高中物理教科版第一章運動的描述直線運動中位移隨時間變化的圖像

教科版物理必修1第一章第三節(jié)直線運動中位移隨時間變化的圖像北京十中宋東明教學背景分析教學內容分析：本節(jié)為第一章第三節(jié)，基本內容是直線運動物體的位移時間圖像的基本特征。從整冊書來看這節(jié)內容是學生第一次接觸圖像問題。從整章內容安排的結構來看本節(jié)既是學生對位移概念理解的一個提升又是為后面的速度時間圖像做一個鋪墊。圖像是高中物理的一個重要的研究問題和解決問題的方法。首次出現(xiàn)起到了承上啟下的重要作用。學生情況分析：學生初次接觸圖像問題一定會感覺有一定難度。特別是正確區(qū)分圖像與物體運動軌跡之間的聯(lián)系與區(qū)別既是重點又是難點。直線運動中位移隨時間變化的圖像是學生第一次將數學圖像與物理知識相結合解決問題，因此學生學習此圖像會有一定難度。教學設計思想本節(jié)內容是讓學生認識到做直線運動的物體的位移可以用直角坐標系來描述。認識到在平面直角坐標系中位移---時間圖像（x----t圖像）一個坐標軸表示位移，另一個坐標軸表示時間。會做圖像。明確在x----t圖像中勻速直線運動為一條直線，變速直線運動為一條曲線。所以，本節(jié)內容是學生對位移概念理解的一個提升又是為后面的速度時間圖像做一個鋪墊。通過本節(jié)內容的學習使學生對數學中的圖像在物理中的應用有一個初步的認識。學生第一次將數學圖像與物理問題相結合解決問題，會感覺有一定難度，因此培養(yǎng)學生應用數學知識解決物理問題顯得尤為重要。以實際生活中的常見圖像和運動現(xiàn)象相結合引入并提出問題，結合學生實驗得出直線運動中靜止和勻速運動中位移隨時間變化的圖像。進一步展開討論總結直線運動物體的位移時間圖像的基本特點以及圖像與物體實際運動軌跡的聯(lián)系與區(qū)別。教學目標知識與技能1．會建立直角坐標．知道橫縱坐標軸所代表的物理量。2．知道如何在坐標軸中表示出矢量的方向性。3．能用二維直角坐標表示時間和位移的關系。4．會用位移時間圖像描述物體的運動規(guī)律。過程與方法1．以數學圖像為基礎，通過學生實驗得出直線運動中靜止和勻速物體位移時間圖像關系。2．圍繞位移時間圖像問題進行充分的討論與交流，引出直線運動中位移如何隨時間變化；聯(lián)系實際運動問題使學生學會將抽象問題形象化的處理方法。3．會識別圖像，掌握勻速直線運動圖像的規(guī)律。情感態(tài)度與價值觀1．通過用圖像表示質點不同時間內的不同位移的體驗，領略物理學的奧妙。2．通過位移時間圖像的得出過程，養(yǎng)成良好的思維習慣和科學的價值觀。3．通過多次合作實驗及討論交流，體會合作學習的快樂。教學重點1．用圖像描述時間和位移間的關系。2．理解直線運動x----t圖像的意義。五、教學難點1．正確理解直線運動的x----t圖像意義及圖像與軌跡的區(qū)別。2．學生相互配合畫出勻速直線運動物體的圖像。六、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖創(chuàng)設情景引入新課展示幾組生活中常見的圖像人口增長趨勢股票K線圖氣溫變化圖像問題：1、幾幅圖像有什么共同特點？2、這幾個圖像分別反應了什么？觀察圖像回答問題小組討論回答：橫軸為時間，縱軸為某個變化量。1.分別反應了人口隨時間的變化趨勢2.股票走勢3.氣溫變化趨勢激發(fā)學生興趣調動學生自主學習的積極性培養(yǎng)學生的觀察能力體驗合作學習的樂趣培養(yǎng)學生的提煉信息和總結歸納的能力教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖過渡新課實驗探究討論歸納情景設置：一個學生從軍事博物館到天安門，乘坐1路公交車，假想他手中有一條足夠長的線球，當他到達天安門時路上留下一條長長的線。如圖所示。請學生再觀察一個圖像。問題設置：這個圖像與前幾個圖像有何差異。這一章我們研究直線運動，那我們如何找到一個圖像能反應物體位移隨時間的變化規(guī)律呢。實驗探究一、筆尖靜止時x---t圖像x/mx/mt/s問題設置：1、我們如果以初位置點作為坐標原點則筆尖的位移有無變化。2、那我們實驗中得到的這條直線能反應什么物理量的改變？那我們可以把這條線作為橫軸，以初位置為坐標原點建立直角坐標系，縱軸表示位移。問題設置：觀察下圖，甲乙物體運動有何相同之處。時間t/s時間t/s0123位移甲x/m0246位移乙x/m051015學生觀察圖片無法反映物體的運動規(guī)律只能體現(xiàn)軌跡學生實驗一個學生握筆一個學生抽動紙帶沒有時間觀察討論兩個物體分別在相同時間內位移相同貼近學生生活，激發(fā)學習興趣突破難點親身經歷，合作學習由學生自己找出規(guī)律，培養(yǎng)分析、歸納的能力培養(yǎng)學生的觀察能力和歸納總結能力教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖板書實驗探究歸納總結板書問題設置歸納總結板書結論：勻速直線運動的定義——二、筆尖勻速運動時x---t圖像問題設置：1、如何確定時間軸？2、位移隨時間的變化規(guī)律是什么？根據此規(guī)律，我們能否將學生上學的運動畫出他的位移隨時間變化的圖像。假定學生勻速運動。將此圖與軌跡圖像進行對比。小結：1．什么是x---t圖像2．x---t圖像與軌跡區(qū)別時間t/s時間t/s0123位移甲x/m0246位移乙x/m051015請學生根據表格所填數據在書上坐標系中畫出圖像。根據圖像回答問題：1．比較甲、乙兩同學的x---t圖像，你能得出什么結論2．類比數學y---x一次函數圖像，找出對應的比例系數，指出其所代表的物理含義3．根據函數圖像的知識，寫出勻速直線運動中位移，速度，時間三者的關系式4．從圖像中找出甲、乙行走20米所需的時間總結：勻速直線運動的圖像特點：物體在一條直線上運動，任意相等時間里位移相等。一位學生握筆盡量保持勻速直線運動另一位學生抽動紙帶沿紙帶抽動方向位移隨時間均勻增加學生畫圖閱讀課本完成書上11頁表格如左表所示。畫出甲、乙所對應的x---t圖像乙比甲的圖線陡甲為2乙為5此值表示物體的運動速度x=vt甲用10s，乙用4s。一條傾斜直線明確勻速直線運動定義親身經歷，合作學習由學生自己找出規(guī)律，培養(yǎng)分析、歸納的能力由學生自己找出規(guī)律，培養(yǎng)分析、歸納的能力加深對勻速直線運動圖像的理解教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖實驗探究討論交流歸納總結拓展課堂反饋拓展用前面的方法請學生畫出變速直線運動的圖像總結：1變速直線運動的定義：2．變速直線運動的圖像特點：問題設置：位移－時間圖像的含義（1）定義：用縱軸表示位移x，用橫軸表示時間t，建立平面直角坐標系而畫出的位移x隨時間t的變化圖像叫位移――時間圖像，簡稱x－t圖像．（2）x－t圖像中一個點的物理意義：（3）勻速直線運動的x－t圖像特征：對于做勻速直線運動的物體，由于它的位移與時間成正比，即x是t的一次函數，所以勻速直線運動的x－t圖像是一條直線．（4）x－t圖像中斜率的物理意義：斜率在數值上等于位置的變化率的大小，即運動速度的大小，斜率為正，表示物體沿正方向運動，斜率為負，表示物體沿負方向運動．所以，x－t圖像中斜率表示物體的運動速度．變速直線運動的x－t圖像不是直線而是曲線，斜率在不斷變化．練習：如圖所示為一做直線運動物體的x－tX/m圖像，問：X/m（1）圖中OA、AB、BC、CD各表示物體怎樣運動？（2）哪段運動最快？第3s內的位移多大？（3）5s內物體的位移和路程分別為多少？課堂小結：在物體學中，物理量之間的關系既可以用公式來表示，也可以用圖像來表示．圖像可以清楚地表示出物理量之間的變化情況，這樣便可從總體上認識過程的特點，利用圖像可以比較方便地處理實驗（或觀測）結果，找出事物的變化規(guī)律．討論并回答物體在一條直線上運動，任意相等時間里位移不相等。一條曲線表示運動物體在某時刻所處的位置．是一條直線X－t圖像的斜率越大，表示物體運動越快．OA、BC勻速直線CD反向勻速直線AB靜止BC段，20m0和60m加深對變速直線運動的理解加深對x－t圖像的理解加深對x－t圖像的理解學會應用圖像解決問題對數學圖像在物理學中的應用有進一步的理解。七、板書設計：第三節(jié)直線運動中位移隨時間的變化圖像3．變速直線運動（1）定義3．變速直線運動（1）定義（2）變速直線運動的x－t圖像（1）定義（2）特點2．位移――時間圖像（1）定義（2）x－t圖像中點的物理意義（3）勻速直線運動的x－t圖像（4）x－t圖像斜率的物理意義八、教學設計后記本節(jié)教學以貼近生活的圖像為例引入新課，激發(fā)學生學習的積極性，而后采用自己動手、類比對照等方法，使圖像中的物理意義變得很簡單，很清楚。本節(jié)雖內容不多，但學生學習了一種新的處理問題的方法：即根據實驗數據做出圖像，圖像反映物理規(guī)律，這是我們通過實驗探求