匀变速直线运动的速度跟时间、路程的关系 教学设计1

一、引入新课：

[问题]什么是匀变速直线运动？匀变速直线运动的速度公式是什么？速度图象是一条什么曲线？

[学生回答，教师总结]匀变速直线运动在相同的时间内，速度变化量相等，即加速度不变。速度公式是。速度图象是一条一次函数直线。可以通过研究图象或物理推理得到速度公式。

研究运动，总是要得到运动的速度和位移随时间的变化关系。这堂课我们来研究匀变速直线运动的位移。

二、研究方法：

（一）位移与哪些物理量有关？

[问题]匀变速直线运动的位移和哪些因素有关呢？

[学生讨论、回答，教师总结、评价]位移可能和初速度、时间、加速度有关。

（二）怎样研究位移和相关物理量之间的关系？

[问题]怎样研究位移和相关物理量之间的关系？能借鉴得到速度公式的方法吗？

[学生讨论、回答，教师总结、评价]可以采用研究位移-时间图象或者运用物理推理的方法得到位移公式。因此，需要得到足够多的反映位移和初速度、时间、加速度关系的数据。

[问题]得到数据以后，采用什么方法、怎样才能得到位移和初速度、时间、加速度关系？

[学生讨论、回答，教师总结、评价]两种方法：

1．在一定初速度和加速度情况下，根据数据描出位移-时间图象，从图象中找到位移和时间的规律，

[功能介绍和操作观察]可以改变运动的初位置、初速度、加速度。可以得到不同初速度、加速度情况下任意时刻的速度和位移，并根据数据描出运动的位移-时间图象、速度-时间图象和加速度-时间图象。

[分析]课件可以模拟各种复杂情况下的匀变速直线运动，我们先易后难，看看在初位置、初速度为零的情况下，位移随时间的变化规律。课件同时给出了不同时刻的速度，可以相信，这个信息对分析规律是有帮助的，也记录下速度信息。

三、探索研究：

（一）师生共同操作课件，获得如下图象和数据：可以让学生记录数据以便分析。

当v₀=0、a=2m/s²时，

（二）分析位移-时间图象：

[问题]这是一条什么曲线？位移和时间之间是什么关系？

[学生讨论、回答，教师总结、评价]很难确定这条曲线的性质和位移时间关系。

学生也可能会说二次曲线或抛物线。我们观察发现这条曲线比较接近二次曲线，但是否正确，还需要通过数据分析进一步判断。也可以在此分岔，一部分学生探究曲线是否是二次曲线，需要学生分析研究方法。

（三）分析数据：

（四）初速度不等于零的匀变速直线运动位移公式：

[问题]在初速度不等于零的情况下，匀变速直线运动位移公式是什么样的？它的速度图象与时间轴所围的面积仍然表示位移吗？如果是那样的话，位移公式是什么样的？

[分析]如果匀变速直线运动位移的速度图象与时间轴所围的面积仍然表示位移，那么位移公式是：。

[验证]运用课件对结论进行验证。让学生提出初速度和加速度的数值，通过课件得到经过一定时间的位移，再由学生根据公式计算，检验结果是否相等。验证结论正确，公式成立。

四、小结：理论和实验都表明，匀变速直线运动的位移公式：。

[总结]我们利用互动课件，通过对匀变速直线运动的“定量”分析研究，结合运动图象，发现速度图象与时间轴所围的面积表示位移，得到了位移公式，并发现位移-时间图象是一条抛物线。

[存疑1]我们发现位移-时间图象是一条抛物线是从位移公式推理得出，如果要从实验数据分析得出的话，我们需要对数据做怎样的处理？

[存疑2]我们发现，在匀速运动和匀加速直线运动的速度-时间图象中，速度图象与时间轴所围的面积表示位移。那么，这是一个普遍规律吗？是不是对任何直线都成立？

[思考题]上海的磁悬浮列车可以在4分钟内加速到431公里每小时，你知道列车从龙阳路出发，大约经过多少距离会加速到这个速度？假设磁悬浮列车在作匀加速直线运动。