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高一物理勻速直線運動的圖象教案設(shè)計范文
教學(xué)目的：
1.會認(rèn)識圖象;理解勻速直線運動圖象的物理意義;會畫簡單的圖象;會利用圖象求位移和速度。
2.了解用圖象來處理實驗數(shù)據(jù)，探索物理規(guī)律的研究方法。
重點、難點：
理解勻速直線運動的圖象的物理意義。
教具：
氣墊導(dǎo)軌(包括氣源和滑塊)，J0201-1型數(shù)字計時器三臺，光電門四個，放大器(自制)一個，米尺，三角板。
教學(xué)過程：
[復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容，引入新課] 復(fù)習(xí)勻速直線運動速度公式v=s/t和位移公式s=vt 指出：物體的運動規(guī)律除了用公式來表示外，還可以用圖象來表示。怎樣用圖象來表示物體的運動規(guī)律?請看下面的例子。
[實驗] 研究一滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上的運動情況。實驗裝置如圖1所示，分別用三臺數(shù)字計時器同時測量滑塊三段位移(OA段、OB段、OC段)所用的時間。將取得的實驗數(shù)據(jù)在圖上標(biāo)出(圖1中所標(biāo)的數(shù)據(jù)是某一次實驗取得的一組數(shù)據(jù))。
[提出問題] 實驗測出滑塊位移20cm、40cm和60cm所用的時間，但滑塊在任意時間內(nèi)(如：1s內(nèi)、2s內(nèi))的位移是多少?還不知道。滑塊通過任一位移(如位移50cm)所用的時間是多少?還不知道。也就是說滑塊的位移和時間的關(guān)系還不知道，我們現(xiàn)在用圖象法來研究它們的關(guān)系。如何研究?
[講述] 選一個平面直角坐標(biāo)系，用橫軸表示時間t，用縱軸表示位移s，選取單位和合適的標(biāo)度，根據(jù)實驗測出的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點，然后用平滑線將這些點連接起來，這條線就表示滑塊的位移和時間的關(guān)系。這種圖象叫做位移時間圖象，簡稱位移圖象。
[板書] 一、位移時間圖象。
[講述] 請同學(xué)們根據(jù)實驗測出的數(shù)據(jù)在方格紙上畫出滑塊的位移時間圖象。
(畫圖前先將作圖步驟寫在幻燈片上投影并講述，讓學(xué)生明確)作圖步驟：1.列表記錄實驗數(shù)據(jù);2.選取直角坐標(biāo)系;3.標(biāo)明坐標(biāo)軸表示的物理量及單位;4.選擇合適的標(biāo)度;5.描點;6.用平滑線將各點連接起來。
[學(xué)生作圖，教師巡視輔導(dǎo)]
[提問] 作出滑塊的位移時間圖象形狀是什么樣子?(學(xué)生根據(jù)自己作出的圖象回答：是一條傾斜的直線)。
[講評、糾正學(xué)生作圖中存在的問題]
[小結(jié)] 作出的圖象可看出：在誤差允許范圍內(nèi)各點基本在一條直線上，即可認(rèn)為滑塊的位移圖象是一條傾斜的直線。且這條直線通過坐標(biāo)原點。
[討論]根據(jù)作出圖象的形狀判斷滑塊做什么運動?
[歸納小結(jié)] 過原點的直線表示正比函數(shù)，即滑塊的位移跟時間成正比。從而可知：滑塊是做勻速直線運動。
[引導(dǎo)學(xué)生從圖象求] (1)滑塊在任意時間內(nèi)的位移(滑塊1s內(nèi)、2s內(nèi)的位移;1s末到2s末這段△t時間內(nèi)的位移△s);(2)滑塊任一位移所用的時間(如位移50厘m的時間)。
[小結(jié)并板書]
1.勻速直線運動位移圖象是一條傾斜的直線。
2.從圖象可求：(1)位移;(2)時間;
[設(shè)問] 能不能從位移圖象上求運動速度?怎樣求?(學(xué)生思考)
[講述] 圖2中△s就是滑塊在△t時間內(nèi)的位移，所以△s/△t=v。從圖中可看出比值△s/△t越大，直線與水平夾角也越大，直線越陡。因此△s/△t也叫做直線的斜率，用k表示。
(指導(dǎo)學(xué)生看書甲種本第60頁第4行)
[板書] (3)速度v=△s/△t=k。
[練習(xí)] 求滑塊的運動速度：
v =△s/△t=23cm/1s=23cm/s
=0.23m/s
[鞏固練習(xí)]
1.在位移圖象(圖2)中畫出另一條直線Ⅱ(速度 0.1m/s)。提問：(1)這條圖線表示物體做什么運動?(2)它的運動速度比滑塊大還是小?(3)求出它的運動速度。
2..圖3是一個做直線運動物體的位移圖象，線段OA、AB各表示物體做什么運動?哪段的速度大?兩段的速度分別為多少?
[講述] 在位移圖象中將縱軸s改為v，即縱軸改為表示速度，那么這種圖象變?yōu)楸硎舅俣群蜁r間的關(guān)系。我們叫做速度時間圖象，簡稱速度圖象。
[板書] 二、速度時間圖象
[討論] 勻速直線運動的速度時間圖象的形狀是什么樣子?(前后桌子四個同學(xué)為一組，討論后各組匯報討論結(jié)果)。
[小結(jié)并板書] 勻速直線運動速度不隨時間改變。各時刻速度大小都一樣，因此它的速度時間圖象是一條平行于橫軸的直線。
[作圖] 畫出圖2中滑塊和另一物體的速度圖象(如圖4)。
[分析] 1.在同一坐標(biāo)平面上，直線在縱軸上截距越大，表示運動速度越大。
2.從圖象中可求物體任意時間內(nèi)的位移，例如求圖2中物塊在2s內(nèi)的位移。據(jù)s=vt，對照圖4分析指出這個位移大小可用圖象中縱軸表示速度的線段和橫軸表示時間的線段所構(gòu)成的面積來表示，即 0.1m/s2s=0.2m。但位移和面積是兩個含義不同的量，我們不過是借用面積來表示位移的大小。另外這個面積的單位是m/ss=m，而不是m2，所以這個面積要加雙引號。
[板書] 2.從圖象可求：(1)速度;(2)位移(位移的數(shù)值等于面積的數(shù)值)。
[鞏固練習(xí)] 3.畫出圖3中物體運動的
速度時間圖象。
[學(xué)生練習(xí)，教師巡回檢查輔導(dǎo)然后講評]。
[歸納總結(jié)]
1.對勻速直線運動位移圖象和速度圖象進行比較總結(jié)，加深學(xué)生對圖象意義的理解。
2.物體的運動規(guī)律可以用公式來描述，也可以用圖象來描述，用圖象描述直觀、形象。它是研究問題的一種重要方法。希望同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)，為今后科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。
教學(xué)設(shè)計
一、教改指導(dǎo)思想
1.雷樹人先生在全國中學(xué)物理特級教師會議上談中學(xué)物理教學(xué)改革的指導(dǎo)思想時指出：要使學(xué)生在學(xué)習(xí)基本物理知識的過程中逐步掌握研究物理問題的科學(xué)方法。有關(guān)科學(xué)方法的訓(xùn)練，應(yīng)該說是與物理知識的掌握是同等重要的。(《物理教學(xué)》 87年第 4期第 3頁)。這是中學(xué)物理教改的一個重要方面，在實際教學(xué)中，應(yīng)該充分發(fā)揮教材中潛在的各種教育因素，精心設(shè)計教學(xué)結(jié)構(gòu)，綜合運用各種教學(xué)方法，有意識讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時，也得到科學(xué)方法的訓(xùn)練，從而培養(yǎng)學(xué)生的分析解決問題的能力和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。改變單純?yōu)閭魇谥R而進行教學(xué)的局面。將知識的教學(xué)，能力的培養(yǎng)，思想、方法的教育有機地結(jié)合在一起。
2.在教學(xué)中把學(xué)生看作具有主觀能動性的人，而不是把學(xué)生當(dāng)作一個被動地接受知識的對象。在各個教學(xué)環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的措施，恰當(dāng)選擇各種教學(xué)方法，綜合運用，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，讓學(xué)生通過自己的實踐去掌握知識。改變傳統(tǒng)教學(xué)論中以教師為中心，以書本為中心的原則為以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，以實踐為基礎(chǔ)的原則。
二、本節(jié)教學(xué)特點
本節(jié)教學(xué)是在前面所談的教改指導(dǎo)思想指導(dǎo)下設(shè)計的，它有下面幾個特點。
1.在物理知識教學(xué)中，貫穿著思想、方法教育。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖象，圖象反映物理規(guī)律，這是我們通過實驗探索自然規(guī)律的一條重要的基本途徑。這種方法在今后學(xué)習(xí)中還要多次用到。如第三章研究運動物體的加速度跟力和質(zhì)量的關(guān)系，就是采用這種方法。這是研究問題的一種重要方法。要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識過程中逐步學(xué)會這種研究方法。因此講授勻速運動位移圖象時，我們不是從勻速運動位移公式s=vt直接畫出位移時間圖象，而是設(shè)計一個實驗：研究滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上運動情況，用數(shù)字計時器測出滑塊三段位移所用的時間，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)取得的實驗數(shù)據(jù)，選取平面直角坐標(biāo)，描點，畫出滑塊的位移時間圖象。再啟發(fā)學(xué)生從作出的圖象分析得出滑塊的運動規(guī)律，然后引導(dǎo)學(xué)生從圖象求滑塊任一時間內(nèi)的位移。這一教學(xué)程序的安排使學(xué)生在學(xué)習(xí)位移圖象的過程中，也初步學(xué)會用圖象處理實驗數(shù)據(jù)，尋找物理規(guī)律這種研究問題的重要方法。這一教學(xué)程序體現(xiàn)了由特殊到一般，又由一般到特殊。這個認(rèn)識運動過程的思維方法。使學(xué)生得到潛移默化，在學(xué)習(xí)物理知識中自然地接受科學(xué)方法和辯證觀點的教育。同時也培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
2.有利突破難點。理解圖象物理意義是一個難點，模糊認(rèn)識表現(xiàn)在以為質(zhì)點作勻速運動的軌跡是一條直線，而位移圖象也是一條直線，就誤認(rèn)為位移圖象代表了質(zhì)點實際運動軌跡。安排從實驗測出數(shù)據(jù)、描點、畫出位移圖象。學(xué)生能直觀看到滑塊的運動軌跡，又是通過自己描點，畫出位移圖象，對圖象的本質(zhì)有所認(rèn)識。就不會將物體的運動軌跡和位移圖象混在一起。因此，這樣安排有利于突破難點，幫助學(xué)生正確理解圖象的物理意義。
3.綜合運用各種教學(xué)方法。教學(xué)方法上采用實驗、作圖、啟發(fā)、討論、練習(xí)、講評等多種方法的綜合應(yīng)用，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的原則。確保雙基，又培養(yǎng)能力。
(1)設(shè)計研究滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上的運動情況的實驗。用數(shù)字計時器測時間，學(xué)生能準(zhǔn)確、直觀讀出實驗數(shù)據(jù)。能形象看到被研究物體的運動軌跡。實驗測出的數(shù)據(jù)又為講授勻速直線運動位移圖象和速度圖象提供直觀的例子。也體現(xiàn)用實驗探索自然規(guī)律這種科學(xué)方法。既激發(fā)學(xué)生的興趣，又豐富了教學(xué)內(nèi)容。
(2)根據(jù)實驗測出的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)學(xué)生作圖安排三個層次：A、作圖前通過幻燈投影、講解、讓學(xué)生明確作圖步驟;B、學(xué)生按步驟在方格紙上作圖，自己實踐、練習(xí);C、根據(jù)學(xué)生在作圖中出現(xiàn)的問題進行講評、指正。通過這樣強化作圖訓(xùn)練，使學(xué)生學(xué)會作圖，加深對圖象意義的理解。既扎實雙基，又提高能力。同時也培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度。
(3)注意啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生分析和討論。在學(xué)生作出滑塊的位移圖象形狀是一條通過原點的傾斜直線后，緊接著引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)作出圖象的形狀、聯(lián)系物理知識分析、討論。從而得出滑塊是做勻速直線運動的結(jié)論。整個過程學(xué)生思維積極主動。在講完速度圖象定義后，組織學(xué)生討論(前后桌子四個同學(xué)為一組)：勻速直線運動的速度圖象形狀是什么樣子?學(xué)生在前面已經(jīng)學(xué)過位移圖象的基礎(chǔ)上，通過辨識和爭論，明確認(rèn)識，得出正確的結(jié)論。學(xué)生在討論中主動獲取知識，教師再歸納小結(jié)。學(xué)生對圖象意義就有較深刻的理解。充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，又活躍課堂學(xué)習(xí)氣氛。體現(xiàn)出以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的原則。
(4) 在講授位移圖象及應(yīng)用后及時安排學(xué)生做練習(xí)。講授速度圖象后也安排一道練習(xí)題。學(xué)生剛學(xué)習(xí)過的知識在新情境中及時得到應(yīng)用。有利學(xué)生對概念的進一步理解和鞏固。同時通過學(xué)生的練習(xí)、回答。及時反饋信息，揭示學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的誤差，及時幫助、矯正。能確保雙基，培養(yǎng)能力，提高教學(xué)效果。
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