人教版必修第一册2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 教学设计

2.2《匀变速直线运动的速度与时间的关系》教学设计
教材分析
1.本节承接上一课实验，从小车的v-t图像入手，结合加速度概念，探究小车速度随时间变化的特点，找到加速度始终不变这一特征，建立和研究一种最基本的变速运动（匀变速直线运动）。
2.本节教材的逻辑线索：上一节实验探究获得的小车运动情况入手，基于实验数据给出匀变速直线运动定义——具体讨论匀变速直线运动的速度随时间变化的特点，得出速度与时间的关系——例题巩固匀变速直线运动速度与时间关系，并通过“思考与讨论”拓展到非匀变速直线运动的速度变化特点。
3.本节是高中物理第一次引入数学方法——图象法研究物理问题，教学中应注意让学生体会这一方法的作用采用图象法研究匀变速直线运动的速度与时间关系后，又提出了公式法这一常用数学方法。在结合图象的基础上，顺理成章地引导学生导出匀变速直线运动的速度与时间的关系式，并且在导出这一公式前，还强调了加速度是个恒量，这就是公式适用条件。这种处理方法比单纯从加速度的定义式导出更形象直观。
学情分析
1.学生已经历描述运动的物理量学习过程，但本节内容是前面概念的叠加与复合，对学生提出了更高的能力要求。一是图像、公式与运动情境三者的联系与转换需要较高的思维要求；二是用数学函数（图像）表述物理规律，涉及物理量的对应、运动模型的对应、物理规律的认识等方面能力，对学生物理概念、物理规律、数学表述的把握与光联提出较高要求；三是因速度、加速度都是矢量，结合图像中不同图线、如何认识运动特点、公式运用时如何按照矢量运算要求进行计算。
2.学生在概念理解、逻辑推理、数形结合、矢量运算还相对较弱，需多设台阶，关注知识的前后关联。
学习目标
1.理解匀速直线运动、建立匀变速直线运动概念，得到速度时间的函数关系和v—t图像。
2.经历应用加速度定义式和图像意义推导速度与时间的关系，理解速度与时间关系，认识公式的矢量性及正负号的规定方式。
3.用图像、公式和运动情境综合分析和相互转换的思维方法，建立实际运动与公式描述、图像描述相关联的观念，深化运动观念的定量描述。
教学过程
1.匀速直线运动及其图像特点
近似匀速行驶
（1）飞机在空中运动过程中，速度大小和方向变化吗
（2）高铁列车在轨道上运动，速度大小和方向变化吗？
（3）如果用v-t图像描述上述运动，其图像是怎样的
（4）图线一点表示什么含义？匀速运动图象具有什么特点？加速度是多少？怎样从图中看出？——辨析图象中的点、线如何与实际运动的时刻、速度、加速度相联系时，明确图像的物理意义，体会图象描述运动的形象直观性。
2.匀变速直线运动及其图像特点
上节课用打点计时器测量小车做直线运动的瞬时速度，利用描点法作出了v-t图，同时展示多个变速运动的v—t图像。
（1）小车的速度方向变化吗？大小如何变化？
（2）速度大小变化有规律吗？运动如何准确表述？
（3）加速度有何特点？从图像中怎样看出来？
（4）图像纵轴截距什么含义？
（5）图像的倾斜程度和小车的加速度有何联系？
（6）其它图像表示的运动各有什么特点？是匀变速直线运动吗？加速度和速度方向之间是什么关系？
3.探究并理解速度与时间的关系
（1）分析小车运动的v-t图像，能否确定10s、12.5s时刻的速度？
（2）如何要确定任意时刻的速度？
（3）公式怎样的？推理过程用到了什么知识与方法？
（4）该公式能用来表示匀减速直线运动吗？若能，需要注意什么？
（5）正负号具有怎样的物理意义？
4.解决简单实际问题的程序与规范
一辆汽车以36 km/h的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起，它以0.6 m/s 的加速度加速，10s末因故突然紧急刹车，随后汽车停了下来。刹车时做匀减速运动的加速度大小是6m/s 。
(1)汽车在10s末的速度是多少
(2)汽车从刹车到停下来用了多长时间
分析：依题意，汽车加速和减速过程都是在做匀变速直线运动。
第(1)问是已知加速的时间求末速度。
第(2)问是已知末速度求减速的时间。两个问题都需要用匀变速直线运动的速度与时间关系式来求解。其中，第(2)问汽车加速度的方向跟速度、位移的方向相反，需要建立坐标系处理物理量之间的正负号问题。