高中物理第一册（人教大纲版） 第二章 直线运动 2、位移和时间的关系(第一课时)

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二、 位移和时间的关系
从容说课
本节从最简单的匀速直线运动开始，来研究物体的位移和运动时间的关系．
本节的主要内容包括：匀速直线运动；变速直线运动；位移和时间的关系图象．
本节的特点是同时用图象和公式两种数学工具描述位移和时间的关系．在教学时，应对线的横、纵坐标，描点法。图象的物理意义描述细致、具体，为以后图象的学习和应用打下基础.
结合上述特点和内容，本节课的教学目标定位如下：
1．理解匀速运动、变速运动的概念．
2．知道什么是位移一时间图象，以及如何用图象表示物体的运动．
3．知道匀速运动的s一t图象的意义．
4．知道公式与图象都是描述物理量之间关系的数学工具．
本节课的教学重点定位如下：
匀速直线运动的概念；用描点法描绘位移一时间图象，并能从图中获取所反映出来的的物理信息．
本节课的教学难点定位如下：
如何分析物理图象并从中获取物理信息．
为了顺利完成目标，突出重点，突破难点，采用启发式和讨论式，并配以CAI课件模拟，充分发挥他们的主观能动性．让大家参与进来，在学习中激发兴趣，步步深入，使学生能较好地掌握这些知识内容．
关于匀速直线运动也是“理想化模型”应当是“任何相等的时间内的位移都相等”的运动的问题。不作引导．如果学习程度好又提及这一问题的学生，再涉及这些内容．
本节课的教学程序设计如下：
直接导人新课→引入最简单的匀速直线运动→CAI课件模拟实例：分析匀速直线运动的特点．并猜想它的位移和时间之间的比例关系→用描点法验证这种关系→拓展讨论利用图象可以得到的信息→阅读课文结合实例学习变速直线运动→课堂讨论巩固本节要点．
教学目标
一、知识目标
1.理解匀速直线运动、变速直线运动的概念.
2.知道什么是位移—时间图象，以及如何用图象表示位移和时间的关系.
3.知道匀速直线运动的s—t图象的意义.
4.知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具，它们各有所长，可以相互补充.
二、能力目标
培养学生用多种手段处理问题的能力.
三、德育目标
从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点.
教学重点
1.匀速直线运动的概念.
2.用描点法描绘位移—时间图象，并能从图中获取所反映出来的物理信息.
教学难点
如何分析物理图象并从中获取物理信息.
教学方法
启发式教学、讨论式、CAI课件.
教学用具
投影片、实物投影仪.
课时安排
1课时
教学过程
［投影本节课学习目标］
1.理解匀速直线运动、变速直线运动的概念.
2.知道什么是位移—时间图象，以及如何用图象表示位移和时间的关系.
3.知道匀速直线运动的s—t图象的意义.
4.知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具.
[学习目标完成过程]
一、导入新课
上节课我们学习了质点的概念，并且知道了质点的运动轨迹如果是直线的话，称为直线运动.在直线运动里有一种最简单、最特殊的运动形式，那就是匀速直线运动.
二、新课教学
（一）匀速直线运动、位移—时间图象
［CAI课件模拟］
平直公路沿线每隔50 m等距离竖立着电线杆，一辆汽车依次经过1、4、7、10、13、16、19号电线杆的时刻分别为：0 s、8.8 s、17.5 s、26.2 s、35.1 s、43.9 s、52.7 s.
［学生活动］
列表对上述过程进行分析：
电线杆号 1 4 7 10 13 16 19
时刻t/s 0 8.8 17.5 26.2 35.1 43.9 52.7
时间t/s 8.8 8.7 8.7 8.9 8.8 8.8
位移s/m 150 150 150 150 150 150
由上看出：在误差允许的范围内，在相等的时间内位移变化相等.
即在约8.8 s的时间内位移都是150 m.
［教师引导学生分析］得出
物体沿一条直线运动，如果在相等的时间里位移相等，这种运动就叫做匀速直线运动.
［学生活动］阅读课文.
［教师出示思考题］
1.在匀速直线运动中，位移和时间t有什么关系？
2.以横轴为时间轴（t轴），以纵轴为位移轴（s轴），用描点法根据图表数据作图，看是一个什么样的图象，s与t存在一个什么函数关系？
［学生活动］思考回答并作图:
1.既然匀速直线运动中，相等的时间里位移相等，那么,
时间t内的位移是s.
时间2t内的位移是2s.
时间3t内的位移是3s.
…
总之，位移s跟发生这段位移所用的时间t成正比.
2.作图
［教师选择正确的在实物投影仪上显示］
［引导学生观察分析］
1.可以看出几个点几乎都在过原点的一条直线上.
2.对比y=kx.得：s与t成正比.
［教师］总结：（投影片出示）
1.这就是匀速直线运动的位移—时间图象（s-t图象），有时简称位移图象.
a.横轴表示时间（t/s)，纵轴表示位移(s/m)，t/s、s/m中斜线上表示物理量，斜线下表示物理量的单位.
b.位移图象表示位移随时间的变化规律.
c.匀速直线运动的位移图象是一条与时间轴倾斜的直线.
（2）物理量之间的关系可以同时用图象和公式两种数学工具来表示.图象法方便、直观，便于找出事物的变化规律，因而要重视图象的学习和应用.
［投影出示例1］
两个物体A和B沿同一条直线运动的s-t图象如右图，试比较它们的运动情况，并说明两图线交点表示什么？
［学生活动］分析、讨论并回答：
两质点的s-t图象都是直线，其位移又都随时间增加 ，说明都沿同一条直线向同一方向做匀速直线运动，只是其起始情况和运动的快慢不同.
B物体从t=0时从位于原点正前方s1处向正方向做匀速直线运动.
A物体经时间t1才开始从原点出发，向正方向做匀速直线运动.
由图可知，任取相同的时间Δt，它们的位移Δs大小不同，即ΔsA＞ΔsB，故A物体运动得快，B物体运动得慢.
两图线的交点表示在t2时刻，物体A和B的位置相同，即交点表示A和B相遇.
［评析拓展］
1.利用s-t图像可以判断物体的运动情况.
2.利用s-t图象可以直接读出任意时刻的位移，也可以知道某段时间的位移.
3.利用s-t图象中直线的倾斜程度可以直接判断物体运动的快慢.
［投影出示例2］
物体做直线运动的s-t图象如图所示，说明质点在各段时间内做什么运动？物体发生10 m的位移所用的最短时间为多少 s？
［学生活动］
思考分析并解答
由图判断知：
OA段物体从t=0时开始沿正向做匀速直线运动，经历4 s.
AB段表示物体静止2 s.
BC段表示物体沿原路返回，做匀速直线运动，历时2 s.
CD段表示物体从原点沿反方向做匀速直线运动，历时6 s.
由上分析知：物体发生10 m的位移所用的最短时间为1 s.
［评析拓展］
位移图象表示位移随时间的变化规律，并不是物体的运动轨迹.
［巩固训练］
1.飞机在空中做匀速直线运动时，10 s内飞行10 km,则1 min内飞行_______ km,飞行3600 km所用时间是_______ h.
2.关于质点做匀速直线运动的s—t图象，以下说法正确的是（ ）
A.图线表示质点的运动轨迹
B.图线表示的是质点的位移随时间变化规律
C.图象是一条直线，其长度表示质点的位移大小，每一点代表质点的位置
D.利用图象可知质点在任一时间内的位移，发生任一位移所用时间
[参考答案] 1.60，1 2.BD
（二）变速直线运动
［学生活动］阅读课文有关内容.
［教师出示思考题］
1.汽车刹车时、飞机起飞时，其运动特点是什么 是匀速直线运动吗？
2.什么是变速直线运动？变速直线运动的特点是什么？
3.变速直线运动的位移图象是否还是直线？
［学生回答］
1.汽车刹车时运动的越来越慢，飞机起飞时运动的越来越快，并不是匀速直线运动.
2.物体在一条直线上运动时，如果在相等的时间里位移不相等，这种运动就叫变速直线运动.
变速直线运动的特点：运动快慢程度不同.
3.变速直线运动中s与t不成正比，故其s-t图象不是直线而是曲线.
［教师］
实际上，我们常看到的运动，大多数是变速直线运动.
[课堂讨论]
[投影]讨论问题：
1．可以用什么方法描述匀速直线运动的规律
2．在位移一时间图象中，横轴表示什么 纵轴表示什么 图象的含义是什么
3．物体做直线运动，其位移图象为直线，物体做变速曲线运动，位移图象为曲线，这种说法是否正确
4．根据s一￡图象可以读出哪些信息
[学生活动]讨论并互相交流．
[教师点拨]
1．可以用公式法和图象法来描述匀速直线运动的运动规律．
2．在位移一时间图象中,横轴表示时间，纵轴表示位移，图象表示了位移随时间变化的规律．
3．物体做匀速直线运动时,其位移图象为直线，物体做变速直线运动时。其位移图象为曲线。位移图象为曲线并不代表物体的轨迹是曲线．
4．据s—t图象可求出一段时间内的位移或发生一段位移所用的时间，同时还可判断物体的运动性质,判断运动的方向、运动的快慢．确定相遇时刻等．
三、小结
投影小结思考题：
1．匀速直线运动指的是：物体在 运动。如果在相等的时间里 ；反之如果物体在一条直线上运动,在相等时间里 ,则为变速直线运动．
2．匀速直线运动中。位移和时间的关系图象是 ．
3．变速直线运动的位移一时间图象不是 线，而是 线．
四、作业
1.课本作业：P24练习二
2.思考题
匀速直线运动和变速直线运动的异同点？
[参考答案]
相同点：都是直线运动.
不同点：
（1）匀速直线运动在相等的时间里位移相等，s与t成正比，s-t图线是直线.
（2）变速直线运动在相等的时间内，位移不相等，s与t不成正比，s-t图线是曲线.
五、板书设计
六、本节优化训练设计
1.下列物体的运动哪些是匀速直线运动
A.某人向东走了2 m，用时3 s，再向南走2 m，用时3 s的过程
B.某人向东走了10 m，用时3 s，接着继续向东走20 m，用时6 s的整个过程
C.某人向东走了20 m,用时6 s，接着转身向西走20 m的同时，用时6 s的整个过程
D.某人始终向东，且任一秒的运动轨迹都是3 m的运动
2.如图所示的s—t图象中，能表示质点做匀速直线运动的是
3.如图是物体的s-t图象，由图可知
A.在0~t3时间内物体的位移为-s0
B.在0~t3时间内物体的位移为s0
C.物体在时间0~t3内一直在运动
D.物体一直做匀速直线运动
4.某同学做匀速直线运动去新华书店买书，在书店停留一会儿又做匀速直线运动返回出发点.可以大致表示该同学运动的s—t图象是图中的哪一个
5.A、B、C三物体同时同地出发做直线运动，它的运动情况如图所示，在20 s的时间内，它们的路程关系是
A.sA=sB=sC B.sA＞sB=sC
C.sA＞sC＞sB D.sA=sB＜sC
6.甲、乙两物体由同一地点出发沿同一直线到达同一目的地的s-t图象.下列结论中正确的是（ ）
A.甲、乙两物体始终都做匀速直线运动
B.两物体同时出发同时到达
C.甲物体始终在乙物体前面（起点和终点除外）
D.不能断定甲、乙的先后位置
7.如图所示为质点的s—t图象，根据图象回答：
(1)第1 s内质点做什么运动_______；
(2)第1 s末到第3 s末质点做_______运动，发生的位移_______；
(3)第4 s内质点做_______运动，发生的位移_______；
(4)头5 s内的位移_______.
［参考答案］
1.D 2.ABC 3.B 4.A 5.B 6.BC
7.(1)静止
(2)匀速直线运动；5 m
(3)匀速直线运动；-10 m
(4)-15 m
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