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2021-2022學年高一上學期人教版中職物理通用類《1.2 勻變速直線運動的速度和位移》教學設計
【教學內容】
　　第一單元第2節第2課時：“勻變速直線運動的速度”“勻變速直線運動的位移”。
　　【教學目標】
　　1.理解勻變速直線運動的速度與時間、加速度的關系，會計算勻變速運動的速度；理解勻變速運動的速度圖像的意義；理解勻變速運動的位移與時間、加速度的關系，會計算勻變速直線運動的位移。
　　2.通過速度公式、位移公式的建立，體驗物理理論在物理研究中的作用，體會運用已知理論推出新理論的方法與思想；通過速度圖像的建立，體會圖像方法在物理研究中的作用。
　　3.通過物理公式、圖像對同一規律的表述，體會物理規律表達形式的多樣性，體驗物理規律的形式美，培養學生的審美意識。
　　【教學重點】
　　速度公式、速度圖像、位移公式。
　　【教學難點】
　　速度圖像的意義及運用。
　　【教具準備】
　　PPT課件。
　　【教學過程】
　　◆創設情境──引出課題
　　1．復習提問：
　　（1）什么是勻變速直線運動？它的速度有什么特點？加速度有什么特點？
　　（2）怎樣計算勻變速直線運動的加速度？某物體勻加速直線運動的加速度大小為2m/s2，這表明物體的速度怎樣變化？
　　2．評價小結：
　　（1）速度均勻變化的直線運動。速度方向不變，大小隨時間均勻變化。加速度不為零且恒定不變。
　　（2）加速度的計算公式是：。表示物體每秒增加或減小的速度是2m/s。
　　3．提出問題：若已知運動開始時的速度（初速度）及加速度，怎樣計算某時刻的速度（末速度）？
　　◆合作探究──新課學習
　　一、勻變速直線運動的速度
　　1．問題研究：教材“勻變速直線運動的速度”中的計算速度問題。
　　2．勻變速直線運動的速度公式推導。
　　（1）由加速度的意義推導──案例研究
　　例1 質點0時刻的速度是（m/s），從0時刻起以加速度a（m/s2）勻加速直線運動，求t s末質點的速度。
　　解析：質點0時刻就具有的速度為（m/s）；由加速度的意義可知，1s時間里質點增加的速度是：a（m/s2）；從0時刻到t s末的t s時間里增加的速度是at（m/s）；t s末的速度應該是0時刻的速度與ts時間里增加的速度的和，即：。
　　（2）由加速度的定義是推導：
　　加速度的定義式是：，對此關系式去分母、移項可得：
　　3．交流評價──歸納小結
　　（1）勻變速直線運動的速度公式：，若質點由靜止開始做勻變速直線運動，則有：。
　　（2）公式的意義：公式反映的是勻變速直線運動的速度隨時間變化的關系，共涉及四個與運動有關的物理量，若已知其中的三個，利用此式可求出另一個未知的物理量。
　　（3）公式中各量的方向：公式中的四個物理量中，除時間外都是矢量，既有大小又有方向。由于是直線運動，三個矢量的方向都在同一直線上。所以，可以事先確定某一個量的方向為正方向，其它量中與該量同向者代入公式時為“正（+）”，否則為“負（-）”；計算出的某量為正，說明它的方向與選定的正方向一致；為負，說明它的方向與選定的正方向相反。這樣，運用公式，不但可以計算出未知量的大小，又計算出了它的方向。
　　在運用速度公式時，一般選取初速度方向為正方向。
　　◆案例研究──小結鞏固
　　例2 教材第12頁“例題”。
　　a．例題解析
　　b．注意事項：運用公式時，各量的單位都應換算成國際單位；以初速度方向為正方向，初速度為正；若是勻加速運動，加速度為正值，若是勻減速運動，加速度為負值，其量值代入公式時，應在其量值前加“-”號；計算出的末速度為“+”，說明方向與初速度方向一致，計算出的末速度為“-”，說明它的方向與初速度的方向相反。
　　c．關于矢量正負：如上所述，矢量的正負僅表示矢量的方向，不表示矢量的大小，比較兩個矢量大小時，取它們的絕對值進行比較。
　　二、勻變速直線運動的速度圖像
　　1．合作探究
　　（1）數學知識與方法準備：在數學上，除了運用函數關系式表示一個量（因變量）隨另一個量（自變量）的變化關系外，還可以運用平面直角坐標平面上的直線或曲線表示縱坐標軸代表的量隨橫坐標代表的量的變化關系，如初中學習過的正比例函數、反比例函數等。
　　（2）方法點撥：公式反映的是勻變速直線運動瞬時速度隨時間變化的關系，就像數學問題一樣，也可以運用坐標平面上的圖像表示這一關系。如果建立平面直角坐標系，用橫軸代表時刻，縱軸代表各時刻的瞬時速度，根據質點運動中的每個時刻和相對應的瞬時速度，可以在坐標平面上描出一系列點，將這些點用平滑直線或曲線連接起來，就是質點的速度時間圖像，簡稱“v-t”圖像，它直觀形象的表示質點的速度變化情況。
　　（3）學習建立“v-t”圖像：指導學生以教材第13頁表格所反映的勻加速直線運動質點各時刻的速度，建立它的“v-t”圖像。
　　a．畫出平面直角坐標系──“tOv“坐標系，定出坐標標度；b．描點；c．連線
　　2．交流評價
　　（1）圖像的特征：直線。若是勻加速運動，是斜向上的直線，若是勻減速運動，是斜向下的直線。若初速度為零，是過原點的直線；若初速度不為零，是不過原點的直線。
　　（2）圖像的意義：
　　a．表示勻變速直線運動的速度隨時間均勻變化，可從圖像上直接讀出某時刻的瞬時速度；
　　b．表示勻變速直線運動的加速度：從圖像上任意選出兩點，可計算出加速度：。由解析幾何知識可知，比值是圖像（直線）的斜率（圖像的傾斜程度，即圖像與t軸夾角的正切，圖像越傾斜，斜率絕對值越大）。所以，v-t圖像的斜率表示加速度。
　　◆案例研究──小結鞏固
　　例3 如圖是三個質點運動時的v-t圖像，各代表物體做怎樣的運動？
　　解析：圖像都是直線，表示三個質點都做勻變速直線運動。a圖像的斜率不等于零且為正，a圖像代表的運動是勻加速直線運動；b圖像的斜率為零（圖像與t軸平行），表示加速度為零，b圖像代表的運動是勻速直線運動；c圖像的斜率不等于零且為負，c圖像代表的運動是勻減速直線運動。
　　三、勻變速直線運動的位移
　　1．合作探究
　　（1）勻變速直線運動的平均速度：
　　設勻變速直線運動質點t時間里的初末速度分別為、，則這段時間里的平均速度為：。
　　注意：此式只適用于勻變速直線運動，是由平均速度定義結合勻變速直線運動的特點推導出的。
　　（2）位移公式的推導：
　　將代入可得：，將代入可得勻變速直線運動的位移公式：
　　（3）對公式的討論：公式表示勻變速直線運動的位移隨時間變化關系，共涉及五個物理量，已知其中的四個量可計算出未知的另外一個量；應用公式時，一般以初速度方向為正方向，所以，當質點做勻加速直線運動時，代入加速度時取正，當質點做勻減速直線運動時，代入加速度時取負；如質點的初速度為零，即質點從靜止開始勻加速運動，則：。
　　2．案例研究──小結鞏固
　　例4 教材第14頁例題3
　　（1）解析例題
　　（2）強調說明：汽車等交通工具制動后的運動是勻減速直線運動，當速度減為零后，加速度將變成零（以后會學習到），汽車等將處于靜止狀態，它的減速運動隨之結束。因此在求解汽車等制動后一段時間里的位移或某時刻的速度時，應首先判斷制動后運動的真正運動的時間。
　　◆交流評價──總結歸納
　　1．課堂練習：教材第19頁“思考與練習”1。
　　2．教師總結：（見板書設計）
　　【布置作業】
　　1．復習本節課內容，完成教材第19頁“思考與練習”3。
　　2．撰寫小論文《勻變速直線運動的速度時間圖像》。
　　3．預習本節“自由落體運動”。
　　【板書設計】
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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