初二物理教學教案：位移和時間的關系

　　教材分析：本節內容雖淺顯，但因其牽涉到的物理思想方法比較典型，且學生將在本節接觸到物理圖象，故本課的價值傾向長遠，在課堂中培養學生的科學素養和良好的圖象分析習慣是非常重要的。

　　教學目標：

　　1、理解勻速直線運動和變速直線運動的概念;

　　2、能識別s-t圖像，理解勻速直線運動的s-t圖像的意義;

　　3、掌握勻速運動中位移和時間的關系以及它們的數學表示(包括公式和圖像);

　　4、滲透科學習慣和科學思維方法的教育。

　　教學重點：運動的研究方法與描述、勻速直線運動的規律、作圖與圖像分析

　　教學難點：圖像與物理過程的比較分析

　　教學過程設計：

　　1、引入課題

　　設問1、上節學過的質點的概念是如何定義的，何種情況下物體可看成質點呢?

　　設問2、教師原地轉一圈，后問動否?路程和位移的區別何在?

　　師闡述：質點是一種理想化的模型，它是科學的抽象與近似，用來簡化、代替實際物體。能否看成質點，應視具體的問題而定，不能以大小一概而論，因為大小總是相對的。

　　路程雖可精確地反映物體在某時刻的運動情況，但在表示物體在一段時間內位置的變化時卻不成功，為此引入位移。注意路程與位移無可比性。但可比較路程與位移的大小，它們的關系是S路≥S位。

　　闡述物理思想：物理學研究物質運動的規律，采用分解的思想，即由簡單到復雜、由低級到高級。物體常見的運動形式有直線運動、拋體運動、圓周運動、振動和波。我們首先研究在諸多運動形式中最基本的最簡單的--直線運動

　　描述圖景：蝸牛緩緩地爬，清晨老人在散步，路上行人騎著自行車，汽車在奔馳，飛機在航線上飛行等等。這些運動有何相似的特點呢?

　　2、新授

　　交待課本上研究的是汽車的運動，原因之一是運動的可測量性，二是汽車代表了社會的進步。

　　指導學生閱讀課本P22第一段，當中提問：

　?、傺芯磕康氖鞘裁?(研究位移隨時間的變化關系)

　?、谘芯糠椒ㄊ鞘裁?(通過測量S、t分析)

　?、廴绾卧O計表格，記錄數據?(兩行五組數據)

　?、軐祿绾翁幚?，數據反映了什么?

　　師提示：數據處理的常用方法是列表法及逐差法。

　　學生：感覺每通過100米所用的時間不一樣，再一想又發現差不多。在差不多相等的時間內，物體的位移相等。

　　師啟發：差不多的原因是由于運動本身所致，還是由于人的測量引起的呢?能否用科學的物理語言代替通俗的生活語言，這反映一個人的科學素養。

　　結論：在實驗允許的誤差范圍內，物體在相等時間內通過的位移相等。

　　2、1勻速直線運動

　　(1)定義：在任何相等時間內，質點通過的位移都相同的運動。

　　(2)內涵與外延

　　師強調指出：

　?、僦赋鲋R定義的科學性和嚴密性;勻速直線運動實為一種理想化的運動形式，理論上的勻速直線運動，無論如何對時間進行劃分，在任意小的時間標準內考察，質點通過的位移都要相同。故要精確判斷汽車的運動，需增加測量的精度，但實際中測量到一定的精度即可。

　?、谘芯科嚨囊饬x在于找到了前面所述的幾種運動間的本質聯系。它們遵循相同或相近的規律。由特殊到一般、個性到共性，分析與概括、歸納與演繹便是物理學研究問題的思維方法。

　　③位移的矢量性使勻速直線運動可簡稱為勻速運動。勻速運動中位移與發生這段位移的時間成正比，這區別于變速直線運動。

　　2、2圖像表述

　　(1)作圖的規范化要求

　　師提出如下問題：

　　要求學生閱讀課本第23頁第四段及方框內文字，然后回答問題。

　　歸納學生回答后，師總述：

　?、僮鲌D步驟：建坐標，標箭頭、原點、物理量符號、單位;對坐標軸標度;描點并連線。對課本中的圖象還原，一步一步展示作圖的過程并提出要求。

　?、趶娬{：描點后，觀察點的分布規律，發現幾乎都在一條直線上。此時應用一條直線盡可能多地串起點，實在畫不到線上則應該使點均勻分布在線的兩側，實質是取了平均值。個別較遠的點可能是測量錯誤，應予以舍棄。不能遷就個別的點，將射線畫成折線或曲線。當然，今后的學習過程中，會遇到將描出的點用平滑的曲線相連的情形。

　　交待作圖中采取的這些措施是為了減小實驗中人為測量引起的誤差。這是處理數據時作圖法優于列表法的原因之一。

　?、勖璩龅狞c是有限的，但反映出了點的分布規律，組成線后延伸至無窮遠處，點就是無限的了。從有限到無限，此時就能對未知的運動作出科學的預見。

　　(2)滲透科學思想方法教育

　　物理作為一門實驗學科，它以定量的可重復的實驗為依據，抓住影響實驗結果的主要的因素，使實際問題抽象為理想化的模型，對實驗的現象、數據不是簡單的羅列，而是對其進行分析、綜合、歸納和演繹，借助于圖象分析，再推理形成系統的理論，使之概括化、公式化，并進行科學預言，為新發現提供指導性線索?？梢?，質疑、分析、歸納與概括、內插和外推，由個性(個性現象)高度抽象、概括出具共性普遍特征和一般意義的東西，再用之去指導實踐，分析個別的事物和現象，便是物理學使用的最基本的研究方法和程序?？茖W方中還包含：科學需要證據、科學是邏輯和想象的結合體、科學需尊重實驗數據、科學是一種預見和假設、科學不依賴權威并避免偏見等。

　　(3)圖象特點分析

　　講授：由數據到圖象，由圖象再到公式，是將由實驗結果上升到理論高度的過程。

　?、賳l同學們思考：能否把剛才描出的圖線寫為數學上的函數形式?

　　學生總結出勻速直線運動的公式表述：S=Vt

　?、谧屢晃粚W生上黑板在汽車位移時間圖線上定性作出老人勻速散步的位移圖線。

　　引導學生比較分析兩圖線的特點：(1)共同點(過坐標原點的直線)

　　(2)不同點(傾斜的程度--斜率)

　　設問：(1)圖線直否意義?圖線是否一定過坐標原點?什么是勻速直線運動位移圖線的本質特征?

　　(2)斜率大小的意義?

　　小結：圖線直不直反映了運動的勻不勻，而如果出發時不在坐標原點，則圖線可不過原點。傾斜程度反映了運動的快慢。越斜則說明在相同時間內的位移越大，即運動越快。

　　(3)圖像的識別→分析物理過程

　　講授：

　　位移-時間圖象反映的是物體的位置坐標隨時間的變化關系(或位置與時間的一一對應關系)，而位置對坐標原點來說就是位移，這與某一段時間內發生的位移是不同的。

　　時間軸無負軸，而位移軸有正負，因位移是矢量，故t軸上方的位移表示正方向，t軸下方的位移表示對坐標原點的另一方向即負方向。故位移圖線只能描述直線運動。

　　圖線上每點對應一坐標(t,S),由圖線可求出某一時刻質點所處的位置或到達某一位置的時刻。圖線上一截線段的含義則是在時間(t2-t1)內質點發生(S2-S1)的位移。由此可知，若圖線是彎曲的，則說明在相同的時間內質點發生的位移是不同的，表明質點做的是變速直線運動。圖線若是平的，則表明位置不隨時間變化，物體是靜止的。圖線若是向下傾斜，則表明隨著時間的增大，質點的位置離坐標原點越來越近，質點在做與規定正方向相反的直線運動。

　　2.3師生活動(為幫助學生理解圖象，做如下游戲，可將抽象的圖象變得形象和生動。)

　　由感性認識上升至理性認識，這是認識的第一段飛躍。而由理性認識再用以指導實踐活動則是認識的第二次飛躍。

　　教師從學生的角度在講臺的正面畫一直線，在講臺的中央標上坐標原點，規定向右為位移的正方向。后在黑板上畫下幾個S-t坐標。

　　(1)讓學生注意觀察老師的運動情況，后在圖中畫出位移圖線。

　?、俳處煆闹v臺中央分別向左和向右勻速走

　　②教師從講臺的左邊勻速走到右邊

　　③教師從講臺的中央走到右邊后站住(接著往回走到中央)

　　對學生作出的圖給予評定，圖線從略。

　　(2)在黑板畫出如下所示的圖象，要求學生上講臺表演與圖象相對應的運動。其后在圖的下面用簡潔的文字總結。

　　另外，也可畫出兩條圖線，讓兩位學生上臺表演追及和相向運動問題。

　　學生通過這種方式來接觸、了解圖象，一方面興趣大增，同時由于親自參與，對圖象理解得非常深刻。

　　3、典型例題

　　例1、汽車作直線運動，向東以100m/s行駛2秒，停2秒，又以200m/s向前運動1秒，最后以200m/s往回運動2秒。作出汽車運動的位移時間圖像。

　　例2、據下圖分析A、B、C質點的運動情況

　　4、作業設計與板書設計從略