的概念是如何定義的，何種情況下物體可看成質(zhì)點呢？

設(shè)問2、教師原地轉(zhuǎn)一圈，后問動否？路程和位移的區(qū)別何在？

師闡述：質(zhì)點是一種理想化的模型，它是科學(xué)的抽象與近似，用來簡化、代替實際物體。能否看成質(zhì)點，應(yīng)視具體的問題而定，不能以大小一概而論，因為大小總是相對的。

路程雖可精確地反映物體在某時刻的運(yùn)動情況，但在表示物體在一段時間內(nèi)位置的變化時卻不成功，為此引入位移。注意路程與位移無可比性。但可比較路程與位移的大小，它們的關(guān)系是S路≥S位。

闡述物理思想：物理學(xué)研究物質(zhì)運(yùn)動的規(guī)律，采用分解的思想，即由簡單到復(fù)雜、由低級到高級。物體常見的運(yùn)動形式有直線運(yùn)動、拋體運(yùn)動、圓周運(yùn)動、振動和波。我們首先研究在諸多運(yùn)動形式中最基本的最簡單的----直線運(yùn)動

描述圖景：蝸牛緩緩地爬，清晨老人在散步，路上行人騎著自行車，汽車在奔馳，飛機(jī)在航線上飛行等等。這些運(yùn)動有何相似的特點呢？

2、新授

交待課本上研究的是汽車的運(yùn)動，原因之一是運(yùn)動的可測量性，二是汽車代表了社會的進(jìn)步。

指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P22第一段，當(dāng)中提問：

①研究目的是什么？（研究位移隨時間的變化關(guān)系）

②研究方法是什么？（通過測量S、t分析）

③如何設(shè)計表格，記錄數(shù)據(jù)？（兩行五組數(shù)據(jù)）

④對數(shù)據(jù)如何處理，數(shù)據(jù)反映了什么？

師提示：數(shù)據(jù)處理的常用方法是列表法及逐差法。

學(xué)生：感覺每通過100米所用的時間不一樣，再一想又發(fā)現(xiàn)差不多。在差不多相等的時間內(nèi)，物體的位移相等。

師啟發(fā)：差不多的原因是由于運(yùn)動本身所致，還是由于人的測量引起的呢？能否用科學(xué)的物理語言代替通俗的生活語言，這反映一個人的科學(xué)素養(yǎng)。

結(jié)論：在實驗允許的誤差范圍內(nèi)，物體在相等時間內(nèi)通過的位移相等。

2、1勻速直線運(yùn)動

（1）定義：在任何相等時間內(nèi)，質(zhì)點通過的位移都相同的運(yùn)動。

（2）內(nèi)涵與外延

師強(qiáng)調(diào)指出：

①指出知識定義的科學(xué)性和嚴(yán)密性；勻速直線運(yùn)動實為一種理想化的運(yùn)動形式，理論上的勻速直線運(yùn)動，無論如何對時間進(jìn)行劃分，在任意小的時間標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)考察，質(zhì)點通過的位移都要相同。故要精確判斷汽車的運(yùn)動，需增加測量的精度，但實際中測量到一定的精度即可。

②研究汽車的意義在于找到了前面所述的幾種運(yùn)動間的本質(zhì)聯(lián)系。它們遵循相同或相近的規(guī)律。由特殊到一般、個性到共性，分析與概括、歸納與演繹便是物理學(xué)研究問題的思維方法。

③位移的矢量性使勻速直線運(yùn)動可簡稱為勻速運(yùn)動。勻速運(yùn)動中位移與發(fā)生這段位移的時間成正比，這區(qū)別于變速直線運(yùn)動。

2、2圖像表述

（1）作圖的規(guī)范化要求

師提出如下問題：

要求學(xué)生閱讀課本第23頁第四段及方框內(nèi)文字，然后回答問題。

歸納學(xué)生回答后，師總述：

①作圖步驟：建坐標(biāo)，標(biāo)箭頭、原點、物理量符號、單位；對坐標(biāo)軸標(biāo)度；描點并連線。對課本中的圖象還原，一步一步展示作圖的過程并提出要求。

②強(qiáng)調(diào)：描點后，觀察點的分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)幾乎都在一條直線上。此時應(yīng)用一條直線盡可能多地串起點，實在畫不到線上則應(yīng)該使點均勻分布在線的兩側(cè)，實質(zhì)是取了平均值。個別較遠(yuǎn)的點可能是測量錯誤，應(yīng)予以舍棄。不能遷就個別的點，將射線畫成折線或曲線。當(dāng)然，今后的學(xué)習(xí)過程中，會遇到將描出的點用平滑的曲線相連的情形。

交待作圖中采取的這些措施是為了減小實驗中人為測量引起的誤差。這是處理數(shù)據(jù)時作圖法優(yōu)于列表法的原因之一。

③描出的點是有限的，但反映出了點的分布規(guī)律，組成線后延伸至無窮遠(yuǎn)處，點就是無限的了。從有限到無限，此時就能對未知的運(yùn)動作出科學(xué)的預(yù)見。

（2）滲透科學(xué)思想方法教育

物理作為一門實驗學(xué)科，它以定量的可重復(fù)的實驗為依據(jù)，抓住影響實驗結(jié)果的主要的因素，使實際問題抽象為理想化的模型，對實驗的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)不是簡單的羅列，而是對其進(jìn)行分析、綜合、歸納和演繹，借助于圖象分析，再推理形成系統(tǒng)的理論，使之概括化、公式化，并進(jìn)行科學(xué)預(yù)言，為新發(fā)現(xiàn)提供指導(dǎo)性線索。可見，質(zhì)疑、分析、歸納與概括、內(nèi)插和外推，由個性（個性現(xiàn)象）高度抽象、概括出具共性普遍特征和一般意義的東西，再用之去指導(dǎo)實踐，分析個別的事物和現(xiàn)象，便是物理學(xué)使用的最基本的研究方法和程序。科學(xué)方法論中還包含：科學(xué)需要證據(jù)、科學(xué)是邏輯和想象的結(jié)合體、科學(xué)需尊重實驗數(shù)據(jù)、科學(xué)是一種預(yù)見和假設(shè)、科學(xué)不依賴權(quán)威并避免偏見等。

（3）圖象特點分析

講授：由數(shù)據(jù)到圖象，由圖象再到公式，是將由實驗結(jié)果上升到理論高度的過程。

①啟發(fā)同學(xué)們思考：能否把剛才描出的圖線寫為數(shù)學(xué)上的函數(shù)形式？

學(xué)生總結(jié)出勻速直線運(yùn)動的公式表述：S=Vt

②讓一位學(xué)生上黑板在汽車位移時間圖線上定性作出老人勻速散步的位移圖線。

引導(dǎo)學(xué)生比較分析兩圖線的特點：（1）共同點（過坐標(biāo)原點的直線）

（2）不同點（傾斜的程度----斜率）

設(shè)問：（1）圖線直否意義？圖線是否一定過坐標(biāo)原點？什么是勻速直線運(yùn)動位移圖線的本質(zhì)特征？

（2）斜率大小的意義？

小結(jié)：圖線直不直反映了運(yùn)動的勻不勻，而如果出發(fā)時不在坐標(biāo)原點，則圖線可不過原點。傾斜程度反映了運(yùn)動的快慢。越斜則說明在相同時間內(nèi)的位移越大，即運(yùn)動越快。

（3）圖像的識別→分析物理過程

講授：

位移-時間圖象反映的是物體的位置坐標(biāo)隨時間的變化關(guān)系（或位置與時間的一一對應(yīng)關(guān)系），而位置對坐標(biāo)原點來說就是位移，這與某一段時間內(nèi)發(fā)生的位移是不同的。

時間軸無負(fù)軸，而位移軸有正負(fù)，因位移是矢量，故t軸上方的位移表示正方向，t軸下方的位移表示對坐標(biāo)原點的另一方向即負(fù)方向。故位移圖線只能描述直線運(yùn)動。

圖線上每點對應(yīng)一坐標(biāo)（t,S）,由圖線可求出某一時刻質(zhì)點所處的位置或到達(dá)某一位置的時刻。圖線上一截線段的含義則是在時間（t2-t1）內(nèi)質(zhì)點發(fā)生（S2-S1）的位移。由此可知，若圖線是彎曲的，則說明在相同的時間內(nèi)質(zhì)點發(fā)生的位移是不同的，表明質(zhì)點做的是變速直線運(yùn)動。圖線若是平的，則表明位置不隨時間變化，物體是靜止的。圖線若是向下傾斜，則表明隨著時間的增大，質(zhì)點的位置離坐標(biāo)原點越來越近，質(zhì)點在做與規(guī)定正方向相反的直線運(yùn)動。

2.3師生活動（為幫助學(xué)生理解圖象，做如下游戲，可將抽象的圖象變得形象和生動。）

由感性認(rèn)識上升至理性認(rèn)識，這是認(rèn)識的第一次飛躍。而由理性認(rèn)識再用以指導(dǎo)實踐活動則是認(rèn)識的第二次飛躍。

教師從學(xué)生的角度在講臺的正面畫一直線，在講臺的中央標(biāo)上坐標(biāo)原點，規(guī)定向右為位移的正方向。后在黑板上畫下幾個S-t坐標(biāo)。

（1）讓學(xué)生注意觀察老師的運(yùn)動情況，后在圖中畫出位移圖線。

①教師從講臺中央分別向左和向右勻速走

②教師從講臺的左邊勻速走到右邊

③教師從講臺的中央走到右邊后站住（接著往回走到中央）

對學(xué)生作出的圖給予評定，圖線從略。

（2）在黑板畫出如下所示的圖象，要求學(xué)生上講臺表演與圖象相對應(yīng)的運(yùn)動。其后在圖的下面用簡潔的文字總結(jié)。

另外，也可畫出兩條圖線，讓兩位學(xué)生上臺表演追及和相向運(yùn)動問題。

學(xué)生通過這種方式來接觸、了解圖象，一方面興趣大增，同時由于親自參與，對圖象理解得非常深刻。

3、典型例題