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匀变速直线运动的速度与时间的关系的物理教案(精选6篇)
作为一位不辞辛劳的人民教师,通常需要用到教案来辅助教学,教案是教学活动的依据,有着重要的地位。来参考自己需要的教案吧!下面是小编为大家收集的匀变速直线运动的速度与时间的关系的物理教案(精选6篇),仅供参考,欢迎大家阅读。
匀变速直线运动的速度与时间的关系的物理教案 篇1
教学目标
知识目标
1、掌握匀变速直线运动的速度公式,并能用来解答有关的问题。
2、掌握匀变速直线运动的位移公式,并能用来解答有关的问题。
能力目标
体会学习运动学知识的一般方法,培养学生良好的分析问题,解决问题的习惯。
教学建议
教材分析
匀变速直线运动的速度公式是本章的重点之一,为了引导学生逐渐熟悉数学工具的应用,教材直接从加速度的定义式由公式变形得到匀变速直线运动的速度公式,紧接着配一道例题加以巩固。意在简单明了同时要让学生自然的复习旧知识,前后联系起来。
匀变速直线运动的位移公式是本章的另一个重点。推导位移公式的方法很多,中学阶段通常采用图像法,从速度图像导出位移公式。用图像法导位移公式比较严格,但一般学生接受起来较难,教材没有采用,而是放在阅读材料中了。本教材根据,说明匀变速直线运动中,并利用速度公式,代入整理后导出了位移公式。这种推导学生容易接受,对于初学者来讲比较适合。给出的例题做出了比较详细的分析与解答,便于学生的理解和今后的参考。
另外,本节的两个小标题“速度和时间的关系”“位移和时间的关系”能够更好的让学生体会研究物体的运动规律,就是要研究物体的位移、速度随时间变化的规律,有了公式就可以预见以后的运动情况。
教法建议
为了使学生对速度公式获得具体的认识,也便于对所学知识的巩固,可以从某一实例出发,利用匀变速运动的概念,加速度的概念,猜测速度公式,之后再从公式变形角度推出,得出公式后,还应从匀变速运动的速度—时间图像中,加以再认识。
对于位移公式的建立,也可以给出一个模型,提出问题,再按照教材的安排进行。
对于两个例题的处理,要引导同学自己分析已知,未知,画运动过程草图的习惯。
教学重点:
两个公式的建立及应用
教学难点:
位移公式的建立。
主要设计
一、速度和时间的关系
1、提问:什么叫匀变速直线运动?什么叫加速度?
2、讨论:若某物体做匀加速直线运动,初速度为2m/s,加速度为,则1s内的速度变化量为多少?1s末的速度为多少?2s内的速度变化量为多少?2s末的速度多大?ts内的速度变化量为多少?ts末的速度如何计算?
3、请同学自由推导:
4、讨论:上面讨论中的图像是什么样的?从中可以求出或分析出哪些问题?
5、处理例题:(展示课件1)请同学自己画运动过程草图,标出已知、未知,指导同学用正确格式书写。
二、位移和时间的关系:
1、提出问题:一中第2部分给出的情况。若求1s内的`位移?2s内的位移?t秒内的位移?怎么办,引导同学知道,有必要知道位移与时间的对应关系。
2、推导:回忆平均速度的定义,给出对于匀变速直线运动,结合,请同学自己推导出。若有的同学提出可由图像法导出,可请他们谈推导的方法。
3、思考:由位移公式知s是t的二次函数,它的图像应该是抛物线,告诉同学一般我们不予讨论。
4、例题处理:同学阅读题目后,展示课件2,请同学自己画出运动过程草图,标出已知、未知、进而求解。
探究活动
请你根据教材练习六中第(4)题描述的情况,自己设计一个实验,看看需要哪些器材,如何测量和记录,实际做一做,并和用公式算得的结果进行对比。
匀变速直线运动的速度与时间的关系的物理教案 篇2
教学目标
知识目标
1、通过例题的讨论学习匀变速直线运动的推论公式及。
2、了解初速度为零的匀加速直线运动的规律。
3、进一步体会匀变速直线运动公式中矢量方向的表示方法。
能力目标
培养学生分析运动问题的能力以及应用数学知识处理物理问题的能力
教材分析
教材通过例题1自然的引出推论公式,即位移和速度关系,通过思考与讨论对两个基本公式和推论公式做了小结,启发学生总结一般匀变速直线运动问题涉及到五个物理量,由于只有两个独立的方程式,因此只有在已知其中三个量的情况下,才能求解其余两个未知量,引导同学思考和总结初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律,教材通过例题2,实际上给出了对于匀变速直线运动的平均速度特点,强调由两个基本公式入手推导出有用的推论的思想,培养学生分析运动问题的能力和应用用数学处理物理问题的能力。
教法建议
通过例题或练习题的讨论,让学生自己分析题目,画出运动过程草图,动手推导公式,教师适时地加以引导和总结,配合适当的课件,加强学生的认识,在推导位移公式时直接给出的,在这里应向学生说明,实质上它也是匀变速直线运动的两个基本公式的推论。
教学重点:
推论公式的得出及应用。
教学难点:
初速度为零的匀变速直线运动的比例关系。
主要设计:
一、例题1的'处理:
1、让学生阅读题目后,画运动过程草图,标出已知条件,a,s,待求量。
2、请同学分析解题思路,可以鼓励学生以不同方法求解,如“先由位移公式求出时间,再利用速度公式求”等。
3、教师启发:上面的解法,用到两个基本公式,有两个未知量t和,而本题不要求求出时间t,能否有更简单的方法呢?可以启发学生两个基本公式的消去,能得到什么结论呢?
4、让学生自己推导,得到,即位移和速度的关系,并且思考:什么条件下用这个公式更方便?
5、用得到的推论解例题
二、思考与讨论的处理
1、三个公式中国共产党包括几个物理量?各个公式在什么条件下使用更方便?
2、用三个公式解题时,至少已知几个物理量?为什么?
3、如果物体的初速度等于零,以上三个公式是怎样的?请同学自己写出:
三、例题2的处理
1、让学生阅读题目后,画运动过程草题,标出已知量、待求量为。
2、放手让同学去解:可能有的同学用公式(3)和(1)联立先解出a再求出t;也可能有的同学利用前面学过的,利用求得结果;都应给予肯定,也可能有的同学受例1的启发,发现本题没让求加速度a,想到用基本公式(1)(2)联立消去a,得到。
3、得到后,告诉学生,把它与对比知,对于匀变速直线运动,也可以当作一个推论公式应用,此公式也可由,将位移公式代入,利用求得,(请同学自己推证一下)
4、用或解例2。
四、讨论典型例题(见后)
五、讨论教材练习七第(5)题。
1、请同学根据提示,自己证明。
2、展示课件,下载:初速度为零的匀加速直线运动(见媒体资料)
3、根据课件,展开讨论:
(1)1秒末,2秒末,3秒末……速度比等于什么?
(2)1秒内,2秒内,3秒内……位移之比等于什么?
(3)第1秒内,第2秒内,第3秒内……位移之比等于什么?
(4)第1秒内,第2秒内,第3秒内……平均速度之比等于什么?
(5)第1个1米,第2个1米,第3个1米内……所用时间之比等于什么?
探究活动
根据本节所学知识,请你想办法测出自行车刹车时的初速度及加速度,需要什么测量仪器?如何测量?如何计算?实际做一做。
匀变速直线运动的速度与时间的关系的物理教案 篇3
教学目标
(一)知识与技能
1、认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
2、能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
3、知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,了解在地球上的不同地方,重力加速度大小不同。
4、掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律,并能够运用自由落体规律解决实际问题。
5、初步了解探索自然规律的科学方法,重点培养学生的实验能力和推理能力。
(二)过程与方法
6、会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。
7、会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。
8、善于进行观察,并能独立思考或与别人进行讨论、交流。
(三)情感态度与价值观
9、通过指导学生探究,调动学生积极参与讨论,培养学生学习物理的浓厚兴趣。
10、渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自由落体。
11、培养学生的团结合作精神和协作意识,敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。
教学重点
1、自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
2、掌握自由落体运动的规律,并能运用其解决实际问题。
教学难点
理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。
教学过程设计思想:
1、先用游戏激发学生学习兴趣,顺理成章地研究落体运动;
2、通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力,从而猜想若没有空气阻力会怎样;
3、用牛顿管实验验证猜想,引入了新的理想运动模型:自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验,加深印象;
4、了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件;
5、着手研究自由落体运动的规律,利用打点计时器进行研究,得到结论;
6、总结自由落体运动特点及重力加速度;
7、应用训练。
一、引入:
教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”(在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间)游戏。
师:一般情况下,刻度尺是用来测量什么物理量的?
生:测量物体长度的!
师:大家看到我手里的这把尺子了没有?我这把尺子跟普通尺子是不一样,有特殊的功能,它可以测量出你的反应时间。不信?我请几位同学上来试试。找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。
师:相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢?是根据什么原理呢?我可以告诉大家,尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。
师:像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物,如果把线剪断,它就在重力的作用下,沿着竖直方向下落。从手中释放的石块,在重力的作用下也沿着竖直方向下落。
师:不同的物体下落快慢是否一样呢?物体下落的快慢由哪些量决定?请大家结合日常生活经验回答问题。
生:不同物体下落快慢应该是不一样的,下落快慢应该是由质量决定,质量大的下落快,质量小的下落快慢。
师:这位同学回答得对不对呢?大家看我来做几个实验。
演示实验
1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放,结果金属片先着地。教师不发表意见,继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。
2、将刚才的纸片紧紧捏成一团,再次与硬币同时释放,结果两者几乎同时落地。
3、将两个完全一样的纸片,一个捏成团,一个平展,则纸团下落快。
师:物体下落快慢是由质量决定吗?
生:不是的!
师:为什么这样说?
生:第2个实验和第三实验都说明了这个问题,特别是第3个问题,质量一样却下落有快慢之分。
师:那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢?
生:我想应该是空气阻力。
猜想
师:如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力,那么在没有空气阻力,物体的下落快慢应该是一样的,这种猜想是不是正确呢?我们来做一个实验验证一下。
验证牛顿管实验:
师:刚才的实验现象验证了我们的猜想,在没有空气阻力即物体只受重力的情况下,所有物体由静止下落的快慢是一样的。
师:1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放,它们同时落在月球表面,这是通过电视转播过的。
二、自由落体运动
师:物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落,它的受力情况有什么特点?
生:没有空气阻力,则物体只受重力。
师:很好!物理学中把这种只受重力作用,由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。自由落体运动:在只受重力的情况下,由静止开始下落的运动。
师:我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗?比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗?
生:肯定不是,因为在地球表面大气层内,没有空气的情况是不存在的。
师:说得很好!在我们的日常生活环境下,自由落体运动是不存在的,只是一种理想运动模型。但利用忽略次要因素,抓住主要因素的物理研究方法,我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。什么样才叫做阻力影响不大,就是阻力跟重力相比可以忽略。近似条件:一般情况下,密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。
三、自由落体运动的运动规律
师:做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢?速度随时间是如何变化的.?位移随时间又是如何变化的,我们该如何来研究它的运动规律呢?
生:利用打点计时器。先选择一个物体,这个物体必须密度大,实心,体积不要太大,这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。接着用打点计时器来研究物体的运动规律。
师:请同学们自己设计并进行实验,将纸带的处理结果告诉我。
学生设计、操作并处理实验结果总结分析运动规律
师:实验结论是什么?
生:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
师:如何得出这个结论?
生:根据实验得到的纸带,我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规律
来验证纸带,结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。
师:回答得非常正确!自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,这个结论我们要牢记。
师:那再计算一下自由落体的加速度大小是多少?方向如何?
生:我所算得的结果在9.4左右,方向是竖直向下,因为物体是竖直向下匀加速的,所以加速度方向应该与速度方向相同,竖直向下。
师:其他同学的结果呢?
生:我的也差不多。
关键点提问
师:大家用的是质量不同的重锤做的实验,为什么求出来的加速度结果差不多呢?
生:虽然重锤质量不同,但由于空气阻力影响较小,均可以近似成自由落体运动,而我们已经知道:所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多是符合事实的。总结归纳重力加速度
师:同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度,用g表示。精确的实验发现,在地球上不同的地方,g的大小是不同的:
1、纬度越高,g越来越大;
2、同一纬度,高度越大,g越小。一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2,如果没有特殊说明,都按9.8m/s2计算。
例1、下列说法正确的是(bd)
a、物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
b、物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
c、从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用,不能看成自由落体运动。
d、从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用,因为阻力与重力相比可以忽略,所以能看成自由落体运动。
例2、下列说法不正确的是(a)
a、g是标题,有大小无方向。
b、地面不同地方g不同,但相差不大。
c、在同一地点,一切物体的自由落体加速度一样。
d、在地面同一地方,高度越高,g越小。
例3、ab两物体质量之比是1:2,体积之比是4:1,同时从同一高度自由落下,求下落的时间之比,下落过程中加速度之比。
解:因为都是自由落体运动,高度一样,所以下落时间一样,1:1;下落过程加速度也一样都是g,1:1
例4、质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下,g=10m/s2,求:
1、经过多长时间落地?
2、第一秒和最后一秒的位移。
3、下落时间为总时间的一半时下落的位移。
解:1、xx。
2、xx。
3、连续相等时间位移之比1:3,则位移为xx。
师:自由落体运动速度与时间关系、位移速度关系以及位移与时间关系是怎样的?
学生总结:回答测反应时间尺的原理。
学生分析,自己回答。
匀变速直线运动的速度与时间的关系的物理教案 篇4
一、教材分析
本节的内容是让学生熟练运用匀变速直线运动的位移与速度的关系来解决实际问题,教材先是通过一个例题的求解,利用公式x=v0t+at2和v=v0+at推导出了位移与速度的关系:v2-v02=2ax,到本节为止匀变速直线运动的速度—时间关系、位移—时间关系、位移—速度关系就都学习了,解题过程中应注意对学生思维的引导,分析物理情景并画出运动示意图,选择合适的公式进行求解,并培养学生规范书写的习惯,解答后注意解题规律,学生解题能力的培养有一个循序渐进的过程,注意选取的题目应由浅入深,不宜太急,对于涉及几段直线运动的问题,比较复杂,引导学生把复杂问题变成两段简单问题来解。
二、目标
1知识与技能
(1)理解匀变速直线运动的位移与速度的关系。
(2)掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间的关系,会用公式解决匀变直线运动的实际问题。
(3)提高匀变速直线运动的分析能力,着重物理情景的过程,从而得到一般的学习方法和思维。
(5)培养学生将已学过的数学规律运用到物理当中,将公式、图象及物理意义联系起来加以运用,培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
2过程与方法
利用多媒体课件与课堂学生动手实验相互结合,探究匀变速直线运动规律的应用的方法和思维。
3情感态度与价值观
既要联系的观点看问题,还要具体问题具体分析。
三、教学重、难点
具体到实际问题当中对物理意义、情景的分析。
四、学情分析
我们的学生属于A、B、C分班,学生已有的知识和实验水平均有差距。有些学生仅仅对公式的表面理解会做套公式的题,对物理公式的内涵理解不是很透彻,所以讲解时需要详细。
五、教学方法
讲授法、讨论法、问题法、实验法。
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习已学过的两个公式
(1)速度公式
(2)位移与时间公式
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:
1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景引入,展示目标
1.通过下面一道题目,让学生从不同角度,感受一题多解,拓展学生的物理思维。
一辆汽车以20m/s的速度行驶,驾驶员发现前方道路施工,紧急刹车并最终停止。已知汽车刹车过程的加速度大小是5m/s2,假设汽车刹车过程是匀减速直线运动,则汽车从开始刹车经过5s所通过的位移是多少?
(利用该题让学生知道:①对匀减速直线运动,若取v0方向为正方向时,则v0>o,a<0。②对汽车刹车过程,在给定的时间内的汽车是否一直在做匀减速直线运动,还需要进行判断。③让学生感受到一题多解——公式法、图象法和逆向思维法。)
2.通过物理情景1的分析,让学生寻找匀变速直线运动中位移与速度的关系。
【情景1】射击时,火药在枪筒中燃烧。燃气膨胀,推动弹头做加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动,假设枪筒长0.64m,子弹的加速度5×105m/s2,我们根据已知条件能否求出子弹射出枪口时的速度?
问题1:能否根据题意,用前面的'运动规律解决?
[学生活动]用公式得出子弹离开枪口时的速度。
(三)合作探究,精讲点拨
问题2:在这个问题中,已知条件和所求的结果都不涉及时间t,它只是一个中间量。能否根据前面学习的运动规律,得到位移x与速度v的关系呢?
[学生活动]用公式进行推导。(请一位学生板演)
[教师活动]通过以上分析可以看到,如果说问题的已知量和未知量都不涉及时间,利用求解,往往会使问题变得简单、方便。
[学生活动]用公式求解上面的问题,并与前面的方法进行比较。
(四反思总结,当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生理解本节公式,并对所学内容进行简单的反馈纠正。
[例1]通过测试得知某型号的卡车在某种路面上急刹车时加速度大小是5m/s2。如果要求它在这种路面上行驶时在22.5m内必须停下,它的行驶速度不能超过多少千米每小时?
[教师活动]分析问题,用公式求解问题,并注意匀减速直线运动中加速度取负值。通过板书提醒学生解题规范化。
[例2]美国“肯尼迪”号航空上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“F-A-15”型战斗机在跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0m/s2,起飞速度为50m/s。若要该飞机滑行100m后起飞,则:
(1)弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?(可保留根号)
(2)假设某航空不装弹射系统,但要求“F-A-15”型战斗机能在它上面正常起飞,则该跑道至少多长?
[教师活动]分析题意,已知条件,求什么物理量,正确选取运动规律。
[学生活动]用公式求解问题,同时注意具体问题具体分析。
[例3]驾驶手册规定具有良好刹车性能的汽车在以80km/h的速率行驶时,可以在56m的距离内刹住;在以48km/h的速率行驶时,可以在24m的距离内刹住。假设对这两种速率,驾驶员的反应时间(在反应时间内驾驶员来不及使用刹车,车速不变)与刹车产生的加速度都相同,则驾驶员的反应时间是多少?
[教师活动]引导学生分析汽车在整个过程中运动规律,如何解决问题。
[学生活动]根据题意的分析,正确选用运动规律求解。
(五)发导学案、布置预习
匀变速直线运动的速度与时间的关系的物理教案 篇5
教学目标
1、知识与技能:理解自由落体运动的实质及相关概念,掌握自由落体运动的规律。
2、过程与方法:通过演示实验让学生从观察实验中分析归纳出自由落体运动的特点,培养学生将形象思维转化为抽象思维的能力,归纳概括出物理概念和物理规律的能力。
3、情感态度价值观:
(1)通过实验、观察、推理、归纳等科学知识和方法,培养学生透过现象看本质的认识观;
(2)通过对自由落体运动的学习,培养学生多层次考虑问题的辩证唯物主义思想;
(3)通过多媒体技术的应用激发学生的学习兴趣,培养学生追求科学真理的学习品质。
(4)让学生感受到物理与科学和社会、生活的联系,感受到科学的现实性。使学生产生强烈的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,初步领略科学的美妙与和谐,体验解决问题时的喜悦。培养学生合作意识与协作精神。
教学重点和难点
重点:
认识自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀变速直线运动,并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题.
难点:
(1)物体下落的快慢与物体所受重力大小无直接关系。
(2)同一地点自由落体运动中不同物体下落的加速度都为g。
教学过程设计
一、引入新课
同学们,在讲新课之前,老师先给大家讲一则生活见闻。老师有一次在街上看见一个江湖骗子在行骗,现在我将他的骗术再现一下:
这是一张百元钞票,我捏住它的顶端,你用两个手指放在钞票的中部做好捏住钞票的准备,但注意在我松手之前你手的任何部分都不能碰到钞票,当看到我松手时,你就立刻去捏钞票。
骗子说:“如果你能捏得住,百元钞票归你,如果捏不住,你只需给我五元钱”。
现在请三位反应敏捷的同学上台来试试,看能否捏得住钞票。
事实证明,绝大多数人都捏不到钞票而被骗。要戳穿骗子的骗局,揭示其中的科学道理,学习完本节内容就知道了。
二、新课教学
[板书:第3节匀变速直线运动实例——自由落体运动]
师:现在我们来研究挂在细线下静止的小球,小球受哪些力的作用?
生:重力和拉力
师:如果把线剪断,小球下落后受什么力作用?
生:重力和空气阻力(较小)
师:那么,小球将在什么方向上运动?
生:沿竖直方向下落
演示:用火将绳子剪断,小球下落。
这就是我们常见的物体自由下落的现象。将轻重不同的物体从同一高度同时静止释放,快慢相同吗?(同学们七嘴八舌,主要有两种看法:重的物体下落快、重的物体不一定下落快。)
[板书:一、科学探究1——轻重物体下落快慢相同吗?]
师:赞成重的物体下落快的同学请举手,赞成重的物体下落不一定快的同学请举手。究竟哪种说法正确呢?现在我们来举行一次小小的辩论赛吧。请刚才举手的同学们各选出三名代表,坐到讲台的两侧来。
坐在讲台左侧的代表队为正方,他们的观点是:重的物体下落快。坐在讲台右侧的代表队为反方,他们的观点是:重的物体下落不一定快。每队的桌面上放有硬币一枚、相同纸片两张、相同体积的铁球和铝球各一个。现在各队先讨论5分钟,可以利用桌面的器材设计实验来论证本方的观点。
正方甲生:同学们请看,将硬币与纸片同时由同一高度静止释放,硬币比纸片下落得快,说明重的物体下落快。(鼓掌)
反方乙生:将纸片捏成团,然后与硬币同时由同一高度静止释放,两者几乎同时落到桌面上。说明重的物体下落不一定快。(鼓掌)
正方丙生:你们怎么证明是同时到达呢?根本看不清楚,硬币肯定会更快到达桌面的,只是太快了,我们眼睛区分不出来。
反方丁生:将铁球和铝球同时由同一高度静止释放,大家认真听听,落到桌面时,声音只有一个(演示),说明两球是同时落到桌面的,也即快慢一样。
正方丙生:落到桌面的声音并不清脆,有些混浊,也许是两个时间间隔太短了,我们的耳朵区分不出来。
反方戊生:我们假设“较重的铁球下落得快”是正确的,那么将铁球和铝球用线连在一起下落,跟铁球单独下落相比,谁下落得快?按正方观点连在一起的两球比铁球重,应该比铁球下落得快。但是铁球和铝球连在一起后,下落得慢的铝球要对下落得快的铁球起阻碍作用,所以两球连在一起时,应该比单独的铁球下落得慢。由正方观点推出了自相矛盾的两个结论,所以说,正方观点在逻辑上是站不住脚的,是错误的。(热烈鼓掌)
正方同学面面相觑,哑口无言。
师:在刚才的'激烈辩论中,正反双方同学都能开动脑筋、积极思考,充分利用了桌面上的器材来论证已方的观点,特别是反方戊生在实验观察效果不够明显的情况下,能利用我国古代“以子之矛攻子之盾”的逻辑思想,推翻了正方的观点,更是值得称赞的。现在我宣布反方同学获胜。(鼓掌)
师:重的物体不一定比轻的物体下落得快。那么,物体自由下落快慢到底受什么因素影响呢?为什么纸片捏成团后,重量未变,但下落得快呢?
生:因为物体自由下落时,物体除了受重力作用以外,还受到空气阻力的影响,纸片捏成团后,重力作用不变,而空气阻力的影响变小,所以下落得快。
师:如果没有空气阻力作用的话,物体自由下落得情况会怎样呢?我们通过实验来观察这一情况。
演示:牛顿管实验。
师:轻重不同的羽毛和金属片在没有空气的空间自由下落,它们不受空气阻力作用,下落快慢相同;若在有空气的空间下落,它们受到空气阻力作用时,下落快慢就不相同了。综合上述实验,得出结论:
[板书:若无空气阻力作用,不同物体自由下落运动快慢相同。]
师:物理学中,把物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。而在日常生活中,物体下落不可能不受空气阻力作用,如果空气阻力相对于重力而言很小可忽略不计的话,物体由静止下落的运动就可看成是自由落体运动,例如:铁片与金属小球从静止开始下落的运动等等。所以自由落体运动是一个理想化过程。通过理想化突出主要因素,忽略次要因素,从而使问题简单化,这是物理学中常用到的一种研究问题的科学方法。
我们可以看到自由落体运动的物体速度越来越大,是作匀加速运动吗?
[板书:二、科学探究2:自由落体运动的特点]
师:我们曾用什么方法研究并判断匀变速直线运动呢?
生:当相邻且相等时间内的位移之差Δs为定值时,小球作匀加速直线运动,且有Δs=aT2。
师:留迹法是研究物理规律的重要方法。例如频闪照片、纸带等。
课本第47页的图3—26是小球做自由落体运动的频闪照片。限于时间关系,请大家在课后由该图片上的数据判断自由落体运动的性质并计算其加速度。
现在我们用一台较为先进的仪器——DIS传感器来研究自由落体运动的性质。
将重物和速度传感器连在一起自由下落,通过电脑直接在大屏幕上显示出其速度——时间图像。图像有什么特点,由图像可以得到哪些结论呢?
生:自由落体运动的速度图像为一条过原点的倾斜直线,说明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
[板书:1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。]
师:在同一地点将两个不同的物体静止释放,不计空气阻力,它们运动的加速度相同吗?大家可以根据刚才我们做过的牛顿管实验中羽毛和铁片的运动情况进行理论推导。请一位同学上台演板。
学生演板:
即不同物体自由下落的加速度是相同的。
师:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,又叫重力加速度,通常用g来表示。
[板书:2、自由落体运动的加速度a=g,方向竖直向下。]
师:请同学们阅读课本第48页的信息窗。由信息窗可以获取哪些信息呢?
生:不同纬度重力加速度的值不同,纬度越高,重力加速度值越小。
师:很好,请坐。重力加速度的值不仅跟纬度有关,还跟高度等因素有关,这将在我们以后的学习中继续学习。自由落体运动是v0=0,a=g的匀加度直线运动,我们能否利用以前学过的匀变速运动的公式推导出自由落体运动的公式呢?
生:能。
由
师:很好。式中的s我们也常用h来替代。
[板书:三、自由落体运动公式]
师:请大家根据课本第49页“迷你实验室”中提示的方法,两人一组,互测对方的反应时间。(下台询问)绝大多数同学的反应时间在0.15—0.18s之间,而百元钞票长为15.6cm,一半长7.8cm,将h=7.8cm代入公式可得t=0.13s,可恶的骗子就是利用这0.02—0.04s的差距骗取人民的钱财的。希望大家通过本课的学习能够理解“占小便宜吃大亏”、“天上不会掉馅饼”的人生哲理。
师:0.02s让骗子的诡计得逞;0.02s杨利伟叔叔驾驶“神舟五号”绕地球运行了约158m;雅典奥运会百米决赛赛场上盖特林9秒85,奥比科维鲁9秒86,格林9秒87。他们都只相差了0.01s,这是怎样的差距?是从“金牌”到“银牌”到“铜牌”的巨大落差,更是近在眼前却难以逾越的无奈……时间对于每个人来说都是宝贵的,同学们要珍惜属于自己的分分秒秒,努力学习、快乐生活,将来成为一个对社会有贡献的人。
课堂小结
(1)我们运用了物理学中的理想化方法,从最简单、最基本的情况入手,抓住影响运动的主要因素,去掉次要的非本质因素的干扰,建立了理想化的物理过程——自由落体运动,理想化是研究物理问题常用的方法之一,在后面的学习中我们还要用到。
(2)通过分析处理实验数据,推出了自由落体加速度的概念,结合匀变速直线运动的规律推导出自由落体的运动规律,
(3)同学们要学会研究问题的方法而不仅仅是知识本身,知识的结论当然重要,但更重要的是如何获取知识和处理知识。
布置作业:
1、利用课本第47页的图3—26上的数据判断自由落体运动的性质并计算其加速度。
2、阅读课本第50页至52页,完成第53页练习5、6。
3、查阅资料,了解重力加速度的测量有什么实际意义。
4、由实验测出的重力加速度的值比当地实际的重力加速度的值小,试分析误差来源。如何改进实验可以减少误差?
教学小结与反思
1、由一则生活见闻引出课题,较好地集中了学生的注意力,激发了学生强烈的求知欲,有效地调动了课堂气氛。
2、通过实验演示,激发学生的好奇心,培养学生的学习兴趣,用火烧断悬线,可避免剪刀剪断悬线时对悬线横切的不利影响,确保小球开始下落时初速为零。
3、通过“辩论赛”,引导学生动手、动脑、动嘴,自行设计实验探究物理规律,很好地培养了学生团结协作、自主学习、勇于探索创新的精神,较好地训练了学生的语言表达能力,让学生充分体验到了成功的喜悦。也使学生了解突出主要因素,忽略次要因素的哲学思想,逐步帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论。
4、为了保证学生有充足计算时间,特把频闪照片的数据分析和处理放在课后进行。课内则采用先进的DIS传感器系统,直观、真实、快捷地展示出自由落体运动的速度图像,然后依据学生已有的知识和物理研究方法,通过数据分析、归纳总结、类比迁移,由自己推导出自由落体的运动性质和规律。
5、最后的“迷你小实验”与引入遥相呼应,及时对学生进行情感态度价值观的教育,使学生建立正确的人生观和价值观。
6、本节课科学探究所花时间较多,没有安排随堂训练,拟在下节课补充一节习题课。
匀变速直线运动的速度与时间的关系的物理教案 篇6
教学目的:
1.会认识图象;理解匀速直线运动图象的物理意义;会画简单的图象;会利用图象求位移和速度。
2.了解用图象来处理实验数据,探索物理规律的研究方法。
重点、难点:
理解匀速直线运动的图象的物理意义。
教具:
气垫导轨(包括气源和滑块),J0201-1型数字计时器三台,光电门四个,放大器(自制)一个,米尺,三角板。
教学过程:
[复习]
上节内容,引入新课]复习匀速?请看下面的例子。
[实验]
研究一滑块在水平气垫导轨上的运动情况。实验装置如图1所示,分别用三台数字计时器同时测量滑块三段位移(OA段、OB段、OC段)所用的时间。
[提出问题]
实验测出滑块位移20cm、40cm和60cm所用的时间,但滑块在任意时间内(如:1s内、2s内)的位移是多少?还不知道。滑块通过任一位移(如位移50cm)所用的时间是多少?还不知道。也就是说滑块的位移和时间的关系还不知道,我们现在用图象法来研究它们的关系。如何研究?
[讲述]
选一个平面直角坐标系,用横轴表示时间t,用纵轴表示位移s,选取单位和合适的标度,根据实验测出的数据在坐标平面上画出相应的点,然后用平滑线将这些点连接起来,这条线就表示滑块的位移和时间的关系。这种图象叫做位移——时间图象,简称位移图象。
[板书]
一、位移——时间图象。
[讲述]请同学们根据实验测出的数据在方格纸上画出滑块的位移——时间图象。
(画图前先将作图步骤写在幻灯片上投影并讲述,让学生明确)作图步骤:1.列表记录实验数据;2.选取直角坐标系;3.标明坐标轴表示的物理量及单位;4.选择合适的标度;5.描点;6.用平滑线将各点连接起来。
[学生作图,教师巡视辅导]
[提问
]作出滑块的位移——时间图象形状是什么样子?(学生根据自己作出的图象回答:“是一条倾斜的直线”)。
[讲评、纠正学生作图中存在的问题]
[小结]
作出的图象可看出:在误差允许范围内各点基本在一条直线上,即可认为滑块的位移图象是一条倾斜的直线。且这条直线通过坐标原点。
[讨论]
根据作出图象的形状判断滑块做什么运动?
[归纳小结]
过原点的直线表示正比函数,即滑块的位移跟时间成正比。从而可知:滑块是做匀速直线运动。
[引导学生从图象求]
(1)滑块在任意时间内的位移(滑块1s内、2s内的位移;1s末到2s末这段△t时间内的位移△s);
(2)滑块任一位移所用的时间(如位移50厘m的时间)。
[小结并板书]
1.匀速直线运动位移图象是一条倾斜的直线。
2.从图象可求:
(1)位移;
(2)时间;
[设问]
能不能从位移图象上求运动速度?怎样求?(学生思考)
[讲述]
△s就是滑块在△t时间内的位移,所以△s/△t=v。从图中可看出比值△s/△t越大,直线与水平夹角也越大,直线越陡。因此△s/△t也叫做直线的斜率,用k表示。
(指导学生看书甲种本第60页第4行)
[板书]
(3)速度v=△s/△t=k。
[练习]
求滑块的运动速度:
v=△s/△t=23cm/1s=23cm/s
=0.23m/s
[巩固练习]
在位移图象中画出另一条直线Ⅱ(速度0.1m/s)。提问:
(1)这条图线表示物体做什么运动?
(2)它的运动速度比滑块大还是小?
(3)求出它的运动速度。
[讲述]
在位移图象中将纵轴s改为v,即纵轴改为表示速度,那么这种图象变为表示速度和时间的关系。我们叫做速度——时间图象,简称速度图象。
[板书]
二、速度——时间图象
[讨论]
“匀速直线运动的'速度——时间图象的形状是什么样子?”(前后桌子四个同学为一组,讨论后各组汇报讨论结果)。
[小结并板书]
匀速直线运动速度不随时间改变。各时刻速度大小都一样,因此它的速度——时间图象是一条平行于横轴的直线。
[分析]
1.在同一坐标平面上,直线在纵轴上截距越大,表示运动速度越大。
2.从图象中可求物体任意时间内的位移,例如求图2中物块在2s内的位移。据s=vt,对照图4分析指出这个位移大小可用图象中纵轴表示速度的线段和横轴表示时间的线段所构成的“面积”来表示,即0.1m/s×2s=0.2m。但位移和面积是两个含义不同的量,我们不过是借用“面积”来表示位移的大小。另外这个“面积”的单位是m/s×s=m,而不是m2,所以这个“面积”要加双引号。
[板书]
从图象可求:
(1)速度;
(2)位移(位移的数值等于“面积”的数值)。
[归纳总结]
1.对匀速直线运动位移图象和速度图象进行比较总结,加深学生对图象意义的理解。
2.物体的运动规律可以用公式来描述,也可以用图象来描述,用图象描述直观、形象。它是研究问题的一种重要方法。希望同学们认真学习,为今后科学研究打下基础。
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