人教版高一物理必修一第二章教案.doc

第二章 匀变速直线运动的研究全章概述本章是在第一章运动描述的基础上，进一步用实验的方法，探索匀变速直线运动的规律和特点，并结合公式、图象对匀变速直线运动进行研究。通过使用打点计时器设计相关实验探索运动规律，并用语言、公式、图象进行描述。本章重点是匀变速直线运动规律的掌握，重点掌握其研究的方法和运动的规律及应用。本章公式和推论较多，在学习时要分清公式的应用条件和前提，不可乱套公式，在物理过程比较复杂时可以分解过程，一突破并建立相关联系，必要时可借助图象进行分析比较。本章可分为三个单元（1）基本规律的探索及描述（一、二、三节）（2）相关的推论的整理及应用（三节后半部分）（3）特殊应用及伽利略的研究史实（第四、五节）新课标要求本章也是必修模块中物理1模块的第一部分，为第一个二级主题。1、通过研究匀变速直线运动中速度与时间的关系，位移与时间的关系，体会公式表述和图象表述的优越性，为进一步应用规律奠定基础，体会数学在处理问题中的重要性。通过史实了解伽利略研究自由落体所用的实验和推论方法，体会科学推理的重要性，提高学生的科学推理能力。2、在掌握相关规律的同时，通过对某些推论的导出过程的经历，体验物理规律“条件”的意义和重要性，明确很多规律都是有条件的，科学的推理也有条件性。新课程学习1. 实验：探究小车速度随时间变化的规律（教案1）教学目标 一、知识目标：1、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。2、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。3、会用表格法处理数据，并合理猜想。二、能力目标：1、初步学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。2、对打出的纸带，会用近似的方法得出各点瞬时速度。三、德育目标 1 、通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。2、通过对纸带的处理，实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。教学重点对实验的设计 数据的处理教学难点1、各点瞬时速度的计算。2、对实验数据的处理、规律的探究。教学方法 教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。教学用具 打点计时器 小车 钩码 纸带课时安排 2课时教学过程一、导入新课我们已经学习了用打点计时器测定物体运动的速度。我们这节课再利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。二、新课教学： 1、让学生自己设计好实验，并口头阐述相关实验器材及步骤。教师活动：根据实验目的，研究物体运动的特点、规律。引导学生从具体实例开始，提出问题：如何设计小车在重物下的运动实验？学生活动：思考实验过程并流利地口头阐述实验，包括设计思想、实施步骤和操作过程。点评：以前老师比较习惯直接告诉学生如何去做，使学生沿着老师指定的方向“轻松”前进，自然而然地养成了“饭来张口”的惰性，缺乏思考的积极性、主动性，虽然这儿不是重点，但可以顺便培养学生动脑思考的好习惯。2、引导学生熟练地摆好器材，进行合理、准确地操作，得到一条点迹清晰的纸带。教师活动：引导学生“三思而后行”，注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项，而确保准确，并巡视全场，对出现的问题予以及时纠正。学生活动：进行实验操作，注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比，及时提出问题。点评：（1）在动手操作之前，可以让学生先在头脑中实验，提前思考实验顺序和注意事 项；保证操作地顺利进行。 （2）和已学实验进行对比，使学生很好地应用了比较法，且有助于加深记忆。 （3）对学生出现的问题，可拿出来让全班同学参与解决，比如：“有的同学先松手， 再开打点计时器电源，有的同学反之，哪种好？为什么？”这样让学生参与讨论，调动学生思考的积极性和主动性。3、选择纸带，并选好计数点，计算各计数点的瞬时速度填入表格。教师活动：让学生思考，面对打出的纸带如何研究小车的运动？引导学生学会计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法。学生活动：得到纸带上点的速度就代表物体运动速度这个结论。用近似法计算各点瞬时速度，并填入表格，有待观察。点评：（1）在“为什么要计算各点瞬时速度”这个问题，要让学生自己思考分析，提高其分析问题的能力。 （2）各点瞬时速度的计算虽然是已学内容，但牵扯到学生的计算能力及方法的理 解，所以仍是一难点，不容忽视。4、由上述数据表格猜想出小车运动速度随时间的变化规律：速度与时间成正比。教师活动：鼓励学生大胆猜想，并一一列举学生的各种想法，了解学生猜想的原因，进行总结与点评，纠正盲目的瞎想。学生活动：大胆猜想，回答猜想原因，阐述猜想思路。点评：（1）以上活动可以说是实验的精华之一，是提高学生思维能力与探究能力的关键之举。但应注意，猜想也有学问，要让猜想尽可能正确，就得根据自己所学知识和自己积累的经验来寻找答案，否则正确的可能性就很小了。 （2）通过学生回答，可以掌握学生思维习惯，了解学生的内心世界，可以达到知己知彼，对症下药。（三）实例探究关于实验的步骤例在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏 的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H ）A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源B将打点计时器固定在平板上，并接好电路C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D取下纸带E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。解析：（1）问A中应先通电，再放纸带。（2）D中取下纸带前应先断开电源。（3）补充步骤G：换上新纸带，重复三次。步骤顺序为：BFECADG三、小结这节课重点是对重物牵引下小车的运动进行探究，在探究过程中，涉及到了实验的设计、操作以及作图象的方法、原则，很好地提高了大家各方面的能力，同时又为后面学习这种匀变速运动打下了基础。四、作业：课后完成课本36页“问题与练习”中的习题。 1. 实验：探究小车速度随时间变化的规律（教案2）教学过程（一）引入新课我们已经学习了用打点计时器测定物体运动的速度。我们这节课再利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。（二）进行新课1、让学生自己设计好实验，并口头阐述相关实验器材及步骤。教师活动：根据实验目的，研究物体运动的特点、规律。引导学生从具体实例开始，提出问题：如何设计小车在重物下的运动实验？学生活动：思考实验过程并流利地口头阐述实验，包括设计思想、实施步骤和操作过程。点评：以前老师比较习惯直接告诉学生如何去做，使学生沿着老师指定的方向“轻松”前进，自然而然地养成了“饭来张口”的惰性，缺乏思考的积极性、主动性，虽然这儿不是重点，但可以顺便培养学生动脑思考的好习惯。2、引导学生熟练地摆好器材，进行合理、准确地操作，得到一条点迹清晰的纸带。教师活动：引导学生“三思而后行”，注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项，而确保准确，并巡视全场，对出现的问题予以及时纠正。学生活动：进行实验操作，注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比，及时提出问题。点评：（1）在动手操作之前，可以让学生先在头脑中实验，提前思考实验顺序和注意事 项；保证操作地顺利进行。 （2）和已学实验进行对比，使学生很好地应用了比较法，且有助于加深记忆。 （3）对学生出现的问题，可拿出来让全班同学参与解决，比如：“有的同学先松手， 再开打点计时器电源，有的同学反之，哪种好？为什么？”这样让学生参与讨论，调动学生思考的积极性和主动性。3、选择纸带，并选好计数点，计算各计数点的瞬时速度填入表格。教师活动：让学生思考，面对打出的纸带如何研究小车的运动？引导学生学会计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法。学生活动：得到纸带上点的速度就代表物体运动速度这个结论。用近似法计算各点瞬时速度，并填入表格，有待观察。点评：（1）在“为什么要计算各点瞬时速度”这个问题，要让学生自己思考分析，提高其分析问题的能力。 （2）各点瞬时速度的计算虽然是已学内容，但牵扯到学生的计算能力及方法的理 解，所以仍是一难点，不容忽视。4、由上述数据表格猜想出小车运动速度随时间的变化规律：速度与时间成正比。教师活动：鼓励学生大胆猜想，并一一列举学生的各种想法，了解学生猜想的原因，进行总结与点评，纠正盲目的瞎想。学生活动：大胆猜想，回答猜想原因，阐述猜想思路。点评：（1）以上活动可以说是实验的精华之一，是提高学生思维能力与探究能力的关键之举。但应注意，猜想也有学问，要让猜想尽可能正确，就得根据自己所学知识和自己积累的经验来寻找答案，否则正确的可能性就很小了。 （2）通过学生回答，可以掌握学生思维习惯，了解学生的内心世界，可以达到知此 知彼，对症下药。5、学生独立寻找直观地体现规律的方法：图象法。教师活动：提出体现物理规律的两种方法：1、公式法；2、图象法，得出图象法的直观优越性。学生活动：回答方法，并掌握图象法的直观优越性。点评：（1）用图象法来处理物理问题，探究物理规律，在物理学中是比较常用的，也是 非常重要的。（2）此外，在这儿还培养了学生从优选择的习惯。6、掌握绘制图象的一般方法：描点法。根据实验数据绘制v-t图象。教师活动：强调绘制图象的方法，并提问引导描点法一般原则，强调作图的精确性，培养严谨的科学态度。学生活动：根据实验数据和坐标纸大小先确定标度，再准确描点，并用平滑的曲线进行连接。点评：描点法是作图的一种最基本的方法，最重点的两点：一是准确性（标度要合适）， 二是要用平滑曲线连接（要让尽可能多的点分布在线上，不在线上的点分布在两侧，离线较远的点删去）。最后还要注意美观性（使图象分布在坐标纸中央）。7、观察计算机作图，了解计算机作图优越性。教师活动：用Excel软件演示作v-t图。学生活动：认真观察、体会并和手工作图加以对比，争取课下独立完成。点评：学生每人一机可能有的学校条件不具备，但教师用机基本能实现，因此这儿作一演示，有计算机的学生课下可自行完成，对微机学习也是一个促进，没有条件的学生也可以增强感观认识，同时还能提高学生们兴趣，增强学生们学习主动性。8、根据所作图线来描述小车运动速度随时间的规律。教师活动：根据学生不同回答来进行总结、引导。培养其规律总结能力，语言表达能力。学生活动：回答：小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比点评：这里答案不唯一，应鼓励学生大胆表达，对正确的地方表扬，不合适的地方应 引导、纠正，这样才能使学生加深印象，培养良好的思维习惯，提高创新意识、开阔思维。（三）课堂总结、点评这节课重点是对重物牵引下小车的运动进行探究，在探究过程中，涉及到了实验的设计、操作以及作图象的方法、原则，很好地提高了大家各方面的能力，同时又为后面学习这种匀变速运动打下了基础。2. 匀变速直线运动的速度与时间的关系 一、教学目标1知识与技能：(1)知道匀速直线运动图象。 (2)知道匀变速直线运动的图象,概念和特点。(3)掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并会应用它进行计算。2过程与方法：(1)让学生初步了解探究学习的方法.(2)培养学生的逻辑推理能力,数形结合的能力,应用数学知识的解决物理问题的能力。3情感态度与价值观：(1)培养学生基本的科学素养。(2)培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。(3)培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。二、教学重点、难点重点：(1) 匀变速直线运动的图象,概念和特点。(2) 匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并会应用它进行计算。难点：应用图象推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at。四、教学设计1引入新课上节课,同学们通过实验研究了速度与时间的关系,小车运动的t图象。设问：小车运动的t图象是怎样的图线？（让学生画一下）（ms-1）t/st00学生画出小车运动的t图象，并能表达出小车运动的t图象是一条倾斜的直线。速度和时间的这种关系称为线性关系。学生坐标轴画反的要更正，并强调调，纵坐标取速度，横坐标取时间。设问：在小车运动的t图象上的一个点P（t1,v1）表示什么？学生回答：t1时刻,小车的速度为v1 ；（学生回答不准确，教师补充、修正。）（ms-1）t/st0002讲授新课（1）匀变速直线运动概念的引入：向学生展现问题：提问：这个t图象有什么特点？它表示物体运动的速度有什么特点？物体运动的加速度又有什么特点？学生分小组讨论：每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。学生回答：图象是一条平行于时间轴的直线。物体的速度不随时间变化，即物体作匀速直线运动。作匀速直线运动的物体，v = 0，= 0，所以加速度为零。向学生展现问题： 提问：在上节的实验中，小车在重物牵引下运动的v-t图象是一条倾斜的直线，物体的加速度有什么特点？直线的倾斜程度与加速度有什么关系？它表示小车在做什么样的运动？老师引导：从图可以看出，由于v-t图象是一条倾斜的直线，速度随着时间逐渐变大，在时间轴上取取两点t1,t2,则t1,t2间的距离表示时间间隔t= t2t1，t1时刻的速度为v1, t2 时刻的速度为v2,则v2v1= v，v即为间间隔t内的速度的变化量。提问：v与t是什么关系？每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。v-t图象是一条倾斜的直线，由作图可知无论t选在什么区间，对应的速度v的变化量v与时间t的变化量t之比都是一样的等于直线的斜率，即加速度不变。所以v-t图象是一条倾斜的直线的运动，是加速度不变的运动。知识总结：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。(uniform variable rectilinear motion)。匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线。物体做匀变速直线运动的条件：1。沿着一条直线运动2加速度不变对匀变速直线运动的理解：要注意以下几点：l 加速度是矢量，既有大小又有方向。加速度不变，指的是加速度的大小和方向都不变。若物体虽然沿直线运动，且加速度的大小不变，但加速度的方向发生了变化，从总体上讲，物体做的并不是匀变速直线运动。l 沿一条直线运动这一条件不可少，因为物体尽管加速度不变，但还可能沿曲线运动。例如我们在模块“物理2”中将要讨论的平抛运动，就是一种匀变速曲线运动。l 加速度不变，即速度是均匀变化的，运动物体在任意相等的时间内速度的变化都相等。因此，匀变速直线运动的定义还可以表述为：物体在一条直线上运动，如果在任意相等的时间内速度的变化量都相等，这种运动就叫做匀变速直线运动。vto甲vto乙展示以下两个v-t图象，请同学们观察，并比较这两个v-t图象。学生回答v-t图线与纵坐标的交点表示t = 0 时刻的速度，即初速度v0。v-t图线的斜率在数值上等于速度v的变化量v与时间t的变化量t之比，表示速度的变化量与所用时间的比值，即加速度。由作图可得甲乙两个v-t图象表示的运动都是匀变速直线运动，但甲图的速度随时间均匀增加，乙图的速度随着时间均匀减小。知识总结：在匀变速直线运动中，如果物体的速度随着时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动；如果物体的速度随着时间均匀减小，这个运动叫做匀减速直线运动。vtoV0VtVt（2）速度与时间的关系式提问：除用图象表示物体运动的速度与时间的关系外，是否还可以用公式表达物体运动的速度与时间的关系？教师引导，取t=0时为初状态，速度为初速度V0，取t时刻为末状态，速度为末速度V,从初态到末态，时间的变化量为t，则t = t0，速度的变化量为V,则V = VV0学生回答：因为加速度 a = ,所以V =a t VV0= a t VV0= a t V= V0 + a t知识总结：匀变速直线运动中，速度与时间的关系式是V= V0 + a t匀变速直线运动的速度与时间关系的公式：V= V0 + a t的理解：l 由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量，所以at是从0t这段时间内速度的变化量；再加上运动开始时物体的速度V0，就得到t时刻物体的速度V。l 公式说明，t时刻的速度v与初速度v0、加速度a和时间t有关。l 让学生明白该公式不仅可以应用在匀加速直线运动中，也可以应用在匀减速运动中对于匀加速直线运动，若取V0 方向为坐标轴的正方向（V0 0），a等于单位时间内速度的增加量，at是从0t这段时间内速度的增加量； t时刻物体的速度V等于初速V0加上at。即V= V0 + a t，这说明：对匀加速直线运动，初速V0 0时，加速度a0 对于匀减速直线运动，若取V0 方向为坐标轴的正方向（V0 0），a等于单位时间内速度的减少量，at是从0t这段时间内速度的减少量； t时刻物体的速度V等于初速V0减去at。即V= V0 +（- a t），这说明：对匀加速直线运动，初速V0 0时，加速度a0，在利用公式V= V0 + a t解题代入数据时加速度a应为负值。v0v=?a图213t3.教材中两道例题的分析应用公式V= V0 + a t，此公式用在两种类型中：匀加速直线运动和匀减速运动。v=0v0=?at图214教材中的例题1，研究的是汽车的加速过程，已知汽车的初速度v0、加速度a和加速的时间t，需求末速度v，如图213所示。此题只需直接应用匀变速直线运动的速度公式即可求解。教材中的例题2，研究的是汽车的紧急刹车过程，已知汽车的加速度a的大小和刹车减速的时间t，并有隐含条件末速度v=0，需求初速度v0，如图214所示。此题在应用匀变速直线运动的速度公式求解时，若以汽车运动的方向为正方向，则加速度须以负值代入公式。求解这两道例题之后，可以总结一下，解答此类问题的一般步骤是：认真审题，弄清题意；分析已知量和待求量，画示意图；用速度公式建立方程解题；代入数据，计算出结果。补充：1 匀加速直线运动的再认识（复习）2 关系式再认识在第一节探究小车速度随时间变化规律的实验中，我们已经用到了“匀变速直线运动某段时间内的平均速度，就等于这段时间中间时刻的瞬时速度”这一规律。你想过没有，为什么有这种等量关系呢？让我们来证明一下。设物体做匀变速直线运动的初速度为v0，加速度为a，经时间t后末速度为v，并以表示这段时间中间时刻的瞬时速度。由，可得 。因为匀变速直线运动的速度随时间是均匀变化的，所以它在时间t内的平均速度，就等于时间t内的初速度v0和末速度v的平均值，即。从而，可得 。3 于初速度为0的匀加速直线运动因v0=0，由公式可得 ，这就是初速度为0的匀加速直线运动的速度公式。因加速度a为定值，由可得。所以，在物体做初速度为0的匀加速直线运动时，物体在时刻t、2t、3t、 n t的速度之比v1v2v3vn=123n。4 对“说一说”问题的讨论本节教材在“说一说”栏目中给出了一个物体运动的速度图象，图象是一条斜向上延伸的曲线。从图象可以看出，物体的速度在不断增大。在相等的时间间隔t内，速度的变化量v并不相等，而是随着时间的推移在不断增大。所以，物体的加速度在不断增大，物体做的并不是匀加速运动，而是加速度逐渐增大的变加速运动。请进一步思考：匀变速直线运动速度图象直线的斜率表示加速度，那么从变加速直线运动的速度图象，又如何求出某段时间内的平均加速度和某一时刻的瞬时加速度呢？由教材图2.2-5不难看出，变加速直线运动速度图象曲线的割线的斜率，表示相应时间段内的平均加速度；曲线的切线的斜率，表示相应时刻的瞬时加速度。3.匀变速直线运动的位移与时间的关系 一教学目标：1 知识与技能：掌握用vt图象描述位移的方法；掌握匀变速运动位移与时间的关系并运用（知道其推导方法）；掌握位移与速度的关系并运用。2 过程与方法：通过对微分思想的理解，明确“面积”与位移的关系；练习位移公式不同形式的应用。3 情感、态度与价值观：(1)、养成认真分析问题的好习惯，体会一题多解，要解题严谨。(2)、题目有多解，人生道路有多种选择，青年学生要选择正确的人生观。二 教学重点：1 位移与时间关系推导。2 表达式：x = v0 + at2/2、v2 - v02 = 2ax .3 运用公式解决具体问题。三 教学难点：1 公式中各物理量的理解与准确应用。2 速度时间图象中面积表示位移。四 教学过程：初中已学过匀速直线运动求位移的方法x=vt,在速度时间图像中可看出位移对应着一块矩形面积。（此处让学生思考回答） 对于匀变速直线运动是否也对应类似关系呢？ 引入新课分析书上 “思考与讨论” ，引入微积分思想，对书P41图2.3-2的分析理解（教师与学生互动）确认v-t图像中的面积可表示物体的位移。 位移公式推导：先让学生写出梯形面积表达式： S=(OC+AB)OA/2分请学生析OC,AB,OA各对应什么物理量？并将v = v0 + at 代入，得出：x = v0t + at2/2注意式中x, v0 ,a要选取统一的正方向。 应用：1。书上例题分析，按规范格式书写。 2补充例题：汽车以10s的速度行驶，刹车加速度为5m/s，求刹车后1s，2s，3s的位移。 匀变速直线运动的位移与速度的关系： 如果我们所研究的问题不涉及时间，而仍用v=v0+at 和x=v0t+at2/2会显得繁琐。在以上两公式中消去时间t，所得的结果直接用于解题，可使不涉及时间的问题简洁起来。 由：v = v0 + at x = v0t + at2/2 消去t，得v2 - v02 = 2ax （注意：该式为不独立的导出式） 练习：由前面例题：v0 =10m/s, a = -5m/s2 求刹车经7.5m时的速度？ 由公式： v = -5m/s (舍去) 刹车经7.5米时的速度为5m/s,与初速度方向相同。 补充练习：1 某航空母舰上飞机在跑道加速时，发动机最大加速度为5m/s2，所需起飞速度为50m/s，跑道长100m，通过计算判断，飞机能否靠自身发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有多大的初速度？（答：不能靠自身发动机起飞；39m/s。）2.4 匀变速直线运动的位移与速度的关系教学目标(一) 知识与技能1. 知道位移速度公式，会用公式解决实际问题。2. 知道匀变速直线运动的其它一些扩展公式。3. 牢牢把握匀变速直线运动的规律，灵活运用各种公式解决实际问题。(二) 过程与方法4. 在匀变速直线运动规律学习中，让学生通过自己的分析得到结论。(三) 情感态度与价值观5. 让学生学会学习，在学习中体验获得成功的兴奋。教学重点1. 位移速度公式及平均速度、中间时刻速度和中间位移速度。2. 初速度为零的匀变速直线运动的规律及推论。教学难点1. 中间时刻速度和中间位移速度的大小比较及其运用。2. 初速度为0的匀变速直线运动，相等位移的时间之比。教学过程引入一、位移速度公式师：我们先来看看上节课内容的“同步测试”中最后一题，大家都是如何求解的？例1、某飞机起飞的速度是50m/s，在跑道上加速时可能产生的最大加速度是4m/s2，求飞机从静止到起飞成功需要跑道最小长度为多少？生：先用速度公式求解出时间，再用公式或求解出整个过程的位移。师：将上述解题过程用公式表示就是代入有即在该位移公式中，不涉及时间，只涉及初末速度，以后若要求解的问题中只涉及速度与位移，不涉及时间，直接用该公式解题会简单方便一点，不需要每次都是算出t后再代入位移公式。师：上例中如果用这个公式解题是不是简单方便多了？总结：目前为止我们学习过的描述匀变速直线运动规律的公式速度时间公式：位移公式：“知三求二法”：以上四式中只有两个是独立的（即由其中任意两个可以推导出其它两个），所以对于一个选定的研究过程，必须知道其中三个量，才能用公式求出另外两个量。二、平均速度公式tv0v0Bt0Avtvx师：大家来看下面一个例题。 师：AB分别做什么样的运动。生：A做初速度为的匀加速直线运动，B匀速度直线运动。师：t0时间内，AB的位移哪个大？生：从函数图象所包围的面积来看，t0时间内它们的位移一样。师：这说是说，从位移来讲，我们可以把匀变速直线运动看成以某速度运动的匀速直线运动，你能根据图象上的已知条件、t0求出匀速直线运动的速度vx吗？生：师：A、B t0时间内平均速度分别是多少啊？生：它们在t0时间内的平均速度都是师：从图象我们可以得到一个结论：匀变速直线运动中某段过程的平均速度公式 师：其实这个结论从我们已经学习过的位移公式中就能获得，同学们想一想，我为什么会这样说？生：根据，再对照这个位移公式就有。例2、物体由静止从A点沿斜面匀加速下滑，随后在水平面上做匀减速直线运动，最后停止于C点，如图所示，已知AB=4m，BC=6m，整个运动用时10s，则沿AB和BC运动的加速度a1、a2大小分别是多少？解：ACB 再根据公式即可求出两段的加速度分别为a1=0.5m/s2 a2=1/3=0.33m/s2 三、几个重要的推论师：想学好物理，首先要对基本概念和基本规律有准确的理解，在此基础上，如果能够把握由基本规律所导出的一些推论，在学习上就会达到一个更高的层次，在解决问题的过程中，才能做到灵活地解题。下面来一起推导并牢记以下的几个重要推论1、连续相等的时间T内的位移之差为一恒定值推导过程：物体以加速度a匀变速直线运动的过程中，从某时刻起取连续相等的两个时间间隔，时间间隔为T，设计时时刻速度为v0 v0v0+aTs2s1TT师：那如果取连续相等的5个时间间隔，用第5个间隔内的位移减去第1个间隔内的位移，结果是多少呢？学生自己思考，得到结论：例3、一质点做匀加速直线运动，在连续相等的两个时间间隔内通过的位移分别为24m和64m，每个时间间隔是2S，求加速度a。解：2、某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段过程的平均速度中间时刻：将某过程分成时间间隔相等的两段，中间的那个时刻。例：从0时刻到2秒末这段过程的中间时刻是1秒末。那从5秒末到9秒末这段过程的中间时刻呢？4秒初到8秒末呢？（两个时刻相加除以2就行）要求解这里有个隐含条件不要忽略：就是前后两段加速度a是一样的。有：结论：3、某过程中间位置的瞬时速度要求解同样不要忽略加速度不变这个条件：5 自由落体运动教学目标(一) 知识与技能1. 认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。2. 能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。3. 知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。4. 掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。5. 初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。(二) 过程与方法6. 会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。7. 会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。8. 善于进行观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流。(三) 情感态度与价值观9. 通过指导学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。10. 渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型自由落体。11. 培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。教学重点1. 自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。2. 掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。教学难点1. 理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。 教学过程设计思想：1、 先用游戏激发学生学习兴趣，顺理成章地研究落体运动；2、 通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力，从而猜想若没有空气阻力会怎样；3、 用牛顿管实验验证猜想，引入了新的理想运动模型：自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验，加深印象；4、 了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件；5、 着手研究自由落体运动的规律，利用打点计时器进行研究，得到结论；6、 总结自由落体运动特点及重力加速度；7、 应用训练一、 引入 ：教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间）游戏师：一般情况下，刻度尺是用来测量什么物理量的？生：测量物体长度的！师：大家看到我手里的这把尺子了没有？我这把尺子跟普通尺子是不一样，有特殊的功能，它可以测量出你的反应时间。不信？我请几位同学上来试试。找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。师：相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢？是根据什么原理呢？我可以告诉大家，尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。师：像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下，沿着竖直方向下落。从手中释放的石块，在重力的作用下也沿着竖直方向下落。师：不同的物体下落快慢是否一样呢？物体下落的快慢由哪些量决定？请大家结合日常生活经验回答问题。生：不同物体下落快慢应该是不一样的，下落快慢应该是由质量决定，质量大的下落快，质量小的下落快慢。师：这位同学回答得对不对呢？大家看我来做几个实验。演示实验1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放，结果金属片先着地。教师不发表意见，继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。2、将刚才的纸片紧紧捏成一团，再次与硬币同时释放，结果两者几乎同时落地。3、将两个完全一样的纸片，一个捏成团，一个平展，则纸团下落快。师：物体下落快慢是由质量决定吗？生：不是的！师：为什么这样说？生：第2个实验和第三实验都说明了这个问题，特别是第3个问题，质量一样却下落有快慢之分。师：那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢？生：我想应该是空气阻力。猜想师：如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力，那么在没有空气阻力，物体的下落快慢应该是一样的，这种猜想是不是正确呢？我们来做一个实验验证一下。验证牛顿管实验：师：刚才的实验现象验证了我们的猜想，在没有空气阻力即物体只受重力的情况下，所有物体由静止下落的快慢是一样的。师： 1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面，这是通过电视转播过的。二、自由落体运动师：物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落，它的受力情况有什么特点？生：没有空气阻力，则物体只受重力。师：很好！物理学中把这种只受重力作用，由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。自由落体运动：在只受重力的情况下，由静止开始下落的运动。师：我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗？比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗？生：肯定不是，因为在地球表面大气层内，没有空气的情况是不存在的。师：说得很好！在我们的日常生活环境下，自由落体运动是不存在的，只是一种理想运动模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。什么样才叫做阻力影响不大，就是阻力跟重力相比可以忽略。近似条件：一般情况下，密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。三、自由落体运动的运动规律师：做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢？速度随时间是如何变化的？位移随时间又是如何变化的，我们该如何来研究它的运动规律呢？生：利用打点计时器。先选择一个物体，这个物体必须密度大，实心，体积不要太大，这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。接着用打点计时器来研究物体的运动规律。师：请同学们自己设计并进行实验，将纸带的处理结果告诉我。学生设计、操作并处理实验结果总结分析运动规律师：实验结论是什么？生：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。师：如何得出这个结论？生：根据实验得到的纸带，我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规律来验证纸带，结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。师：回答得非常正确！自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，这个结论我们要牢记。师：那再计算一下自由落体的加速度大小是多少？方向如何？生：我所算得的结果在9.4左右，方向是竖直向下，因为物体是竖直向下匀加速的，所以加速度方向应该与速度方向相同，竖直向下。师：其他同学的结果呢？生：我的也差不多。关键点提问师：大家用的是质量不同的重锤做的实验，为什么求出来的加速度结果差不多呢？生：虽然重锤质量不同，但由于空气阻力影响较小，均可以近似成自由落体运动，而我们已经知道：所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多是符合事实的。总结归纳重力加速度师：同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度，用g表示。精确的实验发现，在地球上不同的地方，g的大小是不同的：1、纬度越高，g越来越大；2、同一纬度，高度越大，g越小。一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特殊说明，都按9.8m/s2计算。例1、下列说法正确的是（BD）A. 物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动B. 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动C. 从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，不能看成自由落体运动。D. 从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，因为阻力与重力相比可以忽略，所以能看成自由落体运动。例2、下列说法不正确的是（A）A. g是标题，有大小无方向。B. 地面不同地方g不同，但相差不大。C. 在同一地点，一切物体的自由落体加速度一样。D. 在地面同一地方，高度越高，g越小。例3、AB两物体质量之比是1：2，体积之比是4：1，同时从同一高度自由落下，求下落的时间之比，下落过程中加速度之比。解：因为都是自由落体运动，高度一样，所以下落时间一样，1：1；下落过程加速度也一样都是g，1:1例4、质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下，g=10m/s2，求1、经过多长时间落地？2、第一秒和最后一秒的位移。3、下落时间为总时间的一半时下落的位移。解：1、2、；3、连续相等时间位移之比1：3，则位移为师：自由落体运动速度与时间关系、位移速度关系以及位移与时间关系是怎样的？学生总结：回答测反应时间尺的原理学生分析，自己回答。2.6 伽利略对自由落体运动的研究教学目标(一) 知识与技能1. 了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法2. 学习伽利略的思想和精神，培养敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。提高学习兴趣，培养合作精神。(二) 过程与方法3. 经历伽利略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究的方法；4. 亲身经历探究的过程，尝试探究的方法，提高实验的技能，培养主动参与、勤于动手的学习习惯。(三) 情感态度与价值观5. 激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质6. 培养学生耐心细致的意志品质，创新思想和互相协作的精神教学重点1. 了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用，从中提炼自己的学习方法。教学难点1. 观察思考推理猜想验证” 是本节的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要参考教学过程设计思路：本文主要目的是带领学生体验经历伽得略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究方法，培养学生勇于敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质。所以我们按照“观察思考推理猜想验证”这