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1、用圖像描述直線運(yùn)動(dòng)
教學(xué)重點(diǎn):
將直線運(yùn)動(dòng)用圖象方法直觀地描述出來,理解物理圖象中的點(diǎn)和線特定物理意義以及圖象中隱含的物理意義。
教學(xué)難點(diǎn):
1.從數(shù)學(xué)中的圖象到物理中的圖象學(xué)生思維的轉(zhuǎn)化。
2.v是s-t圖象的斜率的概念,a是v-t圖象的斜率的概念。
3.直線運(yùn)動(dòng)速度圖象中“面積”表示“位移”。
教學(xué)關(guān)鍵:
緊緊抓住數(shù)學(xué)知識(shí)講解物理圖象,充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)和物理的關(guān)系。
教學(xué)目標(biāo):
【知識(shí)方面】
1.根據(jù)二維數(shù)據(jù)記錄表建立物理平面坐標(biāo)圖。理解物理圖象與數(shù)學(xué)圖象之間的關(guān)系
2.能用圖象描述勻速直線運(yùn)動(dòng)的“位移—時(shí)間”、“速度—時(shí)間”的關(guān)系和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的“速度—時(shí)間”的關(guān)
2、系。
3.對(duì)圖象法描述物體運(yùn)動(dòng)的隱性含義有初步認(rèn)識(shí)。
【能力方面】
培養(yǎng)學(xué)生逐步掌握研究物理問題的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
【情感方面】
體會(huì)用不同的方法描述物理現(xiàn)象的樂趣。
教學(xué)過程
1.導(dǎo)入新課
列舉生活中圖象的應(yīng)用,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
復(fù)習(xí)數(shù)學(xué)上有關(guān)平面幾何的知識(shí),以及如何做函數(shù)y=ax+b的圖像,用類比的辦法讓學(xué)生知道物理現(xiàn)象和規(guī)律也可用圖象描述。
2.推進(jìn)新課
(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象
回顧上次課上描點(diǎn)做圖的方法,在黑板上畫出一個(gè)位移和時(shí)間關(guān)系的表格:
時(shí)間t/s
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.1
3、2
位移s/m
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
請(qǐng)兩位學(xué)生上黑板把圖畫出來,其他同學(xué)在下面做。
對(duì)黑板上的圖進(jìn)行講評(píng),指出一些作圖要注意的問題。
設(shè)計(jì)意圖:幫助學(xué)生回憶如何描點(diǎn)作圖,坐標(biāo)系的建立要注意哪些方面的問題。學(xué)生上黑板作圖,可以反映他們的掌握情況,有利于下面講解中重點(diǎn)地把握。
用類比函數(shù)y=ax+b圖像的方法建立位移時(shí)間一次函數(shù)S=Vt 關(guān)系式,并作出位移時(shí)間圖象。一次函數(shù)方程式中的比例系數(shù)和直線線段的傾斜程度來說明圖象的斜率即為v。指出圖線傾斜越厲害,速度越大,并作圖比較分析。強(qiáng)調(diào)圖象中體現(xiàn)的除了直接的物理意義外,還有隱含的物理
4、意義。
學(xué)生做課堂練習(xí)一(附件1),請(qǐng)學(xué)生回答,得出結(jié)論:
1、圖像可以反映某時(shí)刻或某時(shí)間內(nèi)的位移,反映運(yùn)動(dòng)性質(zhì)
2、圖線的傾斜程度(斜率)等于速度
3、位移圖線不等同于軌跡
設(shè)計(jì)意圖:利用解析式并結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)作圖,讓學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題,體會(huì)數(shù)學(xué)、物理的聯(lián)系和區(qū)別,通過練習(xí)加深對(duì)圖像的認(rèn)識(shí)。
(2)勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象
勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象與位移圖象的建立過程一樣,學(xué)生自主進(jìn)行。在此過程中,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)圖象中直接描述的物理含義的理解。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生思考,能否利用v-t圖象求出物體運(yùn)動(dòng)的位移?根據(jù)公式可推出v-t圖象中速度圖線與時(shí)間軸圍起的“面積”的計(jì)算結(jié)果正好
5、是物體的位移。進(jìn)一步說明圖象中的一個(gè)數(shù)學(xué)量會(huì)對(duì)應(yīng)著一個(gè)物理量。
設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生區(qū)分位移圖像和速度圖像的不同,圖像中的數(shù)學(xué)量對(duì)應(yīng)的物理量有什么不同,以免混淆。讓學(xué)生知道在速度圖像中速度圖線與時(shí)間軸所夾的面積就是位移
(3)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象
從加速度的公式 ,得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間關(guān)系
并,結(jié)合數(shù)學(xué)的一次函數(shù),直接可推出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象。用類比推理的方法可以得到:圖線的斜率表示a,圖象中“面積”表示“位移”。
學(xué)生做課堂練習(xí),請(qǐng)學(xué)生回答,得出結(jié)論:
反映某時(shí)刻的速度;加速度等于圖線“斜率”;速度圖象中的位移等于圖線與時(shí)間軸包圍的“面積”
設(shè)計(jì)意圖:幫助學(xué)生分析和理解速度時(shí)間圖象,利用解析式作圖以及得出斜率等于加速度,解析式的方法在上面已經(jīng)講過,有利于學(xué)生理解并得出結(jié)論。加強(qiáng)學(xué)生對(duì)速度圖象中的位移等于圖線與時(shí)間軸包圍的“面積”的結(jié)論的理解。
板書設(shè)計(jì)
勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移圖象
意義:表示位移隨時(shí)間的變化規(guī)律。
斜率:表示運(yùn)動(dòng)物體的速度v
勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象
意義:表示速度隨時(shí)間的變化規(guī)律
斜率:表示運(yùn)動(dòng)物體的加速度a
面積:表示物體的位移大小
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象
圖線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示運(yùn)動(dòng)物體的初速度,斜率表示運(yùn)動(dòng)物體的加速度,面積表示位移的大小。