[新课程教学设计案例].doc

1、新课程教学设计案例速度与加速度福建省建瓯一中彭交岭(该教学案例编入全国新课程教材物理案例与评析丛书)教学内容分析 1. 内容和地位在普通高中物理课程标准共同必修模块“物理1”的内容标准中涉及本节的内容有：“经历匀变速直线运动实验研究的过程，理解位移、速度、和加速度，体会在实验中发现自然规律中的作用”。本节速度、加速度是第(一)章运动的描述中描述运动的重要物理量，理解和应用速度和加速度概念，目的为研究匀变速直线运动的规律。物体的运动是日常生活中最为常见的现象，学生对匀速物体的运动已有自己的认识，这可以成为教学的起点，通过探究实验和科学的辨析，真正理解描述变速运动规律的重要物理量：速度、加速度。本

2、节研究平均速度的等效替代思想和研究加速度的比值定义方法、研究瞬时速度的极限法方法，是物理学常用的研究方法，在教学中教师引导学生主动尝试学会这几种方法，为以后能应用类似方法来解决物理问题，领悟形异质同的物理模型，教学过程还应让学生感受实验探究的方法，使学生从中理解和领会研究物理问题的途径打下良好的基础。2、教学目标(1)、理解速度、加速度的概念，知道速度是表示运动快慢的物理量；知道加速度是表示速度变化快慢的物理量。(2)、用实验探究的方法来研究变速直线运动的平均速度、瞬时速度；、学会用比值法、等效替 代来研究物理问题，体会数学在研究物理问题中的重要性。(3)使学生在学习本节的过程中体会描述物理问

3、题的规律和方法；从中形成科学思维方法，通过同学之间的交流讨论，感受合作学习的快乐，激发学生的探究热情和求知欲，从而培养学生的科学探究精神。教学重点、难点1、理解平均速度、瞬时速度、加速度的概念，知道速度和速率以及它们的区别。2、加速度的概念及物理意义。3、怎样利用极限法由平均速度推导瞬时速度；怎样由瞬时速度的变化导出加速度的概念。案例设计：一、导入新课1、复习匀速直线运动的特点和运动快慢的描述方法一速度的定义。2、教师举例：质点有各式各样的运动，不仅快慢程度不一样的，而旦同一质点在不同段的快慢程度也是不同的，请同学们举日常生活中这种运动类型的实例。(蜗牛的爬行运动、飞机的起飞、物体沿斜面卜滑，

4、火车出站和进站的运动等。)3、引导学生思考：a同一物体在不同段的运动快慢是否一样？b、那又如何比较它们的运动快慢呢?二、新课教学1、平均速度教师设问：（1）在运动会的100米短跑上，运动员在整个过程中跑的快慢一样吗？（2）你如 何判断哪位运动员跑的快，用什么方法？请同学们以小组为单位讨论并选派代表发言。预测：学生对物体运动快慢认识可能有下面几种1、学生回答运动员跑的快慢：同样长短的位移，看谁用的时间少。2、学生回答：如果运动的时间相等，那比较谁通过的位移大。3、 .教师：同学们提出的这些比较方法都是正确的。教师进一步提问：如果运动的时间不相等，通过的位移也不相等。又如何比较快慢呢 ？预测：有一

5、小部分学生会回答：单位时间内的位移来比较，就找到了比较的统一标准。目的.？引导学生用比值法来研究变速直线运动的快慢，人们在长期对运动的思索、探究的过程中为了能描述变速直线运动的快慢，逐步建立了平均速度的概念。就是用在某段位移的平均快慢即平均速度来表示。探究性实验：利用打点计时器、斜面、小车、纸带等仪器来研究变速直线运动的快慢。（以4人为一小组做实验，教师先介绍打点计时器的原理，两点之间的时间间隔是多少？而后由学生动手做）请同学们观察一个实验：小车沿斜面滑下做变速直线运动的例子：让小车后固定一小纸带，小车运动时会拖着小纸带一起运动，小纸带穿过一个打点记时器，通过打点记时器把小车在连续相等的的各个

6、位置（小纸带的点）记录下来。教师：指导同学们对纸带打的不同时刻的点进行分析、重点指导如何采集数据进行探究分析，指导学生采集 OA AR BG CD DE、EF各段的S,而后进行研究各小段运动的快慢。从一个小组中推荐一个学生代表：取他达出的一条纸带、由本人通过计算、分析来研究，通过师生讨论方式进行探讨：0 A B C DEF预测：（各学生代表的分析回答）1、粗略的研究变速直线运动中哪一段运动快慢，可用相等时间的位移比较。2、粗略的研究变速直线运动中哪一段运动快慢，可以用这段的位移s跟发生这段位移所用3、 .在师生讨论的基础上，总结得出平均速度：可用研究匀速直线运动的速度的方法来求变速直线运动的平

7、均速度一-等效替代方法：研究任何一个变速直线运动的快慢，都可以找到一个与它等效的匀速直线运动来粗略地描述它。平均速度就是粗略地表示做变速运动的质点运动快慢的物理量，采用描述匀速直线运动速度的方法：等于位移 S跟发生这段位移所用时间 t的比值。用v=-表示。t由速度的定义式中可看出，V的单位由位移和时间共同决定，国际单位制中是米每秒，符号为m/s或m , s -1,常用单位还有 km/h、cm/s等，而且平均速度是既具有大小，又有方向的物理量，即矢量。继续师生的讨论：教师设问，学生得出以下观点：预测：1:通过分别计算出OA AB BC的平均速度，三段的值都不相同,说明不同段计算出的平均速度是不一

8、样的。2.-百米运动员，10s时间里跑完100m,那么他Is平均跑10米,既平均速度是10m/s。3:百米运动员平均速度虽是10m/s,并不是他每一秒都跑10 m,谁也说不来他在哪1秒跑了 10米，有 的1秒钟跑10米多，有的1秒钟跑不到10米。4、 ?教师在学生充分讨论的基础上总结归纳：百米运动员平均速度虽是10m/s,它等效于运动员 自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。所以就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。但这个10m/s只代表这100米内（或10秒内）的平均速度， 平均速度的大小与哪段时间（或与哪段位移）密切相关，不同段计算出的平均速度一般是不一样的。信息窗：某些物体运动的平均速度

9、（ m/s）瞬时速度通过师生对话方式进行探讨：师：平均速度只能粗略表示运动的快慢程度，那么，如果要精确地描述变速直线运动的快慢，应怎样描述呢？生：那就必须知道某一时刻（或经过某一位置）时运动的快慢程度师：对，这就是瞬时速度。瞬时速度：运动的物体在（经过）某一时刻（或某一位置）的速度。师生合作的探究性实验：遮光板光电门电源利用光电门装置来研究一小段位移内的平均速度的变化，运用极限方法来理解瞬时速度的物理意义。（1）由教师介绍光电门装置的作用，及小车（车上插有不同宽度的遮光板）沿斜面下滑的情形。（2）由各小组推选三位同学到讲台在教师的指导下做研究性的实验：a：保持光电门与小车的距离和斜面的倾角不变

10、，改变插在车上遮光板的宽度，由v二来求小车经光电门位置后运动t了遮光板的宽度这一小段时间内的平均速度，探究当小车经过同一位置时，遮光板的宽度逐渐变小时，平均速度的值的变化有什么规律？（各小组利用采集的数据进行计算、讨论）B:保持光 电门与小车的距离及车上遮光板的宽度不变，增大斜面的倾角，探究当小车过相同位置运动时，小车经遮光板的宽度这一小段时间内的平均速度的变化，有什么规律？（各小组利用采集的数据进行计算、讨论）通过教师设问、学生讨论来研讨研究以下问题：1、小车过沿相同倾角的斜面滑下经过某一位置运动时的位移越短，平均速度速度变化是越大还是越小？2、小车过沿斜面滑下经过某相同位置运动时的时间越短

11、，平均速度速度变化是越大还是越小？ 预测：1:当小车沿斜面滑下过程中，在研究某一段运动时、若位移非常小时，平均速度的变化已经非 常不明 显了2:当小车沿斜面滑下过程中，在研究某一段运动时、若时间非常短时，平均速度的变化已经非 常不明显了3:以上两种情形下平均速度的变化已经看不出来了。教师提出问题：既然平均速度的变化已经看不出来了，是否意可以把这段运动看成是匀速直线运动呢？能否用这一小段运动的平均速度来表示这小段运动中任何位置的瞬时速度呢？ 学生通过推理讨论得出：既然平均速度的变化已经看不出来了，就可以把这段运动看成是匀速直线运动，而利用这一小段运动的计算出的平均速度来表示这小段运动中任何位置的

12、瞬时速度呢教师总结：这就是瞬时速度的物理意义：既当位移足够小时（或时间足够短时），可以认为物体的运动已经是匀速直线运动，所求的平均速度就可以代表这一小段运动中任何时刻的瞬时速度。在直线运动中，瞬时速度的方向即物体在这一位置的运动方向，所以瞬时速度是矢量。通常我们只强调其大小，把瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称为速率，是标量。请思考：为什么可以用这种方法来求得小车运动通过某位置的瞬时速度?小实验师：同学们是否观察过摩托车时或汽车运动时驾驶位置前的速度计，它显示的速度就是摩托车时或汽车这一时刻的瞬时速度。速度计的原理就是一个小型发电机与电流计连接，而摩托车或汽车运动的瞬时速度与发电机转动的快慢成正比

13、，电流计得到的电流的大小又与发电机转动的快慢成正比，这样电流计得到的电流就被换成速度示数。为每一小组同学准备一个小型发电机、电流计及细线（用于绕在发电机的转子上）用手拉细线,观察：当手拉的瞬时速度越大；发电机的转速怎样变化？电流计的示数又怎样变化？4、加速度（考虑是否只作速度，加速度写得不够好）下面表格提供了儿种物体运动的情况，同学们以小组为单位讨论后根据表格的信息回答以下的思考题？（培养学生获取有用信息的能力）运动物体初始速度m/s经过的时间/S末了速度m/s赛车01050大型运输飞机30050400火车开动时010030在枪膛内运动的子弹00.018001、各物体运动时速度的变化情况如何？

14、预测：学生回答有几种情况：a回答每个运动物体速度的变化各是多少？b比较每个运动物体速度的变化的值和所用的时间之间的关系。c回答每个运动物体速度的变化与所用时间的比值的大小关系。2、能否用分析物体运动的快慢的比值方法来分析速度变化的快慢呢？（必须在第1思考题回答后才能提出第2个思考题）（类比迁移方法） 教师归纳：同学分析得都很好；但几位同学分析的角度有不同。有的同学分析的是谁速度变化得 多; 有的同学分析的是单位时间内谁速度变化得多，既谁速度变化的更快？怎样来表示这种不 同？若要比较速度变化的多少，只要知道末速度和初速度的差值，若要比较速度变化快慢，不仅 要 知道速度变化的多少（末速度和初速度的

15、差值），还要知道完成这一速度变化所用的时间，比 较时 要看单位时间内的速度变化的平均快慢。教师对学生的各种思考与计算给予充分的肯定。设运动物体的初速度为V。，末速度为 v,在f时间内物体速度的变化为耳 -Vo o引导学生用类比迁移方法由V =人T 吃二人来表示速度变化的快慢。t t为了比较物体运动的速度变化的快慢，我们用加速度来表示：物体速度变化跟发生这一变化所用的时间的比，叫物体运动的加速度，设运动物体的初速度为Vo,末速度为V,在f时间内物体速度的变化为耳-Vo：则加速度用 a表示为：a = Q t预测：学生1:加速度的单位是什么？学生2:加速度是否有方向？教师引导学生同样运用类比迁移方法

16、，归纳得出：加速度不仅有大小，而且有方向，加速度 是矢量，在直线运动中，加速度的方向有与速度的方向同向与反向两种情形；当加速度的方向与 速度同向时，物体运动速度越来越大；做加速运动，当加速度的方向与速度反向时，物体运动速度越来越小；做减速运动。加速度的单位由速度的单位和时间的单位决定，速度的单位是米 / 秒（ m/s ） , 时间的单位是秒（ s） , 加速度的单位就是米/ 秒 2 （ m/s2） , 读“米每二次方秒”。信息窗：某些物体的加速度（ m/s ，）课堂练习：例题 1猎豹由静止开始起跑，经2s 的时间，速度达到 70km/h, 猎豹的加速度是多大？是正值还是负值，是加速还是减速运动？例题2列车以30m/s 的速度行驶，司机发现前方路段给出低速行驶的信号后，采取自动措施，在 10s 内使列车的速度减少到 10m/s, 求列车的加速度。列车是加速还是减速运动？课堂内容小结1、 平均速度的概念及物理意义；2、 瞬时速度的概念及物理意义；速度的大小（速率）的物理意义。3、 加速度的物理意义和加速度的简单应用。案例评析本