第二章《匀变速直线运动的研究》

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第二章《匀变速直线运动的研究》

公主 马老师

发布日期:2010-03-23 22:52:02


一、课程标准的要求
1、通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识试验对物理学发展的推动作用。
2、经历匀变速直线运动的实验研究过程。了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。
3、能用公式和图像描述匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。
第一章学生已基本掌握速度、加速度的概念,已经会用打点计时器测速度、会用描点的方法在V—t图象中作出图线,能从V—t图中计算加速度。
本章研究一种最简单的变速运动,在教师的指点下,学生探究物体在不变的力作用下的运动,速度随时间变化的规律,在V—t图象中是一条直线。分析直线型的V—t图代表的运动,发现它是加速度不变的运动,从而给出匀变速运动的定义,得出时间、速度、加速度的关系V=V0t+at,应用V—t图象中的直线结合定积分的思想得出X=V0t+at2,的位移公式。本章还要探究匀变速直线运动的具体应用:自由落体运动的规律及通过介绍伽利略对自由落体运动的研究过程使学生了解伽利略的科学方法及对物理学的发展所起的作用。
第一节“实验:探究小车速度随时间变化的规律”

我们引导学生使其知道要达到实验的目的,必须要解决物体运动的时间间隔和该间隔内的位移两物理量。从而探究位移和时间间隔怎么求,需要什么仪器求。在学生议论中,相信多数学生会选择用直尺量出物体位移,在测时间间隔的计时器选择中学生可能会提出打点计时器、位移传感器、秒表、手表等多种计时工具,教师引导学生回顾上章第4节求瞬时速度的方法使学生领悟可以选择打点计时器来记录时间。这一过程的教学使学生懂得探究实验的目的,应选择什么器材及为什么选择这样的器材。老师在此基础上引导学生自己动脑动手完成实验设计及操作。应用已有的用平均速度代替瞬时速度的方法求出在不同重力作用下物体速度随时间的变化。寻找速度变化规律时,学生们会有多种方法,如:比较法、列表法、V—t图象法。老师对多种方法讲评,让学生评价哪种方法对运动的认识更直观,更能突出物理规律。 突出V—t图象方法认识物理规律的优势。讲评V—t图象中不同的图线时,对图线出现的折线、曲线、只由两点决定的直线、直线过于陡、过于缓等情况请对应组别学生回答操作过程,达到纠正纸带测量中用刻度尺分段测量、画图象定标度中标度定的过大或过小、修改原始记录点等问题。引导学生回答为什么可用一条直线联接这些点(物体运动是连续的)。课上如有在同一图象上画出两个不同重力作用下的图线,请对应组的学生回答出原因,使学生懂得不同重力作用下的V—t图象中的直线a= 不同,引导学生回答V—t图象中的一条直线对应着表示一种不变的运动,这种运动速度按什么规律变化。

第二节“匀变速直线运动的速度与时间的关系”

上节由实验记录了小车在不变重物牵引下运动时,由得出的时间与对应的速度的数据作出了速度与时间关系的图象。老师在Excel软件工作簿上将V—t图象投影出来,学生再一次看到它是一条倾斜的直线,面对此图象老师引导学生认识图象中图线的定义,老师采用设问方法引导。
第三节“匀变速直线运动的位移与时间的关系”

一、 课标要求:
1、 理解匀变速直线运动的位移与时间的关系;
2、 运用位移时间关系解决某些问题;
3、 体会数学在研究物理问题中的重要性。
二、 教学目标:
1、 知道匀变速直线运动的位移与V-T图像中的巨星面积对应;
2、 使学生感受利用极限思想解决物理问题的科学思维方法;
3、 理解匀变速运动的位移与时间的关系。
三、 课时安排:2课时
1、 第1课时的任务是课标要求1、3
2、 第2课时的任务是课标要求2.
四、教材处理
本课从最简单的匀速直线运动的位移与时间的关系入手,得出位移公式x=vt引导学生说明V—t图线下面的矩形面积代表匀速直线运动的位移。然后,利用实验课得到的纸带的时间与速度的记录让学生思考、讨论如何求匀变速直线运动的位移。
明确指出公式也适用匀减速直线运动,组织学生讨论公式涉及哪些物理量及各物理量中哪些是矢量哪些是标量。加深学生对公式整体矢量的认识,明确一般正方向如何选定。
指出公式右边由两部分组成,让学生讨论当a=0时,物体做什么运动,当V0=0时,物体做什么运动,使学生明确匀变速直线运动的位移由两部分构成,可让学生分别按两部分独立求“面积”再相加,仍为X=V0t+ at2
第四课 “自由落体运动

由一般匀变速运动规律得出自由落体运动的规律,因为必修模块2的曲线运动一章里的抛体运动包括斜抛运动。建议将前两节用速度——时间图象分解描出的匀变速运动的匀速直线运动和初速度为零的匀变速直线运动知识迁移到自由落体中来。引导学生思考竖直向下或竖直向上扔物体与自由落体运动联系。表面看又将自由落体运动引回一般匀变速运动规律,但这会使学生从分解的方法中领悟到竖直上抛、竖直下抛并为以后平抛、斜抛运动的学习打下基础。


第五节 伽利略对自由落体运动的研究

此课采用多种形式教学,我们采用学生先阅读,再分析讨论后由实验验证方法教学。
本章从三个方面分别由实验验证了物体在不变力的作用下(不变的牵引力、重力、重力沿斜面的下滑力)的运动规律为匀变速直线运动,并得出了匀变速直线运动的规律为下面几章的学习打下了基础。
建议:
这一章,物理量很多,公式也比较多,要精选一定量的练习,使学生加深对概念的理解和记忆。