人教版高中物理必修一第二章2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系教学设计

教学设计方案
主题、单元或课的名称
人教版高中物理必修1第二章第三节：匀变速直线运动的位移与时间的关系
学科
高中物理
年级
高一
班
班
教学目标
知识与技能
知道匀速直线运动的位移与v-t图线围成的矩形面积的对应关系；掌握匀变速直线运动的位移公式，理解公式的形成过程、意义以及正负号的含义；能用x=v0t+at2解决一些简单的问题。
过程与方法
1、通过设问、讨论、交流等方法引导学生建立匀变速直线运动的求解方法。2、学生通过对v-t图象的观察、分析、思考，接受一种新的研究物理问题的科学方法--微分法3、通过讨论交流，培养学生大胆猜想的能力；培养学生对比分析和交流合作的能力。
情感态度与价值观
1、通过速度图线与横轴所围的面积求位移，实现学生由感性认识到理性认识的过渡；2、经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系，培养自己动手能力，增加物理情感。3、逐步养成将自己的见解与他人分享的团队精神。
学习者特征分析
知识基础
1.学生初中已经学习关于速度与时间的关系，对图象有了一定认识，对学习本节知识没有知识障碍。2.学生在平常的学习和生活中已经接触到过一些零碎的关于微元法的例子，比如瞬时速度的求解。
能力基础
学生经常使用小组合作、交流评估、有新课改学习理念。
学习者特征分析
1、学习者为高一年级的学生，对有关生活的知识好奇心较强，具有强烈的探究欲望；2、学生都是以小组为合作单位，一个同学的交流代表小组内同学的交流。
学习动机分析
学生学习的目的是为了了解物理知识在生活中的应用，并能够应用物理知识解释生活中的现象。
学习风格分析
很多创新设计或生活实践都涉及运动学的应用，充分利用这些有利条件，可以对学生的长远发展产生深远的影响
教学内容
教材分析
运动学知识是整个物理学的基础内容，本节课是高一物理必修一第二章《匀变速直线运动的研究》中的内容，是在学习了匀变速直线运动的速度与时间的关系后编排的，是匀变速直线运动规律的深入和扩展。本节匀变速直线运动位移与时间的规律的学习将为以后认识自由落体运动、平抛运动、类平抛运动等奠定了基础；而且掌握了匀变速直线运动位移和时间的关系以后，就可以运用牛顿运动定律结合运动学来处理相关的物理问题，同时还能进一步推导出动能定理的关系式，可见本节的知识在整个力学和运动学中具有基础性的地位，起着承上启下的作用，因此本节内容是本章教学的重点。
知识结构图
教学重难点：重点：1经历匀变速直线运动位移规律的探究过程，体验探究方法；
2匀变速直线运动的位移公式的实际应用。难点：用微分思想分析归纳，从速度图象推导匀变速直线运动的位移公式
信息化教学媒体和资源的选择和运用：视频：汽车与飞机比赛视频，自制微课视频图片：⑴飞机起飞图片；⑵火箭升空图片；⑶火车进站图片；⑷汽车追尾图片；⑸汽车运动刹车；（6）汽车运动示意图片；（7）割圆术图片；（8）v-t图象图片
教学准备：1．教师准备：根据学生情况，拟写教学设计，制作课件，制作微课视频，上网查找资料与图片，准备课前自主预习案，课中合作探究案，课后应用固学案，准备微元分割示意图；2．学生准备：课前预习，做预习学案。
教学过程（活动）
教学环节
教学内容
师生活动及意图
1.引入新课
展示飞机起飞图片，火箭升空图片，火车进站图片，汽车追尾图片播放汽车与飞机比赛视频同学们，看这几幅图都是运动的图片，而视频中我们看到在短时间，短距离内，汽车比飞机跑得还快，但我们可以想象，随着时间的推移，飞机位移只会越来越比汽车大的，火箭比飞机还飞得快，其实，我们虽然没动，但也坐地日行八万里，在生活中，我们接触最多的是汽车，我们的理念是不要太快，我们需要的是安全，能在短距离，短时间内操控它停下来，因为汽车在启动或刹车停下的时候认为是做匀变速直线运动，因此，如何保证安全，需要我们学习：《匀变速直线运动的位移与时间的关系》
学生先观看视频教师解说视频，并从语言激起学生探究欲望，引入课题。
2进入新课：引导学生从匀速直线运动的位移入手，通过公式法和图像法得出结论：匀速直线运动的位移就是v
–
t
图线与t轴所夹的矩形“面积”。
展示汽车刹车图片展示类似问题：某汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是6m/s2，如果必须在12m内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少？（展示问题，不要求解答）【1、动手并动脑】写一写：请同学们写出做匀速直线运动的物体，在时间t内的位移与时间的关系式:画一画：请同学们在坐标纸上作出匀速直线运动的v－t图像议一议：能否在v－t图像中表示出做匀速直线运动的物体在时间t内的位移呢？对于匀变速直线运动是不是也有类似关系呢？
（板书）一、匀速直线运动的位移1、公式：x=vt2、面积即位移
学生观看图片，观看题目，知道要解决类似问题必须学好本节内容，从而激发探究匀变速直线运动位移求解方法的兴趣。教师引导从已有认知着手，动脑动手，探究新知，激发探究欲望，运用类比方法大胆猜想匀变速直线运动位移的计算方法。培养学生从多角度解答问题的能力以及把物理规律和数学图像相结合的能力。
3、从教材上的思考与讨论入手，以匀速直线运动为基础，采用微分法，得出结论：当Δt无穷小时，v－t图线下四边形的面积等于匀变速直线运动的位移。学习重力
【2、思考与讨论】匀变速直线运动的位移与它的v-t图像，是否也有类似的关系？自己阅读教材37页到38页的思考与讨论，结合割圆术图思考：材料中体现了什么科学思想？①如何估算位置0到位置5的位移？②位移x在v-t图像上如何表示？请一个小组的同学讲一下估算的方法，据这种方法另一位同学动笔在v-t图像上画出位移x。③这种算法有何缺陷？引导学生思考，运用这种方法得出的位移与真实值相比如何？④如何改进？引入微分法的思想，当时间间隔取得小一些，如0.05s时，求得的位移与原先相比，如何？用微课视频展示，当△t越小，矩形的面积越接近真实值。得出结论：当Δt无穷小时，v－t图线下四边形的面积等于匀变速直线运动的位移。
展示割圆术图片，学生观察并结合材料思考与讨论，为下面的位移公式的推导学习作过渡。让学生本着科学的态度不能轻易的下结论，通过讨论探究完成，使学生主动获得知识。向学生渗透微分法的思想，培养学生用定积分的思想分析v-t图象中所夹面积表示物体运动位移的能力。小组讨论学习，教师据讨论情况提问学生预习与讨论问题。学生代表回答
4、推导匀变速直线运动的位移与时间的关系式
【3、合作与探究】（1）计算，CB斜线下梯形OABC的面积？面积代表什么？（2）把计算出的面积代入物理量来表示，得出位移公式？（3）小组合作写出对公式的理解？（至少两条，不足的其它小组作补充）
引导学生回忆梯形面积的计算公式让学生明确梯形面积公式中分别对应的物理量，让学生推导得到公式。再让学生对公式，进行化简，把代入，得到教师小结：就是匀变速直线运动位移与时间的关系式，且是矢量式。（板书）二、匀变速直线运动的位移1、v-t图面积即位移2、公式：
教师展示合作与探究问题，
学生动笔，根据有关知识进行公式推导。培养学生利用数学图象和物理知识推导物理规律的能力。在前面微分基础上深入理解位移，得出位移公式，并且让学生学会从物理的角度去理解数学公式
5例题加深和巩固
【4、指导与练习】例题：一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了12s，驶过了180m。汽车开始加速时的速度是多少？练习：一辆汽车以20m/s的速度行驶，现因故刹车，并最终停止运动，已知汽车刹车过程的加速度大小是5m/s2。则汽车从开始刹车经过5s所通过的距离是多少？
列举书本上的例题，引导学生读题和审题，理解题意，画出运动草图，挖掘隐含条件，正确应用公式及公式变形解题。通过推导公式，培养学生用物理语言表达过程的能力和应用数学工具的能力，培养学生解题习惯。并补充一道汽车刹车的例题引导学生从物理角度理解公式：式中各符号是矢量还是标量？在匀加速和匀减速直线运动中符号如何？
6、用图象表示位移
【5、画图、说图及思考】（1）、位移与时间的关系也可以用图像来表示，这种图像叫位移—时间图像，即x-t图像。结合课本图2.3-4，说说图各线段分别表示什么运动？（2）、你能画出初速度为0的匀变速直线运动的x-t图像的草图吗？试试看。（3）、思考：我们研究的是直线运动，为什么你画出来的x-t图象不是直线？（板书）三、用图象表示位移一—x-t图象
类比v-t图思考如何用图象表示匀变速直线运动位移，培养学生知识迁移的能力
7自主归纳总结本节内容，课堂小结，强调重点，解除疑惑。
展示提纲，学生自主归纳一、匀速直线运动的位移二、匀变速直线运动的位移三、用图象表示位移
课堂小结，有利于巩固学生新学到的知识，及时解决疑问，有利于提高学生的学习效率。
8.反思体会评价
通过本节课的学习，你有什么收获或体会？
学生分成9个小组，通过讨论后分组进行汇报。
9.布置作业
1.教材第40页“问题与练习”2、3题，固学案2.
课题：学习与生活中应用微分法举例
记下作业，课后练习，学生课外体验，让知识得以延伸与巩固。
教学流程图
教学评价：1.
本节课由三部分内容组成，针对不同的内容特点，采用不同的教学策略或方法。共同的原则是符合学生的年龄特点和认知结构，教学中或引导或置疑，或探究或交流讨论，或实物或影片展示，总之首先给学生以形象直观的知识感知，进而通过知识运用以提高能力、深化所学。2、希望通过本节课的教学，让学生理解微元法思想的重要性，体会与生活息息相关的物理知识。3.本节课所涉及的视频、图片及实例多，要学会在网上进行收集和整理，遴选网络资源，学会与生活实际相联系，。
板书设计：一、匀速直线运动的位移公式：x=vt图象：面积即位移二、匀变速直线运动的位移图象：面积即位移公式：三、用图象表示位移一—x-t图象
反思：1.通过本节课的教学之后，教学目标任务基本完成，但是在时间分配上出现不均衡的现象，导致后边学生自我总结、交流互动环节时间太少。2.学生活动开展需要教师在活动上多下功夫，对课堂互动要很高的驾驭能力。
学生对运动学的知识很感兴趣，虽然初中有学习过部分内容，但不太深入，所以在教学的过程中应通过尽量多的实例、图片等途径多方面增加学生的感性认识，唤起学生的已知知识，提高学生的学习兴趣，增加学生的求知欲，并引导学生进行主动探究。
课程设计上，运用小组学习探究模式，以学生的感性认识作为出发点，在教师所提出的逐个循序渐进的问题的引导下，学生自主展开探究。只有这样才能让学生成为学习的主体，而教师的主导作用也能充分发挥。
本节课的设计上，充分应用多媒体手段，充分发挥其展示的功能，让学生通过图片及问题展示进行课题的学习。
本节课设计几个学生的讨论环节，目的在于让学生在交流中学习，让别人的智慧启发自己，从而进行有效的合作学习。同时，增加“指导与练习”环节，让学生利用自己已经学习过的知识，结合新学习的知识来解决问题。这一环节在这种实践性很强的知识学习过程中是非常必要，也是非常重要的。[来源:zz^step.co~#
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X=vt
匀变速直线运动的位移与时间的关系
一、匀速直线运动的位移
图象面积
微元法---图象面积
二、匀变速直线运动的位移
图线意义
三、用图象表示位移
公式应用
运用视频引入新课、展示图片激发兴趣
组织教学
展示问题，学生动手动脑，知道匀速直线运动的位移与图象表示方法
动手并动脑
教师与学生总结出图象中面积的意义
从图象得出面积即位移的结论，并推导出位移表达式
合作与探究
看书对比割元术了解微元法思想
思考与讨论
认识匀速与匀变速直线位移时间图象
画图、说图、思考
教师指导作示范，学生练习应用公式
指导与练习
通过提纲自主归纳总结本节内容
自主归纳总结
通过本节课的学习，你有什么收获或体会？
反思体会评价
课外作业
结束
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