以下是為大家整理的關(guān)于《高一物理探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律教案設(shè)計(jì)》的文章,供大家學(xué)習(xí)參考!
一.本章概述
本章是在掌握了《運(yùn)動(dòng)的描述》中幾個(gè)物理量的基礎(chǔ)上,依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和物理學(xué)的發(fā)展史實(shí),從落體運(yùn)動(dòng)這一特殊運(yùn)動(dòng)情況出發(fā),從學(xué)生中常見的現(xiàn)象提出思考和猜想,通過對自由落體運(yùn)動(dòng)軌跡的記錄和分析,讓學(xué)生經(jīng)歷對自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究、理論探究、邏輯推理等過程,自主探索自由落體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律。同時(shí)讓學(xué)生經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究過程,通過特殊規(guī)律推理到一般規(guī)律的推理過程,得到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。這一章的基礎(chǔ)性地位體現(xiàn)在方法和能力的培養(yǎng)方面.用圖象來分析物理問題是高中物理的重要數(shù)學(xué)方法之一,本章第讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來擬畫曲線,第根據(jù)圖線的斜率來分析物理問題(由于斜率的概念在高一數(shù)學(xué)中還沒學(xué)習(xí)到,所以講的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注意方法,使學(xué)生易懂),這些都是今后用圖象分析物理問題所必須的.
本章公式涉及五個(gè)物理量:v0、a、t、vt、s.對特定的勻變速直線運(yùn)動(dòng)來說,v0和a是常量,t、vt、s是三個(gè)變量.本章所討論的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系、位移與時(shí)間的關(guān)系、速度與位移的關(guān)系,就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)三組變量之間的函數(shù)關(guān)系,滲透有關(guān)的基本方法。第一節(jié)“探究自由落體運(yùn)動(dòng)”通過展示伽利略關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的研究歷史素材,揭示科學(xué)方法和弘揚(yáng)科學(xué)精神;第4節(jié)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車行駛安全”,作為一個(gè)典型的實(shí)例,對勻變速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行個(gè)案研究,也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的具體應(yīng)用.本章教科書中關(guān)于伽利略建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)研究方法,更是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理學(xué)不可缺少的基本素質(zhì).
本章知識可分為兩個(gè)單元,第一單元(1~2節(jié))探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律;第二單元(3~4節(jié))研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)及勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析。
二.本章節(jié)教學(xué)重點(diǎn)及其在高考中的地位
1.本章節(jié)的重點(diǎn)知識與高考綱要求
本章節(jié)是高中物理學(xué)習(xí)過程中的重要內(nèi)容,在歷年高考命題中占有重要的地位,其命題特點(diǎn)是年年有、題型全、份量重。主要考查的熱點(diǎn)為研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)(以實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn))和利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行計(jì)算(主要在計(jì)算題某一環(huán)節(jié)中出現(xiàn))等。本章節(jié)試題在高考力學(xué)部分中占10%左右。
相關(guān)內(nèi)容 課標(biāo)要求 高考考綱要求
自由落體運(yùn)動(dòng) ①知道自由落體運(yùn)動(dòng)的概念;②掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律;③了解伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的方法。 理解自由落體運(yùn)動(dòng)的概念、掌握有關(guān)自由落體運(yùn)動(dòng)的計(jì)算公式
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用 ①進(jìn)一步理解位移、速度和加速度;②掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。③用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決問題。 理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式、會(huì)用相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算
實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
①經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)研究過程;②體會(huì)實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用
利用實(shí)驗(yàn)打出紙帶中的數(shù)據(jù)計(jì)算小車在某時(shí)刻的速度和其運(yùn)動(dòng)的加速度
2.重點(diǎn)知識的具體剖析
2.1自由落體運(yùn)動(dòng)主要內(nèi)容剖析:
(1)認(rèn)識自由落體運(yùn)動(dòng):重點(diǎn)體會(huì)歷科學(xué)家們對自由落體運(yùn)動(dòng)的思考,通過對一些現(xiàn)象的分析得出什么叫做自由落體運(yùn)動(dòng),并且知道它是一個(gè)理想狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng).
(2)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:知道自由落體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)公式 ,以及如何利用這兩公式計(jì)算有關(guān)問題,這兩個(gè)公式中所涉及到的時(shí)間和位移都必須從自由落體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)開始計(jì)算.
2.2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律主要內(nèi)容剖析:
(1)弄清勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義:勻變速直線運(yùn)動(dòng)是指在任意相等的時(shí)間內(nèi),速度的變化都相等的直線運(yùn)動(dòng),它的特征是速度均勻變化,加速度恒定。
(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)基本規(guī)律和兩個(gè)基本推論:a、速度公式:vt = v0 + at
b、位移公式:s = v0t + at2 ;c、 ;d、
以上四式適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng);這四個(gè)式子中只有兩個(gè)式子是獨(dú)立的,即由任意兩式可推出另外兩式。四個(gè)公式中有五個(gè)物理量,而兩個(gè)獨(dú)立方程只能解出兩個(gè)未知量,所以解題時(shí)一般需要三個(gè)已知條件;式中v0 、vt 、a和s均為矢量,應(yīng)用時(shí)要規(guī)定正方向,凡是與正方向相同者取正值,相反者取負(fù)值(通常將v0的方向規(guī)定為正方向),所求矢量為正值表示與正方向相同,為負(fù)者表示與正方向相反。
另外這一章還有兩個(gè)非常有用的推論:(a)Δs = aT2 ,意義:做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在任何兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移的差是一個(gè)恒量。(b) ,意義:做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。這兩個(gè)推論在本章實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理中需要用到,所以也要求學(xué)生理解并記憶。
(3)注意勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律與現(xiàn)實(shí)生活、生產(chǎn)實(shí)際密切相結(jié)合的問題.例如:追擊與相遇等問題;汽車剎車及飛機(jī)降落后在跑道上滑行等問題,其長的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
總之,在本章的學(xué)習(xí)中要把握好對基本概念、基本規(guī)律的理解.本章規(guī)律、公式和推論多,學(xué)習(xí)中切實(shí)注意不要去死記硬背這些規(guī)律和公式,重要的是領(lǐng)會(huì)概念的實(shí)質(zhì),把握公式的來龍去脈,要通過一些具體的實(shí)例,通過實(shí)際物理現(xiàn)象的分析、物理過程的認(rèn)識,構(gòu)建正確的物理情景,逐步形成良好的思維習(xí)慣.
2.3“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”主要內(nèi)容剖析:
(1)弄清該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟:a、把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路.b、把一條細(xì)繩拴在小車上,使細(xì)繩跨過滑輪,下邊掛上鉤碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的一端固定在小車的后面.c、把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通電源后,釋放小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn).d、換上新的紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次.e、增減所掛鉤碼,按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn).
(2)數(shù)據(jù)處理的方法:a、選取紙帶、確定計(jì)數(shù)點(diǎn)并進(jìn)行測量;b、在三條紙帶中選擇一條清晰的紙帶;c、為了便于測量,一般舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡,找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn));d、每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量(相鄰兩點(diǎn)中間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出);e、在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,等于該段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度;
f、作出小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,分析小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,描述小車的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律.如果畫出的v-t圖象是一條傾斜的直線,說明小車做速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng).圖象和縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示開始計(jì)時(shí)時(shí)小車的速度—初速度.
(3)注意事項(xiàng):a、開始釋放小車時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.b、先接通電源,等打點(diǎn)穩(wěn)定后,再釋放小車.c、取下紙帶前,先斷開電源.d、要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞,當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它.e、牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng),以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少,或者加速度太小,而使各段位移無多大差別,從而使測量誤差增大,加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜.
三.本章節(jié)的課程標(biāo)準(zhǔn)和對課程標(biāo)準(zhǔn)的解讀
課程標(biāo)準(zhǔn)在目標(biāo)上注重提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),在課程結(jié)構(gòu)上注重共同基礎(chǔ),體現(xiàn)課程的選擇性,內(nèi)容上體現(xiàn)課程的時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性,實(shí)施上注重自主學(xué)習(xí),提倡教學(xué)方式多樣化,評價(jià)上強(qiáng)調(diào)更新觀念,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。
1.課程標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容
本章教材依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和物理的發(fā)展史實(shí),從落體運(yùn)動(dòng)這一特殊運(yùn)動(dòng)情況出發(fā),從生活中常見現(xiàn)象提出思考和猜想,通過對自由落體運(yùn)動(dòng)軌跡的記錄和分析,讓學(xué)生經(jīng)歷對落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究、理論探究、邏輯推理等過程,自主探索自由落體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律。同時(shí)讓學(xué)生經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究過程,通過對特殊規(guī)律推理到一般現(xiàn)象的過程,得到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
課程標(biāo)準(zhǔn)對本章的具體要求:(1)初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景,親身經(jīng)歷了簡易實(shí)驗(yàn)、邏輯推理、觀察實(shí)驗(yàn);(2)經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究過程,進(jìn)一步理解位移、速度和加速度的概念;(3)了解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,認(rèn)識實(shí)驗(yàn)對物理學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用,體會(huì)實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用;(4)能用公式和圖像描述勻變速直線運(yùn)動(dòng),體會(huì)數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性。
2.對課程標(biāo)準(zhǔn)的解讀
2.1對知識和技能的要求
本章重點(diǎn):勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
本章難點(diǎn):勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式的推導(dǎo)。
(1)認(rèn)識自由落體運(yùn)動(dòng),知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng);能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡并能分析紙帶上記錄的位移與時(shí)間等運(yùn)動(dòng)信息;初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生觀察、概括的能力。
(2)理解什么叫做自由落體運(yùn)動(dòng),知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng);理解自由落體運(yùn)動(dòng)的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小的不同;掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
(3)理解、掌握勻變速運(yùn)動(dòng)的速度、位移公式,會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)行簡單的分析和計(jì)算。
2.1對過程與方法的要求
(1)通過對落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究,初步學(xué)習(xí)使用控制變量法;
(2)通過對自由落體運(yùn)動(dòng)紙帶的研究,學(xué)會(huì)分析和處理紙帶上記錄的運(yùn)動(dòng)信息;通過學(xué)習(xí)與自由落體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理變化規(guī)律,培養(yǎng)分析、推理能力;
(3)經(jīng)歷由特殊到一般的推理過程,體會(huì)科學(xué)研究方法;
(4)通過解決實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律對實(shí)際生活中的現(xiàn)象進(jìn)行合理分析、解決問題和實(shí)際分析結(jié)果的能力。
四.本章學(xué)情分析
1.對學(xué)生知識的分析
學(xué)生通過對前一章基本概念的學(xué)習(xí),掌握了加速度和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念,弄清了如何用v—t圖象代表勻變速直線運(yùn)動(dòng)。有了這個(gè)基礎(chǔ),學(xué)生再來學(xué)習(xí)這一章并不感到特別吃力,而且本章讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)感受研究物理的過程和方法,“實(shí)驗(yàn)探究”理念滲透在本章各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中,盡管實(shí)驗(yàn)結(jié)果終是由教材直接告知,但這一切均是通過學(xué)生自主探究之后自然而得出的結(jié)論,學(xué)生能充分體驗(yàn)自主學(xué)習(xí)后形成結(jié)論的喜悅。同時(shí)本章教材體現(xiàn)了物理與生活貼近的原則,讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中學(xué)習(xí)物理,大大激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。
2.學(xué)生的思維分析:
高中生學(xué)習(xí)物理常常感到困難,其原因也是多方面的,既有學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)科內(nèi)容上的原因,也有教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法上的原因。從心理分析角度來看,可以認(rèn)為是由于在思維過程中某個(gè)環(huán)節(jié)上出了障礙。因此,從心理傾向和思維規(guī)律入手進(jìn)行具體分析,摸清思維障礙的具體表現(xiàn)及原因,對于提高物理教學(xué)質(zhì)量是十分重要的。根據(jù)對中學(xué)物理教學(xué)的多年觀察和進(jìn)行一些心理檢測,我覺得主要有以下幾方面的障礙。
1.先入為主,錯(cuò)誤的生活經(jīng)驗(yàn)在起作用。學(xué)生是從初二開始學(xué)習(xí)中學(xué)物理的,但在他們學(xué)習(xí)物理之前,已經(jīng)接觸到了大量的物理現(xiàn)象,形成了一些初步的觀念,而其中不少并不反映事物的本質(zhì),但卻形成了一種強(qiáng)烈的心理傾向,這種心理傾向妨礙了正確物理概念的建立。
2.隱蔽因素的忽視和干擾。一個(gè)物理問題的解決,往往是多因素相互作用的結(jié)果,其中有些因素在起著明顯的作用,而有些因素在起著隱蔽的指導(dǎo)或干擾作用。當(dāng)隱蔽的指導(dǎo)因素被忽視或隱蔽的干擾因素在起作用時(shí)都會(huì)形成思維障礙。我們的學(xué)生在做物理習(xí)題時(shí),長期以來習(xí)慣于題目給出的條件正好等于解題時(shí)需要的條件,如果當(dāng)題目給出的條件多于解題需要的條件時(shí),應(yīng)該說解題條件更充分了,但絕大多數(shù)學(xué)生卻反而不會(huì)做了,究其原因就是由于多余因素干擾作用的結(jié)果。
3.改變提問的方式造成的思維混亂。教學(xué)實(shí)踐表明;當(dāng)改變提問題角度的時(shí)候,其問題所涉及到的概念與規(guī)律并不超出原有的知識范圍,但往往就會(huì)帶來心理障礙。
4.抓不住關(guān)鍵環(huán)節(jié)。物理問題的解決總是從初始狀態(tài)出發(fā),經(jīng)過一些中間狀態(tài),后達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。中間狀態(tài)又叫問題空間,解決問題就是對問題空間進(jìn)行搜索,而中間狀態(tài)的搜索就必須抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
5.用數(shù)學(xué)方法代替物理概念。由于物理概念中絕大部分是物理量,即可以定量表達(dá),因而需要既明確物理意義又要掌握定量方法。由于歷的原因,常常把物理量的重點(diǎn)放在定量方法上,很容易形成用定量方法代替物理意義。
五.本章課時(shí)安排和主要課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)及其教學(xué)建議
1.本章課時(shí)安排
1.1單元?jiǎng)澐?BR> 本章可劃分兩個(gè)單元:第一單元 第一節(jié)和第二節(jié),講述自由落體運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律;第二單元 第三節(jié)和第四節(jié),講述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其與實(shí)際生活的應(yīng)用。
1.2課時(shí)安排:
本章共四節(jié),總共用7課時(shí),各節(jié)課時(shí)安排如下:
第一節(jié) 探究自由落體運(yùn)動(dòng) 1課時(shí)
第二節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1課時(shí)
第三節(jié) 從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1課時(shí)
第四節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車行駛安全 1課時(shí)
實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 1課時(shí)
復(fù)習(xí)及習(xí)題處理 2課時(shí)
2. 主要課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)及其教學(xué)建議
2.1《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》三維目標(biāo)
知識與技能:
(1)認(rèn)識自由落體運(yùn)動(dòng),知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)。
(2)了解自古至今人類探索落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過程,培養(yǎng)想象力、邏輯思維能力、科學(xué)探究能力以及對知識的遷移運(yùn)用能力。
(3)能運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、數(shù)字計(jì)時(shí)器及其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡,并能自主分析運(yùn)動(dòng)信息,培養(yǎng)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并用實(shí)驗(yàn)來解決問題的能力。
過程與方法:
(1)運(yùn)用科學(xué)哲學(xué)的認(rèn)識論、方法論建構(gòu)豐富多彩的不同科學(xué)探究模式,滲透學(xué)科思想、學(xué)科思維、學(xué)科方法,提升科學(xué)素養(yǎng)。
(2)通過對落體運(yùn)動(dòng)的自主實(shí)驗(yàn)探究,使學(xué)生對測量性探究方法,從實(shí)驗(yàn)有理、實(shí)驗(yàn)器材的選取和使用、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的采集與處理、得出結(jié)果、分析實(shí)驗(yàn)誤差等,有初步認(rèn)識和感受,學(xué)會(huì)使用控制變量法。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論的興趣,培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。
(2)滲透物理方法的教育,在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型-----自由落體。
(3)通過探究活動(dòng)中實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的不斷超越,培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑權(quán)威,增強(qiáng)創(chuàng)新意識,形成科學(xué)的人生觀和價(jià)值觀。
教學(xué)重點(diǎn):
引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)探究物理問題的科學(xué)思想和研究方法,明確科學(xué)探索的一般步驟,同時(shí)掌握一定的實(shí)驗(yàn)方法,并在探究不同實(shí)驗(yàn)方案過程中提高科學(xué)素養(yǎng)。
教學(xué)難點(diǎn):
1、理解伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的巧妙實(shí)驗(yàn)構(gòu)思。
2、掌握用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、光電計(jì)數(shù)器、DIS傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、頻閃照相、數(shù)碼攝像技術(shù)研究自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方案。
教學(xué)建議:
1、由于學(xué)生受認(rèn)知結(jié)構(gòu)和日常生活經(jīng)驗(yàn)的影響,對下落物體的運(yùn)動(dòng)可能存在著錯(cuò)誤認(rèn)識:重的物體下落得快,輕的物體下落得慢。所以在學(xué)習(xí)的過程中用好書上的兩個(gè)相互對立的結(jié)論,是對學(xué)生頭腦中錯(cuò)誤概念的震撼,也是激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的手段。
2、在教學(xué)中還可以增加新的實(shí)驗(yàn),說明在特定的條件下,質(zhì)量小的物體下落比質(zhì)量大的快,充分說明物體的下落快慢不僅需要考慮重力,還必須考慮其他因素。
3、“玻璃管”實(shí)驗(yàn)建議由老師進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備要充分,確保成功,不能讓學(xué)生產(chǎn)生疑問。
4、通過實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生認(rèn)識如何找出掩蓋在表面現(xiàn)象下的規(guī)律的方法,要注意體現(xiàn)突出主要因素,忽略或排除次要因素的研究思想,加強(qiáng)學(xué)生對自由落體這一理想化運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的認(rèn)識,為后面進(jìn)一步研究作好鋪墊。
5、教師在教學(xué)中要讓學(xué)生初步體會(huì)抽象思維、提出假說、科學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)研究的重要思路和方法,實(shí)驗(yàn)后的思考不急于得出結(jié)論,而是提供學(xué)生進(jìn)一步探究思路和實(shí)驗(yàn)過程的分析,有關(guān)結(jié)論在后面的學(xué)習(xí)中會(huì)與學(xué)生共同得出。
2.2《自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律》三維目標(biāo)
知識與技能:
(1)理解什么是自由落體運(yùn)動(dòng),知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)理解自由落體運(yùn)動(dòng)的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。
(3)掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
過程與方法:
(1)通過對自由落體運(yùn)動(dòng)紙帶的研究,學(xué)會(huì)分析和處理紙帶上記錄的運(yùn)動(dòng)信息。
(2)通過學(xué)習(xí)與自由落體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理變化規(guī)律,培養(yǎng)分析與推理能力。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)經(jīng)歷對自由落體運(yùn)動(dòng)的探究過程,體會(huì)人類對客觀世界發(fā)現(xiàn)之旅的樂趣。
(2)經(jīng)歷對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程,體會(huì)數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性。
教學(xué)重點(diǎn):
自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律
教學(xué)難點(diǎn):
自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
教學(xué)建議:
1、在處理信息的過程中,要引導(dǎo)學(xué)生從已有的知識出發(fā)去思考問題,如用平均速度的概念,分析紙帶給出的信息:物體沿著直線運(yùn)動(dòng),自由落體運(yùn)動(dòng)的速度方向始終不變;相同時(shí)間內(nèi)的位移越來越大,運(yùn)動(dòng)速度越來越大的直觀結(jié)論。然后鼓勵(lì)學(xué)生大膽地進(jìn)行猜想:自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
2、在驗(yàn)證的過程中可以根據(jù)前一章第六節(jié)例題所得的公式為依據(jù),用平均速度乘以時(shí)間,推導(dǎo)出自由落體的位移公式。
3、在交流與討論1中,第1題的目地是讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)“理論探究”的方法在驗(yàn)證猜想的過程中的作用,好在課堂上與學(xué)生一起共同處理教材中所提供的紙帶,使他們體會(huì)自主探究的樂趣,同時(shí)體會(huì)科學(xué)探究的方法;第2題涉及進(jìn)一步的理論探究,對初學(xué)者有一定的難度,教學(xué)中可不要求學(xué)生真正得到結(jié)論,以鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用理論探究進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)的研究學(xué)習(xí)為出發(fā)點(diǎn),為后面得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律打好基礎(chǔ)。
4、關(guān)于重力加速度,教學(xué)中教師主要強(qiáng)調(diào)g是一個(gè)常量,它的大小不僅與位置有關(guān),還與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)、高度有關(guān),可適當(dāng)進(jìn)行介紹。教師可直接告訴學(xué)生g值的大小,同時(shí)應(yīng)指出,粗略計(jì)算時(shí)取g=10m/s2 的目地是為了方便計(jì)算,是一種簡化計(jì)算采用的近似研究的處理。
5、在交流與討論2中,教師可讓學(xué)生計(jì)算在不計(jì)空氣阻力的情況下,雨滴從1.5km高空落到地面瞬間的速度,再引導(dǎo)學(xué)生討論分析計(jì)算結(jié)果,并交流各自的看法,通過分析荒謬的計(jì)算結(jié)果,促使學(xué)生思考在實(shí)際情況中自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的適用條件.
2.3《從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng)》三維目標(biāo)
知識與技能:
(1)理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、位移公式。
(2)會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)行簡單的分析和計(jì)算。
過程與方法:
(1)經(jīng)歷由特殊到一般的推理過程,體會(huì)科學(xué)研究方法。
(2)結(jié)合圖象的方法,讓學(xué)生直觀地理解公式的物理意義。
(3)讓學(xué)生自主探討公式的歸類,發(fā)現(xiàn)公式特點(diǎn),并總結(jié)公式的應(yīng)用技巧。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)了解伽利略的研究過程,體會(huì)科學(xué)研究方法。
(2)在探究過程中,培養(yǎng)學(xué)生良好的分析問題、解決問題的習(xí)慣。
教學(xué)重點(diǎn):
1、在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生通過自主觀察發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的習(xí)慣。
2、培養(yǎng)學(xué)生多角度、多途經(jīng)解決問題,開拓學(xué)生多元化解題思路。
教學(xué)難點(diǎn):
掌握各公式的優(yōu)點(diǎn)和不足,靈活運(yùn)用適當(dāng)?shù)墓浇鉀Q適當(dāng)?shù)膯栴}。
教學(xué)建議:
1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)包括速度和位移公式,這兩個(gè)公式要由老師和學(xué)生共同得出。教學(xué)中要充分體現(xiàn)教材的設(shè)計(jì)思想,進(jìn)一步將前一節(jié)的理論探究推廣,這種推導(dǎo)方法學(xué)生容易接受。
2、處理例題時(shí)要讓學(xué)生理解規(guī)律的適用范圍,養(yǎng)成認(rèn)真審題、理解題意進(jìn)而求解的習(xí)慣,引導(dǎo)學(xué)生分析已知、未知條件,養(yǎng)成畫過程示意圖的習(xí)慣,這樣才能選用合理簡潔的公式,提高解題的速度和準(zhǔn)確性。
3、本節(jié)的“交流與討論”中的兩個(gè)問題有利于學(xué)生鞏固勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,明確物理規(guī)律的適用范圍,且有利于培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑和協(xié)作學(xué)習(xí)的好習(xí)慣,一定要引導(dǎo)學(xué)生分析和應(yīng)用。
2.4《勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車行駛安全》三維目標(biāo)
知識與技能:
(1)根據(jù)文字信息能在頭腦中展現(xiàn)汽車在人體反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的勻速直線運(yùn)動(dòng)和剎車時(shí)間內(nèi)的勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物理情景,建立物理模型。
(2)會(huì)應(yīng)用速度公式: ,位移公式: 和推論 , ,并能結(jié)合汽車的運(yùn)動(dòng)分析解決問題。
過程與方法:
(1)在探究問題的過程中,要培養(yǎng)良好的分析問題、處理問題的習(xí)慣,通過文字信息慢慢品味(注意題目所包含的隱含條件)。
(2)通過對汽車行駛安全與物理學(xué)規(guī)律的探討,理解物理與社會(huì)的關(guān)系。
(3)使學(xué)生通過對實(shí)際問題的分析,掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)培養(yǎng)尊重實(shí)際的態(tài)度,樹立辨證唯物主義觀點(diǎn)。
(2)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析問題、解決問題的能力。
(3)培養(yǎng)學(xué)生樹立牢固的安全意識,關(guān)愛生命。
教學(xué)重點(diǎn):
1、通過對汽車安全行駛問題的研究,進(jìn)一步加強(qiáng)對運(yùn)動(dòng)過程的分析和應(yīng)用規(guī)律的選取。
2、對勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式的選取及物理過程分析。
教學(xué)難點(diǎn):
對勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式的選取及物理過程分析。
教學(xué)建議:
1、本節(jié)書實(shí)際上是對勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)應(yīng)用,要讓學(xué)生做一些簡單的練習(xí)以熟悉公式、理解公式的物理意義,然后循序漸進(jìn),逐步加深運(yùn)用。
2、教學(xué)的過程中注意速度和位移的矢量性、綜合性和選擇性,當(dāng)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),以初速度方向?yàn)檎?,則加速度亦為正值,表示兩者方向相同;當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),以初速度方向?yàn)檎瑒t加速度為負(fù)值,表示兩者方向相反。
一.本章概述
本章是在掌握了《運(yùn)動(dòng)的描述》中幾個(gè)物理量的基礎(chǔ)上,依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和物理學(xué)的發(fā)展史實(shí),從落體運(yùn)動(dòng)這一特殊運(yùn)動(dòng)情況出發(fā),從學(xué)生中常見的現(xiàn)象提出思考和猜想,通過對自由落體運(yùn)動(dòng)軌跡的記錄和分析,讓學(xué)生經(jīng)歷對自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究、理論探究、邏輯推理等過程,自主探索自由落體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律。同時(shí)讓學(xué)生經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究過程,通過特殊規(guī)律推理到一般規(guī)律的推理過程,得到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。這一章的基礎(chǔ)性地位體現(xiàn)在方法和能力的培養(yǎng)方面.用圖象來分析物理問題是高中物理的重要數(shù)學(xué)方法之一,本章第讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來擬畫曲線,第根據(jù)圖線的斜率來分析物理問題(由于斜率的概念在高一數(shù)學(xué)中還沒學(xué)習(xí)到,所以講的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注意方法,使學(xué)生易懂),這些都是今后用圖象分析物理問題所必須的.
本章公式涉及五個(gè)物理量:v0、a、t、vt、s.對特定的勻變速直線運(yùn)動(dòng)來說,v0和a是常量,t、vt、s是三個(gè)變量.本章所討論的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系、位移與時(shí)間的關(guān)系、速度與位移的關(guān)系,就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)三組變量之間的函數(shù)關(guān)系,滲透有關(guān)的基本方法。第一節(jié)“探究自由落體運(yùn)動(dòng)”通過展示伽利略關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的研究歷史素材,揭示科學(xué)方法和弘揚(yáng)科學(xué)精神;第4節(jié)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車行駛安全”,作為一個(gè)典型的實(shí)例,對勻變速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行個(gè)案研究,也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的具體應(yīng)用.本章教科書中關(guān)于伽利略建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)研究方法,更是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理學(xué)不可缺少的基本素質(zhì).
本章知識可分為兩個(gè)單元,第一單元(1~2節(jié))探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律;第二單元(3~4節(jié))研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)及勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析。
二.本章節(jié)教學(xué)重點(diǎn)及其在高考中的地位
1.本章節(jié)的重點(diǎn)知識與高考綱要求
本章節(jié)是高中物理學(xué)習(xí)過程中的重要內(nèi)容,在歷年高考命題中占有重要的地位,其命題特點(diǎn)是年年有、題型全、份量重。主要考查的熱點(diǎn)為研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)(以實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn))和利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行計(jì)算(主要在計(jì)算題某一環(huán)節(jié)中出現(xiàn))等。本章節(jié)試題在高考力學(xué)部分中占10%左右。
相關(guān)內(nèi)容 課標(biāo)要求 高考考綱要求
自由落體運(yùn)動(dòng) ①知道自由落體運(yùn)動(dòng)的概念;②掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律;③了解伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的方法。 理解自由落體運(yùn)動(dòng)的概念、掌握有關(guān)自由落體運(yùn)動(dòng)的計(jì)算公式
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用 ①進(jìn)一步理解位移、速度和加速度;②掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。③用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決問題。 理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式、會(huì)用相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算
實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律
①經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)研究過程;②體會(huì)實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用
利用實(shí)驗(yàn)打出紙帶中的數(shù)據(jù)計(jì)算小車在某時(shí)刻的速度和其運(yùn)動(dòng)的加速度
2.重點(diǎn)知識的具體剖析
2.1自由落體運(yùn)動(dòng)主要內(nèi)容剖析:
(1)認(rèn)識自由落體運(yùn)動(dòng):重點(diǎn)體會(huì)歷科學(xué)家們對自由落體運(yùn)動(dòng)的思考,通過對一些現(xiàn)象的分析得出什么叫做自由落體運(yùn)動(dòng),并且知道它是一個(gè)理想狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng).
(2)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:知道自由落體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)公式 ,以及如何利用這兩公式計(jì)算有關(guān)問題,這兩個(gè)公式中所涉及到的時(shí)間和位移都必須從自由落體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)開始計(jì)算.
2.2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律主要內(nèi)容剖析:
(1)弄清勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義:勻變速直線運(yùn)動(dòng)是指在任意相等的時(shí)間內(nèi),速度的變化都相等的直線運(yùn)動(dòng),它的特征是速度均勻變化,加速度恒定。
(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)基本規(guī)律和兩個(gè)基本推論:a、速度公式:vt = v0 + at
b、位移公式:s = v0t + at2 ;c、 ;d、
以上四式適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng);這四個(gè)式子中只有兩個(gè)式子是獨(dú)立的,即由任意兩式可推出另外兩式。四個(gè)公式中有五個(gè)物理量,而兩個(gè)獨(dú)立方程只能解出兩個(gè)未知量,所以解題時(shí)一般需要三個(gè)已知條件;式中v0 、vt 、a和s均為矢量,應(yīng)用時(shí)要規(guī)定正方向,凡是與正方向相同者取正值,相反者取負(fù)值(通常將v0的方向規(guī)定為正方向),所求矢量為正值表示與正方向相同,為負(fù)者表示與正方向相反。
另外這一章還有兩個(gè)非常有用的推論:(a)Δs = aT2 ,意義:做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在任何兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移的差是一個(gè)恒量。(b) ,意義:做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。這兩個(gè)推論在本章實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理中需要用到,所以也要求學(xué)生理解并記憶。
(3)注意勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律與現(xiàn)實(shí)生活、生產(chǎn)實(shí)際密切相結(jié)合的問題.例如:追擊與相遇等問題;汽車剎車及飛機(jī)降落后在跑道上滑行等問題,其長的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
總之,在本章的學(xué)習(xí)中要把握好對基本概念、基本規(guī)律的理解.本章規(guī)律、公式和推論多,學(xué)習(xí)中切實(shí)注意不要去死記硬背這些規(guī)律和公式,重要的是領(lǐng)會(huì)概念的實(shí)質(zhì),把握公式的來龍去脈,要通過一些具體的實(shí)例,通過實(shí)際物理現(xiàn)象的分析、物理過程的認(rèn)識,構(gòu)建正確的物理情景,逐步形成良好的思維習(xí)慣.
2.3“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”主要內(nèi)容剖析:
(1)弄清該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟:a、把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路.b、把一條細(xì)繩拴在小車上,使細(xì)繩跨過滑輪,下邊掛上鉤碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的一端固定在小車的后面.c、把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通電源后,釋放小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn).d、換上新的紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次.e、增減所掛鉤碼,按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn).
(2)數(shù)據(jù)處理的方法:a、選取紙帶、確定計(jì)數(shù)點(diǎn)并進(jìn)行測量;b、在三條紙帶中選擇一條清晰的紙帶;c、為了便于測量,一般舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡,找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn));d、每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量(相鄰兩點(diǎn)中間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出);e、在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,等于該段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度;
f、作出小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,分析小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,描述小車的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律.如果畫出的v-t圖象是一條傾斜的直線,說明小車做速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng).圖象和縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示開始計(jì)時(shí)時(shí)小車的速度—初速度.
(3)注意事項(xiàng):a、開始釋放小車時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.b、先接通電源,等打點(diǎn)穩(wěn)定后,再釋放小車.c、取下紙帶前,先斷開電源.d、要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞,當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它.e、牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng),以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少,或者加速度太小,而使各段位移無多大差別,從而使測量誤差增大,加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜.
三.本章節(jié)的課程標(biāo)準(zhǔn)和對課程標(biāo)準(zhǔn)的解讀
課程標(biāo)準(zhǔn)在目標(biāo)上注重提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),在課程結(jié)構(gòu)上注重共同基礎(chǔ),體現(xiàn)課程的選擇性,內(nèi)容上體現(xiàn)課程的時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性,實(shí)施上注重自主學(xué)習(xí),提倡教學(xué)方式多樣化,評價(jià)上強(qiáng)調(diào)更新觀念,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。
1.課程標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容
本章教材依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和物理的發(fā)展史實(shí),從落體運(yùn)動(dòng)這一特殊運(yùn)動(dòng)情況出發(fā),從生活中常見現(xiàn)象提出思考和猜想,通過對自由落體運(yùn)動(dòng)軌跡的記錄和分析,讓學(xué)生經(jīng)歷對落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究、理論探究、邏輯推理等過程,自主探索自由落體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律。同時(shí)讓學(xué)生經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究過程,通過對特殊規(guī)律推理到一般現(xiàn)象的過程,得到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
課程標(biāo)準(zhǔn)對本章的具體要求:(1)初步了解近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景,親身經(jīng)歷了簡易實(shí)驗(yàn)、邏輯推理、觀察實(shí)驗(yàn);(2)經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究過程,進(jìn)一步理解位移、速度和加速度的概念;(3)了解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,認(rèn)識實(shí)驗(yàn)對物理學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用,體會(huì)實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用;(4)能用公式和圖像描述勻變速直線運(yùn)動(dòng),體會(huì)數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性。
2.對課程標(biāo)準(zhǔn)的解讀
2.1對知識和技能的要求
本章重點(diǎn):勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
本章難點(diǎn):勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式的推導(dǎo)。
(1)認(rèn)識自由落體運(yùn)動(dòng),知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng);能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡并能分析紙帶上記錄的位移與時(shí)間等運(yùn)動(dòng)信息;初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生觀察、概括的能力。
(2)理解什么叫做自由落體運(yùn)動(dòng),知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng);理解自由落體運(yùn)動(dòng)的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小的不同;掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
(3)理解、掌握勻變速運(yùn)動(dòng)的速度、位移公式,會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)行簡單的分析和計(jì)算。
2.1對過程與方法的要求
(1)通過對落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究,初步學(xué)習(xí)使用控制變量法;
(2)通過對自由落體運(yùn)動(dòng)紙帶的研究,學(xué)會(huì)分析和處理紙帶上記錄的運(yùn)動(dòng)信息;通過學(xué)習(xí)與自由落體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理變化規(guī)律,培養(yǎng)分析、推理能力;
(3)經(jīng)歷由特殊到一般的推理過程,體會(huì)科學(xué)研究方法;
(4)通過解決實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律對實(shí)際生活中的現(xiàn)象進(jìn)行合理分析、解決問題和實(shí)際分析結(jié)果的能力。
四.本章學(xué)情分析
1.對學(xué)生知識的分析
學(xué)生通過對前一章基本概念的學(xué)習(xí),掌握了加速度和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念,弄清了如何用v—t圖象代表勻變速直線運(yùn)動(dòng)。有了這個(gè)基礎(chǔ),學(xué)生再來學(xué)習(xí)這一章并不感到特別吃力,而且本章讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)感受研究物理的過程和方法,“實(shí)驗(yàn)探究”理念滲透在本章各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中,盡管實(shí)驗(yàn)結(jié)果終是由教材直接告知,但這一切均是通過學(xué)生自主探究之后自然而得出的結(jié)論,學(xué)生能充分體驗(yàn)自主學(xué)習(xí)后形成結(jié)論的喜悅。同時(shí)本章教材體現(xiàn)了物理與生活貼近的原則,讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中學(xué)習(xí)物理,大大激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。
2.學(xué)生的思維分析:
高中生學(xué)習(xí)物理常常感到困難,其原因也是多方面的,既有學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)科內(nèi)容上的原因,也有教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法上的原因。從心理分析角度來看,可以認(rèn)為是由于在思維過程中某個(gè)環(huán)節(jié)上出了障礙。因此,從心理傾向和思維規(guī)律入手進(jìn)行具體分析,摸清思維障礙的具體表現(xiàn)及原因,對于提高物理教學(xué)質(zhì)量是十分重要的。根據(jù)對中學(xué)物理教學(xué)的多年觀察和進(jìn)行一些心理檢測,我覺得主要有以下幾方面的障礙。
1.先入為主,錯(cuò)誤的生活經(jīng)驗(yàn)在起作用。學(xué)生是從初二開始學(xué)習(xí)中學(xué)物理的,但在他們學(xué)習(xí)物理之前,已經(jīng)接觸到了大量的物理現(xiàn)象,形成了一些初步的觀念,而其中不少并不反映事物的本質(zhì),但卻形成了一種強(qiáng)烈的心理傾向,這種心理傾向妨礙了正確物理概念的建立。
2.隱蔽因素的忽視和干擾。一個(gè)物理問題的解決,往往是多因素相互作用的結(jié)果,其中有些因素在起著明顯的作用,而有些因素在起著隱蔽的指導(dǎo)或干擾作用。當(dāng)隱蔽的指導(dǎo)因素被忽視或隱蔽的干擾因素在起作用時(shí)都會(huì)形成思維障礙。我們的學(xué)生在做物理習(xí)題時(shí),長期以來習(xí)慣于題目給出的條件正好等于解題時(shí)需要的條件,如果當(dāng)題目給出的條件多于解題需要的條件時(shí),應(yīng)該說解題條件更充分了,但絕大多數(shù)學(xué)生卻反而不會(huì)做了,究其原因就是由于多余因素干擾作用的結(jié)果。
3.改變提問的方式造成的思維混亂。教學(xué)實(shí)踐表明;當(dāng)改變提問題角度的時(shí)候,其問題所涉及到的概念與規(guī)律并不超出原有的知識范圍,但往往就會(huì)帶來心理障礙。
4.抓不住關(guān)鍵環(huán)節(jié)。物理問題的解決總是從初始狀態(tài)出發(fā),經(jīng)過一些中間狀態(tài),后達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。中間狀態(tài)又叫問題空間,解決問題就是對問題空間進(jìn)行搜索,而中間狀態(tài)的搜索就必須抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
5.用數(shù)學(xué)方法代替物理概念。由于物理概念中絕大部分是物理量,即可以定量表達(dá),因而需要既明確物理意義又要掌握定量方法。由于歷的原因,常常把物理量的重點(diǎn)放在定量方法上,很容易形成用定量方法代替物理意義。
五.本章課時(shí)安排和主要課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)及其教學(xué)建議
1.本章課時(shí)安排
1.1單元?jiǎng)澐?BR> 本章可劃分兩個(gè)單元:第一單元 第一節(jié)和第二節(jié),講述自由落體運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律;第二單元 第三節(jié)和第四節(jié),講述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其與實(shí)際生活的應(yīng)用。
1.2課時(shí)安排:
本章共四節(jié),總共用7課時(shí),各節(jié)課時(shí)安排如下:
第一節(jié) 探究自由落體運(yùn)動(dòng) 1課時(shí)
第二節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1課時(shí)
第三節(jié) 從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1課時(shí)
第四節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車行駛安全 1課時(shí)
實(shí)驗(yàn) 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 1課時(shí)
復(fù)習(xí)及習(xí)題處理 2課時(shí)
2. 主要課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)及其教學(xué)建議
2.1《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》三維目標(biāo)
知識與技能:
(1)認(rèn)識自由落體運(yùn)動(dòng),知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)。
(2)了解自古至今人類探索落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過程,培養(yǎng)想象力、邏輯思維能力、科學(xué)探究能力以及對知識的遷移運(yùn)用能力。
(3)能運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、數(shù)字計(jì)時(shí)器及其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡,并能自主分析運(yùn)動(dòng)信息,培養(yǎng)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并用實(shí)驗(yàn)來解決問題的能力。
過程與方法:
(1)運(yùn)用科學(xué)哲學(xué)的認(rèn)識論、方法論建構(gòu)豐富多彩的不同科學(xué)探究模式,滲透學(xué)科思想、學(xué)科思維、學(xué)科方法,提升科學(xué)素養(yǎng)。
(2)通過對落體運(yùn)動(dòng)的自主實(shí)驗(yàn)探究,使學(xué)生對測量性探究方法,從實(shí)驗(yàn)有理、實(shí)驗(yàn)器材的選取和使用、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的采集與處理、得出結(jié)果、分析實(shí)驗(yàn)誤差等,有初步認(rèn)識和感受,學(xué)會(huì)使用控制變量法。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論的興趣,培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。
(2)滲透物理方法的教育,在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型-----自由落體。
(3)通過探究活動(dòng)中實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的不斷超越,培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑權(quán)威,增強(qiáng)創(chuàng)新意識,形成科學(xué)的人生觀和價(jià)值觀。
教學(xué)重點(diǎn):
引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)探究物理問題的科學(xué)思想和研究方法,明確科學(xué)探索的一般步驟,同時(shí)掌握一定的實(shí)驗(yàn)方法,并在探究不同實(shí)驗(yàn)方案過程中提高科學(xué)素養(yǎng)。
教學(xué)難點(diǎn):
1、理解伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的巧妙實(shí)驗(yàn)構(gòu)思。
2、掌握用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、光電計(jì)數(shù)器、DIS傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、頻閃照相、數(shù)碼攝像技術(shù)研究自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方案。
教學(xué)建議:
1、由于學(xué)生受認(rèn)知結(jié)構(gòu)和日常生活經(jīng)驗(yàn)的影響,對下落物體的運(yùn)動(dòng)可能存在著錯(cuò)誤認(rèn)識:重的物體下落得快,輕的物體下落得慢。所以在學(xué)習(xí)的過程中用好書上的兩個(gè)相互對立的結(jié)論,是對學(xué)生頭腦中錯(cuò)誤概念的震撼,也是激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的手段。
2、在教學(xué)中還可以增加新的實(shí)驗(yàn),說明在特定的條件下,質(zhì)量小的物體下落比質(zhì)量大的快,充分說明物體的下落快慢不僅需要考慮重力,還必須考慮其他因素。
3、“玻璃管”實(shí)驗(yàn)建議由老師進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備要充分,確保成功,不能讓學(xué)生產(chǎn)生疑問。
4、通過實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生認(rèn)識如何找出掩蓋在表面現(xiàn)象下的規(guī)律的方法,要注意體現(xiàn)突出主要因素,忽略或排除次要因素的研究思想,加強(qiáng)學(xué)生對自由落體這一理想化運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的認(rèn)識,為后面進(jìn)一步研究作好鋪墊。
5、教師在教學(xué)中要讓學(xué)生初步體會(huì)抽象思維、提出假說、科學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)研究的重要思路和方法,實(shí)驗(yàn)后的思考不急于得出結(jié)論,而是提供學(xué)生進(jìn)一步探究思路和實(shí)驗(yàn)過程的分析,有關(guān)結(jié)論在后面的學(xué)習(xí)中會(huì)與學(xué)生共同得出。
2.2《自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律》三維目標(biāo)
知識與技能:
(1)理解什么是自由落體運(yùn)動(dòng),知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)理解自由落體運(yùn)動(dòng)的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。
(3)掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
過程與方法:
(1)通過對自由落體運(yùn)動(dòng)紙帶的研究,學(xué)會(huì)分析和處理紙帶上記錄的運(yùn)動(dòng)信息。
(2)通過學(xué)習(xí)與自由落體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理變化規(guī)律,培養(yǎng)分析與推理能力。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)經(jīng)歷對自由落體運(yùn)動(dòng)的探究過程,體會(huì)人類對客觀世界發(fā)現(xiàn)之旅的樂趣。
(2)經(jīng)歷對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程,體會(huì)數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性。
教學(xué)重點(diǎn):
自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律
教學(xué)難點(diǎn):
自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
教學(xué)建議:
1、在處理信息的過程中,要引導(dǎo)學(xué)生從已有的知識出發(fā)去思考問題,如用平均速度的概念,分析紙帶給出的信息:物體沿著直線運(yùn)動(dòng),自由落體運(yùn)動(dòng)的速度方向始終不變;相同時(shí)間內(nèi)的位移越來越大,運(yùn)動(dòng)速度越來越大的直觀結(jié)論。然后鼓勵(lì)學(xué)生大膽地進(jìn)行猜想:自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
2、在驗(yàn)證的過程中可以根據(jù)前一章第六節(jié)例題所得的公式為依據(jù),用平均速度乘以時(shí)間,推導(dǎo)出自由落體的位移公式。
3、在交流與討論1中,第1題的目地是讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)“理論探究”的方法在驗(yàn)證猜想的過程中的作用,好在課堂上與學(xué)生一起共同處理教材中所提供的紙帶,使他們體會(huì)自主探究的樂趣,同時(shí)體會(huì)科學(xué)探究的方法;第2題涉及進(jìn)一步的理論探究,對初學(xué)者有一定的難度,教學(xué)中可不要求學(xué)生真正得到結(jié)論,以鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用理論探究進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)的研究學(xué)習(xí)為出發(fā)點(diǎn),為后面得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律打好基礎(chǔ)。
4、關(guān)于重力加速度,教學(xué)中教師主要強(qiáng)調(diào)g是一個(gè)常量,它的大小不僅與位置有關(guān),還與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)、高度有關(guān),可適當(dāng)進(jìn)行介紹。教師可直接告訴學(xué)生g值的大小,同時(shí)應(yīng)指出,粗略計(jì)算時(shí)取g=10m/s2 的目地是為了方便計(jì)算,是一種簡化計(jì)算采用的近似研究的處理。
5、在交流與討論2中,教師可讓學(xué)生計(jì)算在不計(jì)空氣阻力的情況下,雨滴從1.5km高空落到地面瞬間的速度,再引導(dǎo)學(xué)生討論分析計(jì)算結(jié)果,并交流各自的看法,通過分析荒謬的計(jì)算結(jié)果,促使學(xué)生思考在實(shí)際情況中自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的適用條件.
2.3《從自由落體到勻變速直線運(yùn)動(dòng)》三維目標(biāo)
知識與技能:
(1)理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、位移公式。
(2)會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)行簡單的分析和計(jì)算。
過程與方法:
(1)經(jīng)歷由特殊到一般的推理過程,體會(huì)科學(xué)研究方法。
(2)結(jié)合圖象的方法,讓學(xué)生直觀地理解公式的物理意義。
(3)讓學(xué)生自主探討公式的歸類,發(fā)現(xiàn)公式特點(diǎn),并總結(jié)公式的應(yīng)用技巧。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)了解伽利略的研究過程,體會(huì)科學(xué)研究方法。
(2)在探究過程中,培養(yǎng)學(xué)生良好的分析問題、解決問題的習(xí)慣。
教學(xué)重點(diǎn):
1、在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生通過自主觀察發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的習(xí)慣。
2、培養(yǎng)學(xué)生多角度、多途經(jīng)解決問題,開拓學(xué)生多元化解題思路。
教學(xué)難點(diǎn):
掌握各公式的優(yōu)點(diǎn)和不足,靈活運(yùn)用適當(dāng)?shù)墓浇鉀Q適當(dāng)?shù)膯栴}。
教學(xué)建議:
1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)包括速度和位移公式,這兩個(gè)公式要由老師和學(xué)生共同得出。教學(xué)中要充分體現(xiàn)教材的設(shè)計(jì)思想,進(jìn)一步將前一節(jié)的理論探究推廣,這種推導(dǎo)方法學(xué)生容易接受。
2、處理例題時(shí)要讓學(xué)生理解規(guī)律的適用范圍,養(yǎng)成認(rèn)真審題、理解題意進(jìn)而求解的習(xí)慣,引導(dǎo)學(xué)生分析已知、未知條件,養(yǎng)成畫過程示意圖的習(xí)慣,這樣才能選用合理簡潔的公式,提高解題的速度和準(zhǔn)確性。
3、本節(jié)的“交流與討論”中的兩個(gè)問題有利于學(xué)生鞏固勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,明確物理規(guī)律的適用范圍,且有利于培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑和協(xié)作學(xué)習(xí)的好習(xí)慣,一定要引導(dǎo)學(xué)生分析和應(yīng)用。
2.4《勻變速直線運(yùn)動(dòng)與汽車行駛安全》三維目標(biāo)
知識與技能:
(1)根據(jù)文字信息能在頭腦中展現(xiàn)汽車在人體反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的勻速直線運(yùn)動(dòng)和剎車時(shí)間內(nèi)的勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物理情景,建立物理模型。
(2)會(huì)應(yīng)用速度公式: ,位移公式: 和推論 , ,并能結(jié)合汽車的運(yùn)動(dòng)分析解決問題。
過程與方法:
(1)在探究問題的過程中,要培養(yǎng)良好的分析問題、處理問題的習(xí)慣,通過文字信息慢慢品味(注意題目所包含的隱含條件)。
(2)通過對汽車行駛安全與物理學(xué)規(guī)律的探討,理解物理與社會(huì)的關(guān)系。
(3)使學(xué)生通過對實(shí)際問題的分析,掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)培養(yǎng)尊重實(shí)際的態(tài)度,樹立辨證唯物主義觀點(diǎn)。
(2)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析問題、解決問題的能力。
(3)培養(yǎng)學(xué)生樹立牢固的安全意識,關(guān)愛生命。
教學(xué)重點(diǎn):
1、通過對汽車安全行駛問題的研究,進(jìn)一步加強(qiáng)對運(yùn)動(dòng)過程的分析和應(yīng)用規(guī)律的選取。
2、對勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式的選取及物理過程分析。
教學(xué)難點(diǎn):
對勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式的選取及物理過程分析。
教學(xué)建議:
1、本節(jié)書實(shí)際上是對勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)應(yīng)用,要讓學(xué)生做一些簡單的練習(xí)以熟悉公式、理解公式的物理意義,然后循序漸進(jìn),逐步加深運(yùn)用。
2、教學(xué)的過程中注意速度和位移的矢量性、綜合性和選擇性,當(dāng)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),以初速度方向?yàn)檎?,則加速度亦為正值,表示兩者方向相同;當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),以初速度方向?yàn)檎瑒t加速度為負(fù)值,表示兩者方向相反。

