2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系 教学设计-2026-2027学年高一上学期人教版物理必修第一册

该高中物理教学设计聚焦匀变速直线运动的位移与时间关系，课堂导入从匀速直线运动v-t图像面积切入，通过问题链回顾定义、v-t图像及速度公式，搭建上一节速度-时间关系到本节的学习支架。 特色在于融合微元法科学思想，通过实验探究小车位移估算引导学生推导位移公式，体现科学思维的科学推理与模型建构，科学探究的问题与证据。例题推导速度-位移公式强化应用，培养物理观念，小组互评与教师点评提升互动，助力学生科学素养发展，为教师提供结构化教学方案。

2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系 教学设计 课型 新授课（属于物理规律课） 目 标 确 立 依 据 课 标 分 析 课标摘录 理解匀变速直线运动的位移与时间关系的公式，及其简单应用解决有关问题。 课标分解 学生学会什么 上一章学习了描述物体机械运动的几个物理量时间、位移、速度。那么它们在匀变速直线运动中相互之间的联系，上一节学习了速度和时间的关系， 学生怎么学 教师启发引导与探究法相结合，并辅以问题法、练习法、探究讨论法、微分归纳得出匀变速直线运动的位移公式和位移速度公式。通过例题分析，强化对公式 X=t + a 和-=2ax的理解应用。 学生学到什么程度 1. 握匀变速直线运动的位移与时间关系的公式，及其简单应用。 2.培养学生运用数学知识－函数图像的能力。 3.培养学生认真严谨的科学分析问题的品质。 4.从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。 教材分析 1. 本节课的位移和时间的关系那就是匀变速直线运动规律的深入和扩展，再由两者共同推出位移与速度的关系。我们通过匀速直线运动的位移大小等于图线与坐标轴围成的几何图形的面积大小，推导出匀变速直线运动的位移在图像中也会有这样的关系，从而通过求梯形的面积，得到位移与时间的关系。拓展学习，使学生了解无限分割再求和的这种微元法，提高了学生的思维能力和科学探究能力。 学情分析 1.学生在初中已有描述物体机械运动的几个物理量时间、位移、速度。那么它们在匀变速直线运动中相互之间的联系，上一节学习了速度和时间的关系， 2.高一学生好奇心强，积极性、主动性较高，学生对本节匀变速直线运动的位移与时间的关系的探究有着极大兴趣和求知欲。 3.可能遇到困难1、在v-t图像中图线与坐标轴围成的面积表示物体在这段时间内运动的位移。 2.匀变速直线运动的位移与时间的关系 及其灵活应用。 3.运用匀变速直线运动的基本规律求解实际问题。 学习目标 物理观念：理解匀变速直线运动的位移与时间关系的公式，及其简单应用。 科学思维：培养学生运用数学知识－函数图像的能力 科学探究：培养学生认真严谨的科学分析问题的品质 科学态度与责任：从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点 学习重难点 重点： 1.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系 。 2.匀变速直线运动的速度—位移公式的推导及应用。 难点： 1.在v-t图像中图线与坐标轴围成的面积表示物体在这段时间内运动的位移。 2.匀变速直线运动的位移与时间的关系 及其灵活应用。 3.运用匀变速直线运动的基本规律求解实际问题。 教学辅助支持 PPT课件 教学活动设计 教师活动 学生活动 学习评价 环节一：匀速直线运动的位移 由做匀速直线运动物体的 v-t 图像可以看出，在时间 t 内的位移 x 对应图中着色部分的矩形面积。  那么，做匀变速直线运动的物体，在时间 t 内的位移与时间会有怎样的关系？ 回答以下问题。 问题1：什么是匀变速直线运动？ 【问题2】匀变速直线运动的v-t图像如何？ 【问题3】匀变速直线运动的速度与时间的表达式是什么？其中包括哪些矢量？ 答案： 问题1 匀变速直线运动：物体沿着一条直线运动，且加速度保持不变的直线运动。 问题2 v-t图像是一条倾斜的直线。 直线斜率代表加速度，斜率不变说明加速度恒定。 问题3 速度时间公式：v=+at 涉及矢量：末速度v、初速度、加速度a（时间t是标量）。 设计意图说明：结合自己所画的图像，求图线与初、末时刻线和时间轴围成的矩形面积，正好是vt。所以学生能联想到面积和位移。 环节二：匀变速直线运动的位移 【实验探究，得出定律】 在第一节“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到了小车在几个位置的瞬时速度，如下表示： 能否用一种简便的方法估算出实验中小车从位置0到位置5的位移？ 可以用下面的方法估算： X=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1=··· 答案： 把每一小段0.1s内近似看成匀速运动，用该段初速度×时间估算每一小段位移，总位移是各段位移相加。 时间间隔∆t=0.1s 思考与讨论 匀变速直线运动的位移与它的v－t图像，是否也有类似的关系？自己阅读教材37页到38页的思考与讨论，思考：材料中体现了什么科学思想？ 科学思想方法：把过程先微分后再累加(积分)的思想。(无限分割，逐渐逼近) 此思想方法能否应用到v-t图像上？ 结论：匀变速直线运动的位移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示 v—t图像中直线下面的梯形OABC的面积是 S=(OC+AB)XOA/2 把面积及各条线段换成所代表的物理量，上式变成x＝(+v)t/2 把前面已经学过的速度公式v＝+at代入，得到x＝t+a/2 这就是表示匀变速直线运动的位移与时间关系的公式。这个位移公式虽然是在匀加速直线运动的情景下导出的，但也同样适用于匀减速直线运动。 物体做直线运动时，矢量的方向性可以在选定正方向后，用正、负来体现。方向与规定的正方向相同时，矢量取正值，方向与规定的正方向相反时，矢量取负值。一般我们都选物体的运动方向或是初速度的方向为正。 评价1. 评价内容：针对各小组实验过程中学生表现及探究结果。 评价方式：小组互评+教师点评 评价目标及等次： 合格：在教师引导下，小组基本能按实验流程完成任务，得出实验结论。 良好：小组能自主完成求面积，得出结论，但在某些环节细节处理上缺乏考虑。 优秀：小组能自主按实验流程完成实验任务，得出实验结论，同时在某些环节的处理上存在创新思维，实验细节考虑全面。 设计意图说明： 将运动进行分割，在很短时间（∆t）内，将变速直线运动近似为匀速直线运动，利用 x=v t 计算每一段的位移，各段位移之和即为变速运动的位移。 环节三：速度与位移的关系 【辨析概念、深化理解】 问题1[例1]射击时，燃气膨胀推动弹头加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看作匀加速直线运动，设子弹的加速度a=5×m/，枪筒长x=0.64m，求子弹射出枪口时的速度。 在此问题中，时间 t 只是一个中间量，因此要分步解决，能不能用一个不含时间的公式直接解决呢？ 答案： 已知 初速度 =0，a=5× m/，位移 x=0.64m，求末速度v。 选用不含时间的匀变速公式： -=2ax 初速度=0，则 = 2ax =2×5× ×0.64 =6.4× v= v=800 m/s 答：子弹射出枪口速度为800 m/s。 评价2. 评价内容：用数学计算办法推出公式。 评价方式：小组互评+教师点评 设计意图说明：通过学生匀变速直线运动的速度与位移的关系式。如果在所研究的问题中，已知量和未知量都不涉及时间，利用这个公式求解，往往会更简便。 板书设计 2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系 学科网（北京）股份有限公司 $