2.2 匀变速直线运动的规律 课时教案（表格式）2025--2026年粤教版高中物理必修第一册

2.2《匀变速直线运动的规律》课时教案
学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时
教材 粤教版高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于粤教版高中物理必修第一册第二章第二节，是运动学的核心内容之一。教材通过实验引入、图像分析和公式推导，系统呈现了匀变速直线运动的速度—时间关系和位移—时间关系。它既是对前一节“探究小车速度随时间变化的规律”实验结论的深化，也为后续学习牛顿第二定律、自由落体运动等打下坚实基础，在整个力学体系中起着承上启下的关键作用。
学情分析
高一学生已具备初步的代数运算能力和函数图像理解能力，对匀速直线运动有基本认知，并通过打点计时器实验积累了加速度的感性认识。但抽象思维仍处于发展阶段，对“加速度恒定”这一核心特征的理解易流于表面，难以将v-t图像斜率与加速度建立深刻联系。部分学生在公式记忆与实际应用间存在脱节，容易机械套用而忽视物理意义。因此，教学需借助直观实验与生活情境降低认知门槛，强化概念建构过程。
课时教学目标
物理观念
1. 理解匀变速直线运动的定义，掌握其加速度恒定的本质特征；能准确说出速度与时间、位移与时间之间的定量关系式及其适用条件。
2. 能结合v-t图像理解速度公式的几何意义，体会图像法在描述运动规律中的优势。
科学思维
1. 经历由实验数据归纳出速度—时间关系的过程，发展归纳推理能力；通过公式变形与联立求解，提升逻辑演绎与数学建模能力。
2. 能运用控制变量法分析不同初速度、加速度条件下物体的运动差异，培养多因素综合分析的思维习惯。
科学探究
1. 能根据实验目的设计合理的数据记录表格，利用打点计时器或数字传感器采集匀加速运动的速度—时间数据。
2. 能通过绘制v-t图像并拟合直线，验证速度随时间均匀变化的规律，体验“实验→数据→图像→规律”的完整探究路径。
科学态度与责任
1. 在小组合作实验中主动承担任务，尊重他人观点，养成实事求是、严谨认真的科学态度。
2. 认识到匀变速规律在交通工具设计、安全制动距离计算等方面的重要应用价值，增强将物理知识服务于社会的责任意识。
教学重点、难点
重点
1. 匀变速直线运动的速度公式 v = v + at 及其物理意义的理解与应用。
2. 利用v-t图像分析匀变速运动，理解图线斜率代表加速度。
难点
1. 从实验数据中抽象出速度与时间的线性关系，实现从现象到规律的跨越。
2. 理解位移公式的推导过程（尤其是平均速度法），避免机械记忆。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、实验探究法、讲授法、合作学习
教具准备
斜面轨道、小车、打点计时器、纸带、电源、刻度尺、多媒体课件、v-t图像生成软件
教学环节 教师活动 学生活动
创设情境，导入新课
【5分钟】 一、生活实例引思辨 （一）、播放视频：城市交通监控片段
展示一辆汽车从红灯起步加速驶离路口的慢镜头画面，同时叠加显示车辆仪表盘上瞬时速度数值的变化过程：0 km/h → 10 km/h → 25 km/h → 40 km/h → 55 km/h……
提问引导：“同学们观察这辆汽车的速度变化，它每一秒增加的速度相同吗？这种‘越来越快’的运动有没有内在规律可循？”鼓励学生大胆猜测。
待学生讨论后补充：“如果每一次踩油门，汽车都能获得一个稳定不变的‘提速能力’，那它的速度会如何随时间演变？这就是我们今天要深入研究的——匀变速直线运动。”
二、回顾旧知促迁移 （二）、提问衔接：什么是加速度？
在黑板左侧写下“a = Δv / Δt”，并提问：“谁能解释这个公式的含义？如果我们让这个加速度始终保持不变，比如a=2m/s ，意味着什么？”
引导学生回答：“每过1秒钟，速度就增加2m/s。”进而追问：“那么经过2秒、3秒、t秒后，速度应该是多少呢？这背后是否隐藏着一个普适的数学表达式？”由此自然引出课题《匀变速直线运动的规律》。 1. 观看视频，关注速度数值变化趋势。
2. 小组交流对“匀加速”可能性的初步判断。
3. 回忆加速度定义式，尝试预测恒定加速度下的速度增长模式。
4. 明确本节课的学习目标。
评价任务 观察能力：☆☆☆
猜想合理性：☆☆☆
知识迁移：☆☆☆
设计意图 以真实交通场景激发兴趣，使抽象概念具象化；通过连续设问激活已有知识结构，构建“加速度恒定→速度均匀变化”的初步联想，为公式推导埋下伏笔。
实验探究，发现规律
【15分钟】 一、分组实验采集数据 （一）、布置任务明确分工
将全班分为8个实验小组，每组配备一套斜面-小车-打点计时器装置。发放实验记录表，表头包括“计数点序号”、“对应时间t(s)”、“瞬时速度v(m/s)”三列。
讲解操作要点：“请同学们调节斜面倾角至适中位置，确保小车做平稳加速运动。启动打点计时器后释放小车，打出一条清晰的纸带。然后每隔四个点取一个计数点，即每0.1秒取一个点，依次测量各段位移并用逐差法计算出每个时刻的瞬时速度。”强调数据记录必须精确到毫米级。
（二）、巡视指导规范操作
教师在教室内巡回走动，重点关注各组实验操作的规范性：检查打点计时器是否正常工作、纸带是否平直穿过限位孔、电源电压是否合适、测量工具使用是否正确等。
对于出现卡顿或数据异常的小组，及时介入帮助排查原因，如提醒更换复写纸、调整轨道水平度、重新固定纸带等。鼓励学生反复多次实验，选取最佳纸带进行数据分析。
二、处理数据绘制图像 （三）、投影示范数据处理
邀请一组完成较快的学生代表上台展示他们的原始纸带和计算过程。教师同步使用实物投影仪放大其纸带，带领全班共同完成前三个计数点的速度计算：
例如，第一段0~0.1s内位移为1.2cm，则v ≈(1.2×10 )/0.1=0.12m/s；第二段0.1~0.2s位移为1.6cm，则v ≈0.16m/s……依此类推得到五组(t, v)数据。
随后，在坐标纸上描点作图，横轴为时间t，纵轴为速度v，标出(0.1,0.12)、(0.2,0.16)、(0.3,0.20)等点。
（四）、引导观察得出结论
当所有点大致落在一条直线上时，提问：“这些点呈现出怎样的分布特征？说明速度与时间之间可能存在什么关系？”
引导学生总结：“在误差允许范围内，速度随时间呈线性增长，表明这是一个匀加速过程。”进一步指出：“这条直线的斜率k=Δv/Δt，恰好就是加速度a的大小。”从而建立起图像与物理量之间的桥梁。 1. 分组协作完成实验操作与数据采集。
2. 运用逐差法计算各时刻瞬时速度。
3. 准确填写实验记录表，保留原始数据。
4. 观察v-t图像趋势，参与规律总结。
评价任务 操作规范：☆☆☆
数据准确：☆☆☆
图像拟合：☆☆☆
设计意图 通过亲手实验获取第一手数据，增强感性认识；经历“测量→计算→绘图→归纳”全过程，培养学生科学探究能力；利用图像直观揭示线性关系，突破从具体数值到普遍规律的认知障碍。
公式推导，深化理解
【12分钟】 一、由图像导出速度公式 （一）、解析v-t图像几何意义
在黑板上重新绘制标准v-t图像，标注原点O(0,v )，终点P(t,v)，连接OP形成一条向上倾斜的直线。标记横轴时间为t，纵轴初速度为v ，末速度为v。
讲解：“既然图像是一条直线，我们可以写出它的直线方程。根据一次函数y=kx+b的形式，这里v相当于y，t相当于x，斜率k=a，截距b=v 。”
于是顺理成章地写出：v = v + at。强调该公式适用于一切加速度恒定的直线运动，无论加速还是减速（此时a为负值）。
（二）、例题示范公式应用
出示例题：“某电动车启动时加速度为1.5m/s ，若初速度为2m/s，求3秒后的速度是多少？”
带领学生审题，识别已知量：v =2m/s, a=1.5m/s , t=3s，未知量v=
代入公式v = v + at = 2 + 1.5×3 = 6.5m/s，单位统一，结果合理。
追问：“若保持此加速度继续行驶，再过2秒速度将达到多少？”引导学生两次使用公式或直接取t=5s计算，巩固理解。
二、启发思考位移来源 （三）、提出问题引发冲突
提问：“我们知道匀速运动的位移等于v-t图像下的矩形面积。那么对于这个匀加速运动，图像下方面积是什么形状？它是否也等于位移？”
让学生观察图像中梯形OvPt的面积，猜测S = (v + v)t / 2 是否成立。
提示：“如果我们能找到一种方式把这个梯形变成等面积的矩形，那个矩形的高度就代表‘平均速度’。”引导学生思考中间时刻速度是否等于平均速度。
为下一节课推导位移公式做好铺垫。 1. 理解v-t图像斜率即为加速度。
2. 掌握速度公式的代数形式与适用条件。
3. 完成简单代入计算，体会公式的实用性。
4. 思考位移与图像面积的关系，产生认知期待。
评价任务 公式理解：☆☆☆
代入计算：☆☆☆
图像关联：☆☆☆
设计意图 依托图像进行公式推导，体现数形结合思想；通过典型例题强化公式使用步骤；设置悬念式问题激发持续探究欲望，实现课时间的自然衔接。
典例精析，巩固提升
【8分钟】 一、逆向思维训练 （一）、刹车问题情境设置
呈现情境：“一辆汽车正以72km/h的速度在平直公路上行驶，司机突然发现前方障碍物，立即紧急制动，加速度大小为5m/s 。求刹车后3秒末的速度。”
引导学生注意单位换算：72km/h = 20m/s；明确方向规定：设初速度方向为正，则加速度a = -5m/s 。
代入公式v = v + at = 20 + (-5)×3 = 5m/s。强调负号表示加速度方向与速度相反。
（二）、讨论实际情景限制
追问：“如果继续计算t=5s时的速度，会得到v=20+(-5)×5=-5m/s，这意味着什么？”
组织学生讨论：“汽车能倒着开回去吗？”引导认识到：当速度减为零后，车辆停止，不再受原加速度影响。
计算停车时间：令v=0，0=20-5t t=4s。故3秒末仍在减速过程中，答案有效；超过4秒则速度为零。
渗透“物理模型需符合现实约束”的科学观念。 1. 完成单位换算，建立正方向意识。
2. 正确代入带符号的数据进行运算。
3. 分析负速度的物理意义，判断合理性。
4. 计算停车时间，理解运动过程边界。
评价任务 方向意识：☆☆☆
符号运用：☆☆☆
现实检验：☆☆☆
设计意图 通过刹车案例强化矢量方向的重要性；引入运动终止条件，防止公式滥用；培养学生批判性思维和实际问题分析能力。
课堂小结，升华主题
【5分钟】 一、结构化回顾核心内容 （一）、梳理知识脉络
站在讲台中央，缓缓说道：“今天我们像一群年轻的伽利略，从斜面上滚下的小车中探寻自然的秘密。我们通过实验发现，当加速度保持不变时，速度随时间均匀变化，其数学表达式为v = v + at。”
转身面向黑板，手指v-t图像，“而这张简洁的直线图，不仅告诉我们速度如何增长，它的斜率更是藏着加速度的密码。”
接着说：“更重要的是，我们开始意识到，每一个公式都不是冰冷的符号堆砌，而是对现实世界运行法则的深情书写。”
二、激励展望未来探索 （二）、寄语激发持续兴趣
“也许你会问，知道了速度还不够，我们更想知道它走了多远？别急，那片由速度曲线围成的神秘区域，正等待我们在下一节课去丈量它的面积，揭开位移之谜。”
最后引用爱因斯坦的话结束：“想象力比知识更重要。希望你们带着今天的好奇与勇气，在物理学的道路上不断追问、不断前行，因为每一个看似平凡的公式背后，都站着无数仰望星空的人。” 1. 跟随教师回顾主要知识点。
2. 理解公式与图像的内在联系。
3. 感受物理探索的历史与人文价值。
4. 期待下节课的深入学习。
评价任务 知识整合：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
学习期待：☆☆☆
设计意图 采用“结构化+激励性”双重总结方式，既系统梳理知识框架，又通过诗意语言和名人名言提升课堂格调，点燃学生对物理本质的敬畏与热爱，实现知识与情感的双重升华。
作业设计
一、基础巩固题
1. 一个物体做匀加速直线运动，初速度为3m/s，加速度为2m/s 。求：（1）第4秒末的速度；（2）前4秒内的速度变化量。
2. 某飞机起飞前在跑道上滑行，加速度为4m/s ，经20秒达到起飞速度。求飞机的起飞速度是多少千米每小时？
二、能力提升题
3. 一辆摩托车以10m/s的速度匀速行驶，突然发现前方危险，以5m/s 的加速度紧急刹车。求：（1）刹车后2秒末的速度；（2）刹车后4秒末的速度；（3）说明第（2）问结果的实际意义。
三、拓展探究题
4. 查阅资料了解我国高铁列车的典型启动加速度和制动加速度范围。假设一列高铁从静止以1.2m/s 的加速度匀加速启动，求其达到216km/h所需的时间。请写出完整的解题过程，包括单位换算。
【答案解析】
一、基础巩固题
1. （1）v = v + at = 3 + 2×4 = 11 m/s；（2）Δv = at = 2×4 = 8 m/s。
2. v = v + at = 0 + 4×20 = 80 m/s = 80 × 3.6 = 288 km/h。
二、能力提升题
3. （1）v = 10 + (-5)×2 = 0 m/s；（2）v = 10 + (-5)×4 = -10 m/s；（3）负速度无实际意义，说明摩托车在4秒前已停下，实际速度为0。
4. 216 km/h = 60 m/s，由v = at得t = v/a = 60 / 1.2 = 50 s。
板书设计
t(s)0.10.20.30.40.5v(m/s)0.120.160.200.240.28
§2.2 匀变速直线运动的规律
【左侧区域】
实验数据表：
【中间主区】
v-t图像：
斜率 k = Δv/Δt = a
速度公式：
v = v + at
（a恒定，直线运动）
【右侧区域】
例题1：v =2m/s, a=1.5m/s , t=3s
v = 2 + 1.5×3 = 6.5m/s
例题2：v =20m/s, a=-5m/s , t=3s
v = 20 - 5×3 = 5m/s
停车时间：t=20/5=4s
教学反思
成功之处
1. 实验环节组织有序，学生参与度高，多数小组能成功获取有效数据并绘制出近似直线的v-t图像，实现了“做中学”的理念。
2. 通过刹车案例引入负加速度与运动终止条件，有效纠正了学生“公式万能”的误区，增强了物理建模的真实感。
3. 结尾引用爱因斯坦名言，提升了课堂的文化品位，部分学生表现出强烈的情感共鸣和后续学习期待。
不足之处
1. 个别小组因打点计时器接触不良导致数据失真，反映出实验前设备检查不够细致，今后应增加预调试环节。
2. 对于数学基础较弱的学生，在图像斜率与加速度的转换上仍显吃力，需在后续课程中加强数形结合的专项训练。
3. 时间分配稍显紧张，最后的拓展提问未能充分展开，可考虑将部分内容移至下一课时前置复习中完成。