1、直线运动中位移随时间变化的图象 北京市第十一中学 石江春 设计思想： 学生在初中接触过匀速直线运动的概念，但理解不深入。并且在数学中已经学过一次函 数关系表示方法：列表法,解析法,和图象法，能基本看懂一次函数的图象，并且会应用描点 法作图。但在高中第一次接触用图象来处理物理量间的关系。 本节教材通过实验测量的方法根据实验数据分析得出匀速直线运动的概念，需要强调 “任意相等的时间”和”相等的时间”之间的区别。 本节从让学生亲自画位移时间图象开始，同时用图象和公式两种数学工具描述位移和路 程之间的关系。因为是开始，对图线的横纵坐标,描点法,图象的物理意义等讲述得很详细, 具体，为以后讲述图象打下较
2、扎实的基础。由简单开始，步步深入使学生能比较好地掌握 图象这一工具。主要采用自己动手,类比对照等方法，使图像中的物理意义便的很简单，很 清楚，使学生从简单入手，激发学生的学生兴趣，多角度处理物理问题，为以后讲述图像 打下较扎实的基础。 从匀速直线运动这一简单运动形式开始，分别用图象和公式两种数学工具描述位移和路 程之间的关系因为是开始，对图线的横纵坐标,描点法,图象的物理意义等讲述得很细致, 具体，为以后讲述图象打下较扎实的基础因为比较简单，学生不会感到困难由简单的 开始，步步深入，使学生能比较好地掌握图象这一工具。 最后给予一定的习题来进行情景训练，以巩固提高学生的学习所得。对练习题的处理也
3、 采取先易后难，先分散后综合的处理方法，并在学生回答后由学生亲自表演以模拟物体的 运动过程，从而加强学生联系实际处理物理问题的能力的培养，又取到了突出重点,分散难 点的收效。 本节在本章中的地位: 属于本章中的基础知识和工具,是同学们第一次接触到物理的作图法描述物理量,要尽量让 同学们掌握作图这种工具.为以后学习更深层次的内容打下基础. 教学目标： 一,知识与技能 1,理解匀速运动,变速运动的概念。 2,知道什么是位移时间图像，以及如何用图像表示位移和时间的关系。 3,知道匀速直线运动的 s-t 图像的意义 4,知道公式和图像都是描述物理量之间的关系的数学工具，它们各有所长，可以相互补充。 二
4、,过程与方法 1体验用直角坐标系来描述直线运动的物体的位移在平面直角坐标系中表示的位移(x) 时间(t)图像(x 一 t 图像)是一个坐标轴表示位移，另一个坐标轴表示时间作出物体的 x-t 图像 2通过做位移-时间图象来明确图像与物体运动之间的区别与联系在 x-t 图像中匀速直线 运动表现为直线，变速直线运动表现为曲线知道坐标系中画出的图像并不是物体运动的 轨迹 3 初步体会数学图像在物理中的重要应用 三,情感,态度和价值观 1 从知识是相互关联,相互运用的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点 2 培养主动与他人合作精神，发展对科学的好奇心与求知欲，体验探索自然规律的艰辛与 喜悦
5、教学重点和难点 教学重点: 1 匀速直线运动的位移时间图像的建立过程和方法 2 理解图象的意义，能从图中获取所反映出来的物理信息,时间,时刻,位移。 3 图象工具的学习与掌握 教学难点: 1 理解横轴代表时间 2 图象和运动轨迹的区分 教学内容的变化 1 旧教材直接给出位移时间图象的做法和物理意义，通过习题训练使学生理解和应用图象。 新教材由学生活动开始，通过学生亲自实践，讨论交流等主体参与形式的方法获得对位移 时间图象的感性和理性认识。 2 旧教材在内容安排上层次划分不明显，不利于不同层次学生知识的获得；新教材层次划 分明显，利于各层次学生的学习 3 旧教材以教师为主体，不利于在课堂获得学生
6、的反馈；新教材更突出学生的主体性和强 调教学的互动。 教学过程 一，导入新课 上节课我们学习了用坐标描述位移，运动的物体位移随时间就不断变化，这节课我们就来 学习如何用图象描述位移随时间的变化关系。 二，进行新课 （一）教师活动：给学生分组，布置任务要求，组织实践教材所安排的活动。 学生活动：两人一组，在坐标纸上建立直角坐标系，横轴为时间，一同学向左沿横轴方向 匀速拉动坐标纸，另一同学手拿彩笔。分别做出下列情况的图线 1 笔尖静止 2 笔尖以不同速度沿纵轴做匀速直线运动 3 笔尖沿纵轴做变速直线运动（越来越快，越来越慢） 通过活动，同学们画出了好几种直线运动中位移随时间变化的图线，在一个坐标系
7、中画出 了一个物理量随另一个物理量变化的图线，这种方法以后我们会经常用到，非常直观形象 的来描述物理问题。 讨论交流： 那么我们如何来规范的画出物体做直线运动位移随时间变化的图象，请同学们讨论具体如 何操作。 学生讨论，实践：应该先设计一个表格，表格上具体记录某个物体，或几个物体的位移， 发生这段位移所经历的时间。 如：甲同学以 2m/s 的速度前行，乙同学以 5m/s 的速度前行，他们都做匀速直线运动，设 计表格，填入数据。 时间 t/s 0 5 10 15 20 25 位移甲 x1 位移乙 x2 然后设计出平面直角坐标系，用纵轴表示位移 x，用横轴表示时间 t，根据上面的表格中所 记录的数
8、据描出数据的坐标点。看这些点的排列分布有何特点，进一步的，将这些点连接 成线，我们会得到两条直线。 教师：请同学们比较这两条 x-t 图象，看看你能得到什么结论？ 学生：两条图线中速度快的乙同学的位移-时间图线更陡一些，速度慢的甲同学的图线更平 缓一些。 教师：请同学们根据数学中的正比例函数知识来写出物体做匀速直线运动位移与时间，速 度的关系表达式。 学生：位移=速度*时间 s=v*t 那么同学们想一想如何来定义匀速直线运动？ 学生讨论： 同学甲：必须在一条直线上运动。 。 同学乙：必须快慢均匀。 。 同学丙：。 。 教师总结：好，我们把同学们的意见进行提炼总结： 物体在一条直线上运动，如果在
9、任何相等的时间里位移相等，这种运动就称为匀速直线运 动。物体做匀速直线运动的位移 s 和时间 t 是正比例关系。这里需要注意一个描述：“在 任意相等的时间里”和“在相等的时间里”的区别。举例说明。 100 300 400 200 s/m 0 5 10 15 20 t/s 再有，严格地说，匀速直线运动是一种理想化的模型，在处理实际问题中，在精度允许的 范围内，相等时间内位移相等即可认为物体做匀速直线运动。 那么如果物体在一条直线上运动，但是运动的快慢不均匀时该如何来定义这种运动呢？ 学生：那就叫非匀速直线运动吧。 。 。 教师：说的非常好，但是非匀变速直线的介定还是宽了一些，我们把这种运动称为变
10、速直 线运动：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内位移不相等，这种运动就叫做变速 直线运动。这节课开始时我们大家画的第三副图象就属于这种情况，请大家拿出图线，仔 细观察， 大家发现变速直线运动的位移时间图线不再是直线，而是曲线。 三，巩固与提高： 我们已经初步的学习了解了匀速直线运动的位移时间图象，那么请同学们来看看这几副图 线（ppt 幻灯片展示） （1）请同学们看图，说出各种图象表示的运动过程和物理意义。并模拟其运动的实际过程。 （2）请同学们看图，说出各图像表示的运动过程和物理意义。 （3）师生共评：在甲图中，0 时刻即开始记时，已经有了位移 s1；AB 段表示物体作匀速 直线运动，
11、s 与 t 成正比，t 1时刻，位移为 s2；BC 段表示 s 没有变化，即物体处于静止状 态。CD 段，物体匀速直线运动，位移越来越小，说明 CD 段物体的运动方向于 AB 段的运动方向相反，最后回到起 始点，位移为 0。 所以物理图像主要观测方法是：看横,纵轴表示物理量； 其次看图像，从横纵轴上直接可获取的信息，联系实际， 搞清物理情景。 （4）斜率表示质点运动快慢，或位置变化率的大小。 （甲比乙运动的快。只是运动方向相反而已。 ） 归纳总结：匀速直线的位移时间图像，一定为直线，这是判定物体运动是否是匀速直 线运动的位移时间图像的依据。 四，小结 这节课主要学生了匀速直线运动的概念以及匀速
12、直线运动的位移-时间图像。在处理图像前， 首先要看懂横,纵轴所表达的物理量，然后再去结合函数关系图像去认识物理量之间的关系。 五，课后习题 1 如图所示，A,B 二物体从 O 点开始运动，从 A,B 二物体的 st 图象可知下述说法中正确 的是 A,B 二物体的运动方向相同 A 物体 2 s 内发生的位移是 10 m B 物体发生 10 m 的位移的时间是 2 s A,B 二物体同时运动 A. B. C. D. 2 如图所示为甲乙在同一直线上运动的 st 图，以甲的出发点为原点，出发时间为记时起 点，则下列说法中不正确的是 A.甲乙同时出发 B.乙比甲先出发 C.甲开始运动时，乙在甲的前面 s
13、0 处 D.甲在中途中停止了一段时间，而乙没有停止 3 如图所示是 A,B 两物体的 st 图象，试判断： （1）A,B 两物体各做什么运动？ （2）2 s 末 A,B 的位移各是多少？ （3）A,B 的速度大小各是多少？ （4）3 s 内 A,B 运动的位移是多少？ 4如图所示的图象表示的是_图象.AB 段表示物体处于_状态.BC 段表示物体做 _运动，其运动方向与选定的正方向_.CD 段表示物体做_运动，其运动方 向与选定的正方向_. 点评：（北京市第十一中学 刘克艳） 作者在教学设计中充分体现了学生的主体作用。整节课的设计中只有部分 教师的引导部分，这无疑是新课改形式下的典型范例。 如：1.本文开始即给学生分组，布置任务要求，组织实践教材所安排的活动， 让学生自己动手、类比对照等方法，使图像中的物理意义变得简单明了，激发 学生的学生兴趣. 2.学生从多角度去讨论交流处理物理问题，为以后讲述图像打下较扎实的 基础。 3.鉴于本教案是基本要求教案，所以本文作者在基本概念介绍以后即给出 大量习题，对所学知识加以巩固加深，在习题中适当加深对学生知识体系得渗 透。旨在抓知识的落实。 这一节课处处体现出由简单的开始，步步深入，使学生能比较好地掌握图象这 一工具。最后给予一定的情景进行训练，以巩固提高学生的学习所得。
