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1、新课程直线运动分析,2005.8.江苏省高中物理新课程骨干教师培训班,高中物理新课程研修交流,一、直线运动的基本内容，新教材有了哪些变化,新教材把原来第二章“直线运动”放到第一章，并分为两章：第一章 运动的描述；第二章 匀变速直线运动的研究。将两个学生实验：“练习使用打点计时器”、“研究匀变速直线运动”从课本最后移入课文中，课题变更为第一章第四节 实验：用打点计时器测速度、第二章第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律。更多资源,新教材把原来列入阅读材料的“伽利略对自由落体运动的研究”列为第二章第五节正式课文，若老教材将此算一节课文，新教材少了一节，原因是将新教材中“练习使用打点计时器”与“
2、速度与时间的关系”两节课文合并为“用打点计时器测速度”。新教材直线运动部分两章共写了43页，老教材包括本章小结以及练习题3页（新教材删去了这部分内容）总计只有29页。新教材给出的有编号的插图共61幅（还有一些插图未编号），老教材共35个插图。,二、新教材减少的知识点有哪些,（1）st图像（2）研究匀变速直线运动实验两个公 式 a=（SS）/T a（SS）/3T（3）初速为0匀加速运动的推论 S:S:S:1:3:5:,（4）与反应时间相关的计算问题删去了（小实验仍保留）（5）中间时刻的速度公式 Vt/2（V0Vt）/2（6）“分段”型习题全无踪影（提高习题难度的途径之一）显然，新教材对物理计算题
3、的难度要求大大降低了,三、新教材增加和变化的内容有哪些,（1）用直线坐标系定量描述物理的位置及位置的变化。（2）用坐标的变化xx x表示位移，并以有向线段定 义矢量，速度表示为 v x/t，加速度表示为 a v/t.（3）用打点计时器测瞬时速度，用平均速度近似表示瞬时 速度。,（4）增加了不少现代化的实验手段，仅测量速度的仪器、工具、方法就有：借助传感器、计算机测速度（利用红外线和超声波 发射、接受）；气垫导轨和数字计时器；用Excel软件绘制vt图像；用频闪摄影得到频闪照片计算小球自由落体的加速度。,四、新教材特点有哪些,新教材从知识结构上看有一条主线贯穿于整个直线运动。从第一节引入直线坐标
4、系到质点的位置用坐标表示，位移x用坐标变化量xx x表示；时间用时间轴tt t表示；然后顺理成章的分别以v、t为纵、横轴建立vt直角坐标系并描绘vt图像；再深入到由vt图像看加速度；从图像上理解比值v/t为加,速度；通过vt图像是一条直线知道a是恒定的；若vt图像是曲线知道物体做变加速运动；知道vt图像下方与坐标轴围成的面积表示位移的大小，再导出位移公式 Sv0tat。据统计新教材前后共用了跟坐标轴相关的插图22幅，且无St图像（若不计St图像老教材仅10幅）。我在设计“加速度”的教案中，就 注意贯彻了这一意图，当学生理解了vt图像再用它来研究a,就使a的研究具有了直观、形象的属性。,四、新教
5、材特点有哪些,新教材侧重于知识的形成过程，引入概念、规律用了大量的篇幅。例如：为引入位移公式Sv0tat用了近3页纸，而老教材只用了8行字就得出了公式；为引入速度公式vv0at，在前一节“问题与练习”中用了两个习题做为铺垫，再通过实验探究小车速度随时间变化的规律。（编者的意图是降低初、高中知识的台阶）,新教材重视情感、态度、价值观的培养，通过师生间的平等交流、讨论、探究得到正确的结论。通过插图、语言提示、讲故事以及生产、生活中的应用等，使学生对物理概念、公式、单位、例题习题能够正确理解掌握；对学习物理产生浓厚的兴趣。,新教材注重由实验获取新概念新规律。例如：用打点计时器测出瞬时速度；由实验来探
6、究小车速度随时间变化的规律；通过光电计时器以及打点计时器研究自由落体运动等。,新教材拉近了物理与生活的距离。例如：用我们自己的旅行路线引入位移概念；通过比较自己和运动员的百米赛跑引入速度概念，为弄清楚它还讲了一个故事；讲参考系、坐标系介绍了全球定位系统（GPS）等等。,新教材关于速度概念的外延有了如下变化，课本指出：速度有时表示瞬时速度，有时表示平均速度，要根据上下文来判断。生活中和物理学中说到的“速度”有时是指速率。速度、加速度公式变化为 v x/t、av/t。,新教材第一章第五节速度变化快慢的描述加速度(说课教案),2、教学目标（包括知识、能力、情感）通过自主学习、探究理解加速度的概念，知
7、道加速度是表示速度变化快慢的物理量，并导出加速度的公式，单位。知道加速度是矢量，能以加速度的方向判断一个运动是加速运动还是减速运动，知道a、v、v的区别。,能利用vt图像计算加速度，会根据图像斜率比较加速度大小，即取相同的t，对应的v大小不同，a也不同。让学生经历科学探究过程，敢于参与师生之间、学生之间的交流、讨论，敢于表达自己个人的观点。让学生逐步掌握一些科学的学习方法，培养探索未知世界的精神。,3、教学重点、难点以及点拨 加速度的概念、定义是探究的重点。为减少学习的难度，宜从匀变速直线运动的例子特别是数字例子引入，并通过计算1s内物体速度的变化量得到速度变化的快慢，即加速度。本节课的教学难
8、点是对速度变化量的方向和加速度方向的理解。只要求学生认识到若a0，能使物体速度增加；若a0能使物体速度减小。学生学过牛顿第二定律后再来理解加速度的方向就容易了。在直线运动中，是用正、负号可以表示s、v、v、a的方向。,4、教学建议 教学中适当分散难点，平均、瞬时加速度的提出，可留待下节课借助课本P39“说一说”图225所示的速度图像是曲线加以解决，效果较好。该图像通过求不同时间段t内的加速度，得到大小不同的值，这就是时间段t内的平均加速度。当t很小时平均加速度转化为瞬时加速度。,变化率的提法来源于数学概念导数，即 dy/dx lim y/x，x0 严格地说速度的变化率是一个极限，即为加速度 a
9、 lim v/t。所以v/t表示 x0 在时间t内的平均加速度。关于变化率的教学现阶段只需告诉同学，速度变化的快慢 v/t 又叫做速度的变化率。所以，变化率这部分课文可作为学生的阅读材料加以关注。,二、学生情况分析,一是存在初、高中物理知识的台阶，从单 一浅显的内容到复杂、严密的规律；从直观具体的问题到抽象概括的概念、规律、公式；从简单的比例运算到复杂多样的数学运算。二是初、高中阶段学习物理的方法有很大 不同。初中生习惯依赖教师多讲细解，解决问题是从头到尾步步不可缺少。而高中却要求学生认真读书，独立自主的去建立物理情景、模型，分析物理过程，选择正确的规律、公式解决问题。,刚从初中升入高一的学生
10、学习物理时遇到的问题有以下几点：,三是学生学习物理的热情、自觉性在学习的最初阶段还是高的，兴趣也较浓，但能否保持下去，这就取决于师、生双方教与学过程中是否配合默契、融洽，取决于学生学习成绩的优劣。学生学习加速度时的知识、能力准备情况是，已经从前几节课的学习中了解了位移、速度、速度的变化诸概念，已经学会了画速度图像以及根据速度图像分析物体运动的性质，为学习加速度作好了必要的铺垫。针对学生学习物理中存在的问题，在教学中要有的放矢，设法降低乃至消除知识的台阶，培养学生独立思考，自主学习的习惯，提高物理成绩，从而对学习物理产生浓厚的兴趣，逐步适应高中物理的学习。,三、教学方法设计,科学探究既要作为学生
11、学习的目标，又是重要的教学方法之一。让学生经历科学探究，促使大家动手、动脑，使学生不仅学到知识，还要学会学习，学会独立思考，学会合作探究，使学生具有科学的态度和探索的精神，使学生成为学习的主人。基于以上分析，本节课采用教师引导，提出问题，学生探究，共同交流，教师对教学重点难点总结、归纳、分析，提高学生抽象思维能力。通过多媒体直观教学，实验演示，引导学生分析讨论问题，激发学生学习的兴趣，调动学生学习积极性。,四、教学过程,1、检查学生的自主学习 请学生对上节课作业题即课本P27“问题与练习”第3题作出自己的判断。（习题抄录如下）题目：下图是甲、乙二物体运动的vt 图像，至少从以下三个方面说明它们
12、的速度是怎样变的：a)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？,b）速度大小是否变化？是加速还是减速？c)运动的方向是否变化？(学生回答后作出鼓励性评价，为学新课打下基础),请同学翻开课本至第一章第五节课文，大家一起来探究课文第一段提出的“思考与讨论”题。同学们必须通过简单地计算得到小轿车和旅客列车从起步到速度均达100km/h，谁的速度增加得较快。（100km/h28m/s）（可用投影仪或在黑板上让学生展示探究、计算过程，通过学生交流、讨论得到正确的结论。这一探究过程应给予充分的时间保证，这实际上是学生第一次求加速度）,2、导入新课,最后得到如下结果：小轿车 28m/s20s1.4m/s
13、每经过1秒速度增加1.4m/s 旅客列车 28m/s500s0.056m/s 每经过1秒速度增加0.056m/s显然是小轿车速度增加快。,出示投影片上的内容予以探究：下图是甲、乙两物体运动的vt 图像，它们作何种运动？并比较谁的速度变化较快？,t/s,t/s,（同学们各自探究、计算后请他们与左右、前后的同学比较结果，看是否一致，不一至就会找原因，也加强学生间的合作。再请同学上黑板或在投影仪上写出计算结果，并写出最后的单位。）同学的计算结果为：甲图中物体作匀加速运动，速度每秒变化（205）m/s3s5m/s 乙图中物体作匀加速运动，速度每秒变化（150）m/s15s1m/s教师:由于物体速度变化
14、的快慢直接跟物体受到的外力大小有关，物理学中经常要知道物体速度改变的快慢，必须引入一个能描述物体速度改变快慢的物理量这就是加速度。,3、加速度的引入,提问：刚才我们两次探究“谁速度变化快”的过程中，采用了怎样的方法？学生：先确定每个物体在给定时间t内速度的改变量V有多大，再求出比值V/t的大小，就知道了1s内各自的速度变化了多少，就知道了速度变化的快慢。教师：回答得很好。其他同学的方法也可以，如用变化相同速度所用时间的不同进行比较，但前面所述方法更容易比较。,教师：物理学中把反映速度变化快慢的比值V/t叫做加速度 定义：物体速度的变化量与发生这一变化所用时间t的比值，叫做物体运动的加速度。加速
15、度用字母a表示,公式：aV/t 或 a（VtV0）/t 公式中 VVtV0单位：m/s 或 ms读法：小轿车的加速度为1.4m/s,读作“1.4 米每二次方秒”。,提问：做匀变速直线运动的物体的加速度有何特点?,学生：匀变速直线运动的速度是均匀变化的，即物体在每1s内变化的速度都相同，所以，这种运动的加速度是恒定的。教师：回答正确，所以，一般情况下，公式 aV/t 求的是t秒内物体速度的平均变化量。对应的加速度就是平均加速度。,演示实验：体会1m/s加速度的大小。（主要用来增加学生对加速度的感性认识）,将斜面调节为高与长之比为1:10，小车在此斜面上运动的加速度大约为1m/s，再将斜 面调节为
16、高与长之比为1:5，小车此时在斜面上运动的加速度大约为2m/s。,探究 a的方向与V、V0方向的关系,提出问题：我们已知道，速度是矢量，可用带箭头的线段表示。那么物体速度的改变量V、以及 加速度a是不是矢量？方向如何确定？（下面关于V 以及 a方向的分析过程、方法用投影仪展示出来，供同学们探究、分析V 和 a的方向时参考）,作出 VVtV0的矢量图示,(1)做加速运动时 Vt V0，由图可知 V Vt V0 0，aV/t 0，a与V方向相同，也与V0方向相同。,（2）做减速运动时 Vt V0，由图可知 VVt V0 0，aV/t 0，a与V方向相同，与V0方向相反。,（根据学生不同层次的需求,
17、认识、理解a、v、v0之间方向的关系）,用多媒体直观演示：物体做加速运动、减速运动时加速度方向与速度方向的关系。用投影仪给出下列问题,用于检验学生对加速度方向的理解：,如图所示的vt 图像，表示a、b二物体作直线运动的速度随时间变化的规律，请回答：,(1)图像a、b分别表示物体做何种运动？(2)a物体3s内速度改变量是多少？方向与其速度方向是什么关系?(3)b物体5s内速度改变量是多少？方向与其速度方向又是什么关系?(4)a、b物体运动加速度分别为多少？方向又怎样？,分析：（1）略（2）a图像 112m/s3m/s9m/s 方向与速度方向同。（3）b图像 09m/s-9m/s 方向与速度方向相
18、反。（4）a/t 9m/s3s3m/s，a与的方向、。的方向都相同；a/t-9m/s5s-1.8m/s，a与同方向，与。反方向。,5、进一步加深对加速度的理解思考题,（1）协和式喷气客机以二倍音速在二万米高空飞行，指的是速度还是加速度？它的速度和加速度各多大？（2）同学们或亲自经历或见到以下现象，请予以解释；(可以拍摄、播放视频录像)在十字路口，当绿灯亮时，公共汽车和骑自行车的人同时起动，在开始一、二十米运动中自行车在前，公共汽车在后。经过一段时间后汽车超过自行车。,（3）阅读课本P30表：一些运动物体的加速度。探究下列问题 表中运动物体的加速度有的是正值，有的是负值，其意义是什么？有同学说赛
19、车比赛起跑时象离弦之箭一下子就冲了出去，学过加速度以后怎么解释这一现象？我们怎么理解炮弹在炮筒中运动 的加速度达到5010m/s？为什么 炮弹从炮筒中飞出时的速度只有1000m/s?,(4)判断下列说法是否正确A 加速度大则速度变化大，加速度小则速度 变化小，加速度等于0则速度不变化B 加速度大则速度大，加速度小则速度小，加速度等于0则速度等于0C 加速度与位移方向相反时物体做减速运动D 加速度与速度方向相反时物体做减速运动E 速度是描述物体位置变化快慢的物理量，加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,6、小结,（1）加速度是用来表示运动物体速度变化快慢的物 理量，它不是速度也不是变化的速度。加速度 大速度变化快，加速度小，速度变化慢，加速度等于0，物理处于静止或匀速直线运动状态。（2）加速度与。同向，a 0，物体速度增大；加速度与。反向，a 0，物体速度减小直至反向增加。,谢谢大家！,更多资源,
