必修一 人教版第二章——匀变速直线运动的研究单元设计

表3-1 主题单元设计模板
主题单元标题
匀变速直线运动的研究
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学科领域 （在内打 √ 表示主属学科，打 + 表示相关学科）
 思想品德
 音乐
 化学
 信息技术
 劳动与技术
 语文
 美术
 生物
 科学
 数学
 外语
 历史
 社区服务
 体育
√ 物理
 地理
 社会实践
 其他（请列出）：
适用年级
高一
所需时间
4课时（每周 2课时，共 4课时）
主题单元概述 (简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)
本专题内容为探究实验，目的是让学生通过研究小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律，经历科学探究的活动，学会实验数据的处理方法。这节课的任务是测量小车的速度，作出小车运动的v-t图像，初步分析小车速度的变化规律。要学生体验从实验研究中获取数据、作出图像、分析图像、寻找规律的科学思维方法。使学生认识图像在研究物理问题中的作用；与数学公式相比，图像显得直观、形象、生动，让人一目了然，从而使学生感受到图像的直观的美。
在上节实验的基础上，分析v-t图像是一条倾斜直线的意义——加速度不变，由此定义了匀变速直线运动。而后利用描述匀变速直线运动的v-t图像的倾斜直线，进一步分析匀变速直线运动的速度与时间的关系：无论时间间隔△t取得大些还是小些，△v/△t的值都是一定的，由此导出v = v0 + at。最后通过两个例题加深对v = v0 + at的理解。为了扩展学生的认识，在“说一说”栏目中列举了一个加速度变化的直线运动的例子，让学生进一步加深对物体做变速运动的认识。
高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，上一章教材用极限的思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度。本节从匀速直线运动的位移与v-t图线下矩形面积的对应关系出发，猜想对于匀变速直线运动是否也有类似的关系？通过“思考与讨论”介绍v-t图线下四边形的面积代表匀变速直线运动的位移，即应用积分思想得到匀变速直线运动的位移与时间的关系。
教材这一部分是直接以实例形式出现，让学生在解决实际问题过程中利用公式v = v0 + at和x = v0 t+1/2 at2，推导出匀变速直线运动的位移与速度的关系式v2 － v02 = 2 a x。该公式在分析和解决不需要知道运动时间的问题时很方便，所以是一个重要的关系式。
自由落体是一种常见的运动，自古以来许多人都研究过，伽利略对自由落体运动的研究意义巨大。为例便于学生接受，教材的表达分为两节。本节通过演示和实验探究，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。在方法上渗透着理想化模型的重要研究方法。
主题学习目标 (描述该主题学习所要达到的主要目标)
知识与技能：
1、熟练使用打点计时器.知道小车在钩码牵引下的运动规律。掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动的v-t图像特点，会根据图像分析解决问题。掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式，能进行有关的计算。
2、知道匀速直线运动的位移与时间的关系.理解匀变速直线运动的位移及其应用、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用、理解v-t图像与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移
3、掌握匀变速直线运动的速度——位移公式、会推导v2 － v02 = 2 a x、灵活选择合适的公式解决实际问题
4、理解自由落体运动的条件和性质，掌握重力加速度的概念、掌握自由落体运动的规律，能用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动问题
5、明确伽利略对自由落体运动的研究方法、领会伽利略的科学思想
过程与方法：
1、通过探究速度公式，经历由特殊到一般的推理过程，体会科学研究方法。、通过寻找规律得出匀变速直线运动的规律，并用数学公式表达物理规律，给出各符号的
2、通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较、感悟一些数学方法的应用特点通过解决实际问题，培养学生灵活运用物理规律合理分析、解决问题和实际分析结果的能力。
3、培养学生的观察能力和逻辑推理能力、进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力、通过对自由落体运动规律的应用，提高学生的解题能力
情感态度与价值观：
1、通过速度公式的推导过程培养用物理语言表达物理规律的意识，激发探索与创新的渴望。、通过v-t图像的理解及应用，培养学生透过现象看本质，用不同方法表达同一规律的科学意识。
2、经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系，培养自己动手的能力，增加物理情感。、体验成功的快乐和方法的意义。通过教学活动使学生获得成功的喜悦，培养学生参与物理学习活动的兴趣，提高学习的自信心。
3、充分利用多媒体辅助教学、演示实验和课本中的小实验，让学生积极参与课堂活动，始终处于积极探求知识的过程。、利用课后的阅读材料，介绍伽利略 的对落体运动本质规律的探索研究，使学生体会科学探索的艰辛。
对应课标
1、运用匀变速直线运动的速度公式、位移公式推导出有用的结论
2、灵活运用所学运动学公式解决实际问题?
主题单元问题设计
1、如何测量匀变速运动的运动量？
2、如何应用运动学公式解决问题？
专题划分
专题一：匀变速直线运动规律 （ 2 课时）
专题二：匀变速直线运动应用 （2 课时）
专题一
匀变速直线运动的规律
所需课时
2
专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本专题内容为探究实验，目的是让学生通过研究小车在重物牵引下运动的速度随时间变化的规律，经历科学探究的活动，学会实验数据的处理方法。这节课的任务是测量小车的速度，作出小车运动的v-t图像，初步分析小车速度的变化规律。要学生体验从实验研究中获取数据、作出图像、分析图像、寻找规律的科学思维方法。使学生认识图像在研究物理问题中的作用；与数学公式相比，图像显得直观、形象、生动，让人一目了然，从而使学生感受到图像的直观的美。
在上节实验的基础上，分析v-t图像是一条倾斜直线的意义——加速度不变，由此定义了匀变速直线运动。而后利用描述匀变速直线运动的v-t图像的倾斜直线，进一步分析匀变速直线运动的速度与时间的关系：无论时间间隔△t取得大些还是小些，△v/△t的值都是一定的，由此导出v = v0 + at。最后通过两个例题加深对v = v0 + at的理解。为了扩展学生的认识，在“说一说”栏目中列举了一个加速度变化的直线运动的例子，让学生进一步加深对物体做变速运动的认识。
高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，上一章教材用极限的思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度。本节从匀速直线运动的位移与v-t图线下矩形面积的对应关系出发，猜想对于匀变速直线运动是否也有类似的关系？通过“思考与讨论”介绍v-t图线下四边形的面积代表匀变速直线运动的位移，即应用积分思想得到匀变速直线运动的位移与时间的关系。
本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
1、熟练使用打点计时器.知道小车在钩码牵引下的运动规律。掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动的v-t图像特点，会根据图像分析解决问题。掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系公式，能进行有关的计算。
2、知道匀速直线运动的位移与时间的关系.理解匀变速直线运动的位移及其应用、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用、理解v-t图像与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移
本专题问题设计
１、使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中：有如下基本步骤：
Ａ、把打点计时器固定在桌子上 Ｂ、安好纸带
Ｃ、松开纸带让物体带着纸带运动 Ｄ、接通低压交流电源
Ｅ、取下纸带 Ｆ、断开开关
这些步骤正确的排列顺序为_____ ______。
2、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中。
过计数点“2”的瞬时速度为V2 =______ m/s。小车的加速度a =______ m/s2。
3、两位同学进行跑步比赛时，为了了解自己的加速度情况，他们分别拿着底部穿孔、滴水比较均匀的饮料瓶子一起跑，然后通过地上的水印分析他们的速度变化情况，请你和同学们一起试一试，并说明其中的道理。
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
图片
常规资源
运动学测量器材套
教学支撑环境
物理实验室、多媒体
其 他
记录的笔、纸
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
本节采用实验探究和讲授法相结合的启发式综合教学方法
速度公式的推导是本节的重点，利用匀变速运动的概念、加速度的概念，猜想速度公式，之后再从公式变形的角度推出。本节教学过程中，可采用探究式，讨论式教学方法突破重点和难点。
重视知识结构的教学，帮助学生克服杂乱现象。
通过对实际物理现象的分析、物理情景的建构和物理过程的认识，逐步掌握物理规律，有序引导，通过实践→认识→再实践→再认识，实现认识的飞跃。
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
通过创设情境，调动学生已有的学习经验，让学生经历“观察→猜想→证明→应用”的过程，发现新知识，通过巩固练习，使刚产生的物理知识得到完善，增强学生的综合素质。
养成“观察→思考→表达”的学习方法。
处理练习题除了采用常规的解析法外，图想法、比较法、逆向转换法的使用可以帮助克服思维定势，激发学生的学习热情。
专题二
匀变速运动规律的应用
所需课时
2
专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
自由落体是一种常见的运动，自古以来许多人都研究过，伽利略对自由落体运动的研究意义巨大。为例便于学生接受，教材的表达分为两节。本节通过演示和实验探究，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。在方法上渗透着理想化模型的重要研究方法。
物体的下落运动是日常生活中最为常见的现象，学生对物体的下落运动已有自己的认识，这可以成为教学的起点。向学生介绍用现代先进教学仪器研究自由落体运动的规律特征，让学生站在一个现代新科技的角度观望历史人物对自由落体的研究。
本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
1、理解自由落体运动的条件和性质，掌握重力加速度的概念、掌握自由落体运动的规律，能用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动问题
2、明确伽利略对自由落体运动的研究方法、领会伽利略的科学思想
本专题问题设计
1、从离地面500米的空中自由落下一个小球，（g=10m/s2） 求：（1）经过多长时间落到地面
（2）自开始下落计时，在第1s内的位移
（3）在最后1s内的位移
2、做自由落体运动的物体，在第10s内的位移和在第1s内的位移之比是（ 　　）
Ａ. 10∶1 Ｂ. 99∶1
Ｃ. 19∶1 Ｄ. 100∶1　
3、１９７１年７月２６日发射的阿波罗－１５号飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特做了一个落体实验：在月球上同一高度同时释放羽毛和铁锤，下列说法正确的是( )
Ａ. 铁锤和羽毛同时落地
Ｂ. 羽毛先落地，铁锤后落地
Ｃ. 铁锤先落地，羽毛后落地
Ｄ. 铁锤落地的速度比羽毛要大　
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
自己拍摄图片
常规资源
记录纸、课堂标准答题纸
教学支撑环境
多媒体
其 他
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
以“伽利略是怎样推翻亚里士多德的结论并建立自己的理论”问题展开，让学生带着问题自主探究，由教师引导，共同归纳、总结。
学生收集相关资料，在课堂上经过讨论和发表见解，充实和完善伽利略的研究过程与方法，一步步体会伽利略严谨的科学态度，不畏强权的探索精神和正确地解决问题的思路，树立正确的科学观念。
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
通过分组讨论。评价方法：自评，互评
通过巩固练习评价学生的学习。评价方法：对照范例