1.2匀变速直线运动（1）（教案）-人教版《物理（通用类）》【上好课】

人教版《物理（通用类）》 第一单元 运动和力 1.2 匀变速直线运动（1） 授课班级 授课类型 新授课 授课教师 教学时长 1课时（45分钟） 教材分析 本课承接速度、瞬时速度和单位换算的学习。从摩托车与自行车启动的比较引入加速度，说明速度变化快慢、方向和单位，再由相等时间内相同的速度变化建立匀变速直线运动模型，推导速度公式，并用数据和速度—时间图像表达运动规律。加速度把速度的变化与所用时间联系起来，是定量研究变速运动的关键；速度公式和图像为后续位移计算及自由落体运动奠定基础。 学情分析 学生熟悉车辆启动与刹车，能进行简单代数运算及速度单位换算，但易把速度大等同于加速度大，把加速度为负等同于运动方向为负，或遗漏正方向的约定。读取坐标和描点有一定基础，需通过数据差值、生活类比和图像端点，建立速度、速度变化量、速度变化快慢之间的区别。 教学目标 1．理解加速度的定义、方向和单位，知道匀变速直线运动的条件，能写出速度公式并说明各量及适用条件。 2．能先选正方向再用加速度定义式或速度公式计算，依据速度—时间数据描点、读图并说明图像斜率的物理意义。 3．通过身高增长类比及交通运动案例，依据数据和模型条件作判断，能解释同伴的错误，形成重视单位、方向与证据的表达习惯。 教学重难点 重点：加速度的物理意义、方向和单位；匀变速直线运动的速度公式及速度—时间图像。 难点：区分速度、速度变化量和加速度；统一正方向与加速度符号；由图像变化判断运动性质。 教学方法 情境比较、比值法讲解、教材原例分析、数据描点、同伴交流、即时检测与归纳。 课前准备 教师准备：教材、演示课件。 学生准备：教材、笔记本。 教学环节设计 教学环节 教学内容 设计意图 教学导入 【教材情境】沿直线行驶的摩托车和自行车启动时，摩托车经过2.5 s速度由0增加到5 m/s，自行车经过10 s速度也由0增加到5 m/s。学生观察图1-2-1，分别指出两车的初速度、末速度和所用时间。 【问题1】它们的速度变化量是否相同？哪辆车的速度变化更快，依据是什么？ 答案：相同，均增加5 m/s；摩托车变化更快，同样的速度变化所用时间更短。 解析：学生先独立判断，再交流依据。教师归纳：速度相同或速度变化量相同，并不能说明速度变化快慢相同，需要把变化量与所用时间联系起来。 【引出新知】本课用加速度描述速度变化快慢，再研究加速度恒定时的速度规律。 比较相同速度变化量与不同所用时间，促使学生发现原有速度概念的不足，从真实运动数据提出描述变化快慢的学习需求。 新知讲授 一、加速度 【教材定义】速度的变化量与发生这个变化所用时间的比值叫作物体运动的加速度。 【教材公式】。 【符号与物理意义】初速度为，经过时间后的末速度为，加速度为。加速度表示速度变化快慢，不表示运动本身的快慢。本课研究加速度恒定的直线运动，用该式求加速度。 【教材结论】加速度是矢量，方向与速度变化量的方向相同。国际单位制单位为或，读作米每二次方秒。 【方向规定】取初速度方向为正方向，在运动方向未改变的直线运动中，速度增大时加速度为正，与初速度同向；速度减小时加速度为负，与初速度反向。 【教材结论】加速度等于0，表示速度不变化，物体做匀速直线运动或处于静止状态。 【教材情境分析】按图1-2-1的原数据，分别计算摩托车与自行车启动过程中的加速度。 答案：摩托车；自行车。 解析：以各车前进方向为正，两车加速度都为正。摩托车单位时间内速度增加得更多，速度变化更快。 【教材图示】图1-2-2：在同一运动直线上，匀加速时加速度箭头与初速度箭头同向，匀减速时二者反向；箭头表示方向，不用箭头长度直接比较速度与加速度。 【教材表1-2-1】加速度近似值（单位）：子弹在枪筒内，跳伞者着陆−25，汽车急刹车−5；赛车起步4.5，汽车起步2，高铁起步0.35。正负表示按选定方向作出的方向判断，比较变化快慢看加速度大小。 【教材例题1】一辆汽车遇到情况紧急刹车，经过2 s速度从10 m/s减小为0，汽车停止运动。求汽车刹车过程中的加速度。 答案：；大小为，方向与初速度方向相反。 解析：已知初速度10 m/s、末速度0、时间2 s，求加速度。取初速度方向为正，代入定义式；负号说明方向，不表示加速度大小为负。 【易错辨析】“速度很大，加速度一定很大”不正确。高速匀速运动的物体速度不变，加速度仍为0；判断加速度要看单位时间内速度的变化。 【即时练习1·教师原创】小车沿直线运动，4 s内速度由2 m/s增大到10 m/s。取初速度方向为正，求加速度并说明方向。 答案：，方向与初速度同向。 解析：先求速度变化量8 m/s，再除以4 s；不能把末速度直接除以时间。 【即时练习2·教师原创】甲车以20 m/s匀速行驶，乙车沿直线在2 s内由4 m/s加速到10 m/s。哪辆车在所述阶段的加速度更大？ 答案：乙车；甲车加速度为0，乙车。 解析：甲车速度较大，但不发生变化；速度大与速度变化快不是同一件事。 【教师归纳】比较运动快慢看速度，比较速度变化快慢看加速度；计算先选正方向，再求速度变化量。 二、匀变速直线运动及速度公式 【教材定义】在变速直线运动中，如果在任意相等的时间内速度的变化量相同，即运动的加速度恒定不变，这种运动叫作匀变速直线运动。 【教材概念】速度逐渐增大的匀变速直线运动叫匀加速直线运动，加速度与初速度同向；速度逐渐减小的叫匀减速直线运动，加速度与初速度反向。 【教材原例】自行车沿平直下坡路行驶，速度先为3 m/s，经过1 s为5 m/s，再过1 s为7 m/s；每1 s增加2 m/s，可近似看作匀变速直线运动。车辆刚起步或刹车的一段时间、滑板沿斜面上升或下降、重物竖直下落等，在合适条件下也可采用这一模型。 【教材原例】一列火车原来以10.0 m/s的速度匀速行驶，后来改做匀加速直线运动，加速度为。它改做匀加速直线运动后的第1 s末、第2 s末、第3 s末……速度分别是多大？ 答案：第1 s末； 答案：第2 s末； 答案：第3 s末。 解析：取前进方向为正，每1 s速度增加0.2 m/s，末速度等于初速度加上这段时间的速度变化量。 【教材公式】匀变速直线运动的速度公式为；从静止开始时，简化为。 【公式讲解】时间从开始研究运动的时刻计起；各速度采用同一正方向，速度单位为m/s，时间为s，加速度为。由加速度定义式移项得到速度公式，适用于加速度恒定的直线运动。 【教材例题2】火车通过铁桥需要提前减速，一列以72 km/h的速度行驶的火车，在到达铁桥前90 s开始减速，加速度的大小是，求火车到达铁桥时的速度。 答案：；方向仍沿原行驶方向。 解析：已知初速度72 km/h=20 m/s，时间90 s，求末速度。取初速度方向为正，加速度为；结果为正，表明火车尚未改变运动方向。 【即时练习3·教师原创】传送小车沿直线由静止开始做匀加速运动，加速度为。求5 s末的速度。 答案：。 解析：已知初速度为0，取运动方向为正，满足加速度恒定条件，可用静止起步的简化公式。 【即时练习4·教师原创】小车沿直线运动，0、1、2、3 s末的速度依次为2、4、7、11 m/s。能否据此认为小车做匀变速直线运动？ 答案：不能。相等的1 s内速度分别增加2、3、4 m/s，不相同。 解析：匀变速要求任意相等时间内速度变化量相同，不能只看到速度一直增加就判定。 【教师归纳】匀变速的“匀”是加速度恒定，不是速度恒定；使用速度公式时必须统一单位、方向和时间起点。 三、速度—时间图像 【教材结论】匀变速直线运动的速度—时间图像是倾斜直线，斜率表示加速度；图像通过原点表示初速度为0。 【教材表1-2-2】时间t（s）：0、1、2、3、4、5；对应速度v（m/s）：0、5、10、15、20、25。 【教材图1-2-3任务】学生以时间t为横轴、速度v为纵轴，标注单位，按表中数据描点并连线；画出通过（0 s，0 m/s）和（5 s，25 m/s）的直线。教师用原图核对坐标和直线形态。 【教材图像分析】图1-2-3的直线通过原点说明什么？任选两个数据点求斜率，并说出物理意义。 答案：初速度为0；，表示每秒速度增加5 m/s。 解析：横坐标是时间，纵坐标是速度；纵坐标变化量与横坐标变化量之比对应加速度，图线不是运动轨迹。 【即时练习5·教师原创】小车的速度—时间图像是一条连接（0 s，3 m/s）和（4 s，11 m/s）的直线。读出初速度、4 s末速度和加速度。 答案：初速度3 m/s，末速度11 m/s；。 解析：先看纵轴截距和指定时刻的纵坐标，再用两点求斜率。 【即时练习6·教师原创】取向右为正方向，小车的速度—时间图线从（0 s，8 m/s）直线下降到（4 s，4 m/s）。这段时间小车向哪边运动？是加速还是减速？加速度是多少？ 答案：向右做匀减速直线运动；。 解析：速度始终为正，运动方向向右；直线斜率为负，加速度向左，与速度方向相反。 【教师归纳】纵坐标读速度，纵轴截距读初速度，斜率读加速度；不能把向下倾斜误读为向后运动。 按加速度、匀变速条件、公式与图像的依赖关系推进，用原例与短检测连接数量、方向和表征，及时暴露混淆与符号错误。 课堂背诵 1．请完整说出加速度的定义，并说明它表示什么。 答案：速度的变化量与发生这个变化所用时间的比值叫作物体运动的加速度；表示速度变化快慢。 2．加速度是矢量还是标量？它的方向与什么方向相同？国际单位制单位是什么？ 答案：矢量；与速度变化量方向相同；，读作米每二次方秒。 3．加速度为0时，物体的速度怎样？物体可能处于哪两种状态？ 答案：速度不变化；匀速直线运动或静止。 4．请完整说出匀变速直线运动的定义。 答案：在变速直线运动中，任意相等时间内速度变化量相同，即加速度恒定不变的运动。 5．写出匀变速直线运动的速度公式、静止起步时的简化公式，并说明适用条件。 答案：；；适用于加速度恒定的直线运动，后式还要求初速度为0。 6．匀变速直线运动的速度—时间图像是什么形状？纵轴截距和斜率分别表示什么？ 答案：倾斜直线；纵轴截距表示初速度，斜率表示加速度。 以完整复述和关键要素提问巩固定义、方向、单位与公式条件，帮助学生准确表达，避免只记符号而不理解物理意义。 师生互动 【活动方式】同桌先独立填写结论，再互相解释判断依据；教师抽取不同理由进行纠错和归纳。 【任务1·教材探究】弟弟1年内身高由1.20 m增长到1.50 m。哥哥2年内身高由1.50 m增长到1.80 m。兄弟俩的身高、身高增长量和身高增长的快慢相同吗？将身高、身高增长量、身高增长的快慢和速度、速度的变化量、速度变化的快慢进行类比，与同学们讨论并总结你的收获。 答案：身高不同，增长量相同，均为0.30 m；弟弟每年平均增长0.30 m，哥哥每年平均增长0.15 m，弟弟增长更快。 解析：身高对应速度，增长量对应速度变化量，增长快慢对应加速度所表示的变化快慢。教师归纳：量本身、变化量、变化快慢应分别比较。 【教材图1-2-4可绘制说明】横轴时间t（s），纵轴速度v（m/s）。AB从A（0，4）出发，每过1 s速度增加1 m/s；CD从C（0，12）下降到D（6，0），每过1 s速度减少2 m/s。按教材原图展示，两线在约2.7 s处相交。 【任务2·教材探究】线段AB表示匀加速运动，初速度是多大？t＝4 s时，速度v是多大？加速度是多大？ 答案：初速度4 m/s；4 s末8 m/s；。 解析：由纵轴截距读初速度，由指定时刻读末速度，再求斜率。学生在原图标出两个点并向同桌说明。 【任务3·教材探究】线段CD表示什么运动？它的初速度是多大？加速度的大小与方向如何？t＝6 s以后物体怎样运动？ 答案：0—6 s做匀减速直线运动；初速度12 m/s；，大小为，与初速度反向；6 s末速度为0。 解析：图线只给出到6 s末的数据，之后的状态不能仅据这段图线唯一确定；若此后速度保持0，则静止；若相同加速度继续作用，则反向加速。教师归纳：先读已知时段，再明确延续假设。 【任务4·教材探究】如果两物体是从同一位置开始运动，图中交点是什么意思？ 答案：交点表示同一时刻两物体的速度相同，不直接表示它们的位置相同。 解析：速度—时间图像的交点对应相同时间与速度，不能把它当成位置—时间图像的交点。教师归纳：读图结论必须对应横、纵轴的物理量。 借身高增长类比区分量及其变化率，再由教材图像交流证据与条件，促进同伴解释和纠错，形成有依据的判断。 课堂练习 1．【教师原创】关于速度和加速度，下列说法正确的是（　）。 A．速度越大，加速度一定越大 B．速度变化量越大，加速度一定越大 C．加速度越大，速度变化越快 D．加速度为0，物体一定静止 答案：C。 解析：加速度反映速度变化快慢；速度或速度变化量单独都不能决定加速度大小。加速度为0也可能做匀速运动。 2．【教师原创】取初速度方向为正，汽车沿直线减速但尚未停下，此时（　）。 A．速度为负，加速度为正 B．速度为正，加速度为负 C．速度和加速度都为正 D．速度和加速度都为负 答案：B。 解析：汽车速度仍沿正方向，速度变化量沿反方向，加速度为负；负加速度不等于负速度。 3．【教师原创】某小车的加速度为，且保持不变。以运动方向为正，速度每2 s增加________ m/s；这种运动属于________直线运动。 答案：1.0；匀加速。 解析：加速度表示每秒速度增加0.5 m/s，因此2 s增加1.0 m/s；其加速度恒定且与速度同向。 4．【教师原创】一个物体的速度—时间图线为倾斜直线，纵轴截距为6 m/s，经过（3 s，0 m/s）。它的初速度是________，加速度是________；3 s末速度是________。 答案：6 m/s；；0。 解析：斜率。负斜率说明加速度方向与初速度方向相反。 5．【教师原创】电动小车以3.0 m/s的速度向东运动，随后做加速度为的匀加速直线运动。求4.0 s末的速度，并说明方向。 答案：，方向向东。 解析：已知初速度、加速度和时间，求末速度。取向东为正，运动符合匀变速直线运动条件，代入速度公式并保留单位。 6．【教师原创】小组记录同一直线上小车0、2、4、6 s末的速度分别为12、9、6、3 m/s。判断这些数据是否符合匀变速直线运动，求加速度，并预测在同一运动规律保持时8 s末的速度。 答案：数据符合匀减速直线运动；；。 解析：已知等间隔2 s的速度均减少3 m/s，求加速度与末速度。取初速度方向为正，按加速度不变预测8 s末恰好停止。离散数据只能说明相容，不能排除测量点之间更复杂的变化。 组合概念、符号、图像和数据预测任务，检查能否在新情境中选用模型与公式，并通过解析纠正单位及方向方面的典型错误。 课堂小结 核心知识： 加速度：，表示速度变化快慢，方向与速度变化量同向，单位。 匀变速直线运动：任意相等时间内速度变化量相同，加速度恒定；加速度与速度同向时加速、反向时减速。 速度公式：；从静止开始为，统一单位、正方向和时间起点。 速度—时间图像：纵轴截距表示初速度，倾斜直线斜率表示加速度，图线不是运动轨迹。 回应导入：两车速度变化量相同，但所用时间不同，因此加速度不同；速度大、变化量大都不能直接推出加速度大。 沿物理意义、模型条件、速度规律和图像表征归纳，回应两车启动问题，突出变化量与变化快慢的区别，为位移学习建立联系。 作业布置 1．复习本节课的知识点； 2．完成课后练习； 3．整理笔记和易错题。 教学反思 ①目标达成与参与：课后结合个体计算、背诵和描点交流，记录能否区分速度与加速度、说明符号并准确读图，不以齐答代替个人证据。 ②典型问题：重点观察末速度直接除以时间、减速时遗漏负号、混用km/h与m/s，以及将图线交点当作相遇等错误。 ③原因分析：据学生列式和解释，区分变化量识别不足、方向约定不明确、单位转换遗忘及坐标物理意义混淆等原因。 ④改进措施：下一课时先用等时间速度数据和两点斜率作短检测，确认速度规律后，引导学生比较运动时间内的位移并学习位移公式。 学科网（北京）股份有限公司 $