下载文档原格式
1.6 用图像描述直线运动突破思路学生最难理解的是图象和物体具体运动的对应关系．教学中要双管齐下：先引导学生探讨怎样把一个具体的运动用图象表示出来，然后再针对具体的图象探讨究竟表示了什么样的运动．从作图、看图、用图各方面引导学生掌握图象的意义．作图时要学会用实验数据、建立合适的坐标系、用描点法绘图．看图时，首先要看纵、横坐标的物理量符号，弄清所表示的是哪两个量之间的关系，再看物理量的单位和标度，搞清每个坐标小格代表的量是多少，然后才看图象的形状，根据它的特点和变化分析其含义．有些图象的形状相同或相似，但由于纵、横坐标代表的物理量不同，则图象的含义也不同．图象的截距往往反映物理过程中的某些特定状态，如匀变速直线运动的速度图线与纵轴的截距表示物体运动的初速度．物理图象的斜率有一定的物理意义，如位移一时间图象的斜率表示物体运动的速度，速度一时间图象的斜率表示物体的加速度．一般规定横轴上方的“面积”为正，下方为负．无论该“面积”表示的是矢量还是标量，都应取代数和．用这种图象的“面积”解决变量问题很有效，分析复杂的运动过程常利用它．本节教学主要是认识图象的意义，学会看图和画很简单的s－t图和v－t图，对两种图象之间的转换暂不要涉及．学生的数学知识可能跟不上，教师要注意事先补充一些平面解析几何的知识，如斜率、截距等．规律总结1．弄清纵、横坐标所代表的物理意义．对于函数图象，首先要看纵、横坐标的物理量符号，弄清所表示的是哪两个量之间的关系，再看物理量的单位和标度，搞清每小格代表的量是多少，然后才看图象的形状，根据它的特点和变化分析其含义．有些图象的形状相同或相似，但由于纵、横坐标代表的物理量不同，则图象的含义也完全不同．2．图象的几个观察点．（1）图象的交点两图象相交，有一组状态量同时适合所描述的两个不同对象．例如图1－15中所示，若是位移图象，两图线的交点表示两物体相遇．若是速度图象，且甲、乙两物体同时同地运动，两图线的交点表示某时刻两物体有相同的速度，但不是相遇，而恰恰此时两物体相距最远．（2）图象的截距纵横截距往往反映物理过程中的某些特定状态，如匀变速运动的速度图线与纵轴的截距表示物体运动的初速度．（3）图象的斜率物理图象的斜率有一定的物理意义，如位移一时间图象的斜率表示物体运动的速度，速度一时间图象的斜率表示物体的加速度．（4）图象的“面积”一般规定横轴上方的“面积”为正，下方的“面积”为负，无论该“面积”表示的是矢量还是标量，都应取代数和．用这种图象的“面积”解决变量问题很有效，分析复杂的运动过程常利用它．3．物理图象常见考查方式——图象变换考试中最常见的形式就是用图象变换考查学生掌握知识的程度．这里主要有位移一时间图象和速度一时间图象之间的变换，在处理这类问题时，首先要读懂已知图象表示的物理规律或物理过程，然后再根据所求图象与已知图象间的联系，进行图象间的变换．不过，图象变换的能力不可能靠这一节课培养，需要在今后的学习中不断练习深入．相关链接____实验数据的处理和分析（图象法）图象可以反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系．它可以将测量结果取平均值，可以由图象直接求出待测量．描绘图象的要求是：1．根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量．坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位．2．坐标轴的标度的选择应合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映．为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零，也可以不是零．坐标的标度值一般不必用有效数字表示，只要写明1、1.5、2、2.5……即可，不必写成1.00，1.50，2.00……坐标轴的分度的估读数，应与测量值的估读数（即有效数字的末位）相对应．3．根据测量所得数据，在图中标出坐标点．如同一坐标图上要描几条曲线，应分50用不同的符号，如“×”．”“⊙”加以区别．4．借助直尺或曲线板将图中的坐标点连成直线、折线或光滑曲线．注意并非所有的点都必须落在曲线上，但在线外的点应比较均匀地分布在线的两侧．个别偏差过大的点可以舍去或重新测量进行核对．5．如要求计算直线的斜率，可以取直线上相隔较远的两点，不一定取由实验测出的用以描绘直线的数据点．6．如果所研究的两个物理量不是成正比关系，可以变换坐标使其成为线性关系，从而得到一条直线．思维过程一、位移一时间图象1．在匀速直线运动中，位移s跟发生这段位移所用的时间t成正比．2．用图象表示位移和时间的关系．在平面直角坐标系中纵轴表示位移s，横轴表示时间t，s－t图象如图1－5所示．可见匀速直线运动的位移和时间的关系图象是一条倾斜直线，这种图象叫做位移一时间图象（s－t图象）．图象的含义：①表明在匀速直线运动中，s与t成正比．②图象上任一点的横坐标表示运动的时间，对应的纵坐标表示位移．③图象的斜率k＝△s/△t＝ ．【例1】判断下列位移一时间图象中物体如何运动．图1—6解析：（1）物体先静止一段时间，再做匀速直线运动．（2）物体先做匀速直线运动，静止一段时间后再反方向做匀速直线运动，且反方向的匀速直线运动的速率大．另外，当物体做变速直线运动时（物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移不相等，这种运动就叫做变速直线运动．例如飞机起飞、火车进站等），变速直线运动的位移一时间图象不是直线而是曲线（如图1－7）．二、速度一时间图象1．匀速直线运动的速度一时间图象从速度一时间图象这个叫法看，是速度与时间的关系图象，以t轴为横轴，v轴为纵轴，建立坐标系．而匀速直线运动的速度v不随时间变化，只能是与t轴平行的直线．从图象中可获得：（1）速度的大小、方向（2）从s＝vt可获得：边长为v和t所围成的矩形的面积，就是物体在时间t内的位移．（即图中的斜线阴影部分）2．匀变速直线运动特征匀变速直线运动：在变速直线运动中，如果在相等时间内速度的改变相等．这种运动叫做匀变速直线运动．（1）匀加速直线运动：在变速直线运动中，如果速度随时间均匀增加，称为匀加速直线运动．如汽车的启动、飞机的起飞、石块的自由下落、滑块沿斜面加速下滑等可近似认为是匀加速直线运动．（2）匀减速直线运动：在变速直线运动中，如果速度随时间均匀减小，称为匀减速直线运动．如汽车刹车、飞机降落、石块上抛、滑块沿斜面上滑等可近似认为是匀减速直线运动．3．匀加速直线运动的图象对汽车的启动，通过速度计记下每隔5s各时刻的速度，列表如下，可作出如图的速度图象。
用图象描述直线运动明确目标知识与技能：1.理解加速知道什么是速度时间-图象以及如何用图象来表示速度与时间的关系。
2.知道匀速直线运动和匀变速直线运动的v-t图象的物理意义，能用v-t图象来表示物体的运动规律。
过程与方法：体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法情感态度与价值观：1．通过解决一些问题，而向复杂问题过渡，使学生养成一种良好的学习方法．2．通过师生平等的情感交流，培养学生的审美情感．重点难点重点： v-t图难点：用v-t图象推知物体的运动情况课型□讲授□习题□复习□讨论□其它教学内容设计师生活动设计知识点3 匀变速直线运动的速度图象新知探究某物体做匀变速直线运动，其速度随时间的变化如下表所示：t/s 0 1 2 3 4 5 6v/m/s2 4 6 8 10 12 14（1）在图1-6-12中已经建立了坐标轴，横轴表示__________，纵轴表示____________。
（2）请利用上表的数据，把时间和速度一一对应的点标在坐标图上，并把这些点用一光滑的曲线连起来。
（3）描出来的图象是一条_________，形象地表示了该物体的_______随______变化的关系。
（4）利用图象可以直接读出物体在1.5s时的速度为_________，4.3s时的速度为________，图象与纵轴的截距表示物体的________，大小为_________，该直线的斜率表示物体的_________，大小为______________。
（5）该图象的函数表达式为：______________________。
重点归纳学生思考完成图匀变速直线运动的速度-时间图像 由加速度公式可得：at v v t v v a t t +=⇒-=00，与数学方程式y=kx+b 对比分析可得匀变速直线运动的速度-时间图像的特点： ①匀加速直线运动 v —t 图是 v t =v 0+at 的反映；②通过 v —t 图，可以读出物体在任意时刻运动的速度（大小、方向），算出任意时间内速度的改变量，0v v v t -=∆，v —t 图中图线位于t轴上方，表明物体速度为正，即运动方向与选定的正方向一致；图线位于t 轴下方，表明物体速度为负，速度方向则为反方向。
用图象描述直线运动明确目标知识与技能：知道直线运动的位移图像过程与方法：体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法情感态度与价值观：1、认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生热爱自然、勇于探索的精神。
2、渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。
重点难点重点：s-t图难点：用s-t图象推知物体的运动情况课型□讲授□习题□复习□讨论□其它教学内容设计师生活动设计知识点1匀速直线运动的位移图象新知探究“龟兔赛跑”这则寓言故事早已妇孺皆知了。
兔子先快跑了一段，然后看到乌龟没有追上来，就躺在树下睡起了大觉。
此时，乌龟一直在努力向前跑，兔子醒来一看，乌龟此时已经快到终点了，它便快速跑到终点，但最后还是乌龟胜利了。
（1）某同学根据“龟兔赛跑”的故事用图象描述了兔子和乌龟的直线运动过程，如图1-6-5所示，则该图象描述的是兔子和乌龟__________随________变化的图象。
（2）从图可知，_______时刻乌龟出发，做_____________运动，_______时刻兔子出发，先做___________运动，______到_______时刻，兔子睡了一大觉，位移没有发生变化，_____时刻，乌龟最先达到终点S m。
（3）在一个直角坐标系中，用横坐标表示，用纵坐标表示物体的，再将物体做匀速直线运动时的数据在坐标系中描点。
由这些点所得到的图象表示物体位移与时间的关系，称为位移—时间图象（s-t 图象）(4) 描述物体运动的的规律。
位移图象不是物体的运动轨迹。
物体做直线运动，其位移图象可能是曲线。
重点归纳学生思考完成t2 t3 t4 图1-6-5匀速直线运动的位移-时间图像的特点1．s=vt，显然匀速直线运动 s—t 图是s=vt的反映；2．通过s—t 图可以直接读出运动过程中对应时刻物体的位置：即对应在s轴上的读数；算出某段时间的位移：S=S末—S初3． s—t 图中直线的斜率表示匀速直线运动的速度。
《用图像描述直线运动》一、教材分析本节内容是必修1第一章第6节，本节的目的是运用前面所学的知识初步描述物体的运动情况。
本节提供了一个理想化的数据表，从学生已有的数学知识出发，引导学生复习数学知识的过程中，将数学图像知识迁移到具体的物理情景中，借助数学的图像方法，学习如何将直线运动的数据用图像方法直观描述出来。
了解如何用图像描述匀速直线运动的s - t图像和v - t图像。
其次图像中还隐含着一些能表示或描述物理意义的特征，如图像中线段与坐标轴所围成的面积。
通过本节的学习让学生理解图像中最基本的描述形式，可对深层次的描述如图像中的“面积”与位移的关系，则采用先让学生通过匀速直线运动v - t图像的计算结果与公式的计算结果一致，达到初步建立相关的联系。
而在第二章学习过匀变速直线运动规律后，在引导学生理解匀变速直线运动v - t图像中同样有相关的结论，进而推广到所有图像，到达能真正理解用图像描述物理现象的过程。
学会图像之后，联系实际，加以利用。
二、教学策略1、在教学中，秉承从生活走向物理，从物理走向社会的课程理念。
通过一些典型的、学生非常熟悉的，不一定是物理方面的图像，使学生对图像的作用有更多、更深入的了解，激发学生的学习兴趣和和产生渴望用图像描述直线运动的学习动机。
从而引出物体运动图像，用数据记录表建立坐标图来说明：提出问题，学生思考回答。
2、结合学生切身体验，建立物理感性认识，激发学生的求知欲。
同时，，采取以“启发式”为指导思想，以学生为主体，以问题为中心，以教师为引导，充分调动学生的积极性，让学生明白物理图像的坐标代表不同的物理意义，培养学生的自主学习能力。
3、从简单入手，逐步深入，从一次函数方程式中的比例系数和直线线段的倾斜程度来说明，，这是学生的难点，在这点上要放慢教学节奏，给学生足够的时间思考，让他们理解图像中所体现出的间接关系。
4、利用身边的物理现象，拉近物理与生活的距离，通过用s - t图像和v - t图像描述物体运动的情况，让学生认识到物理图像在研究物理问题中的直观、便捷作用。
用图象描述直线运动第二课时教学设计一、教材分析及设计思路本节内容是粤教版教材第一章第六节内容，前面几节分别学习了位移、速度及加速度的概念。
本节课的任务是要求学生会根据物体的运动情境，描述物体的运动图象；根据物体的运动图象，能还原物体的运动情境。
课程标准要求，学生会用图像描述匀变速直线运动，从而认识图像法在研究物理问题中的作用。
教材的处理方面：第一节课，主要学习匀速直线运动的位移、速度公式，初步学习根据物理情境描绘物理运动图象，读懂匀速直线运动图象中的点、线、面及截距的意义。
第二节课主要解决匀变速直线运动中位移、速度及加速度的图象意义。
本节课定位及设计思路：主要解决第二课时问题，让学生体会根据真实物理运动情境描点画出物体的速度图象；根据学生自己画出的图象反过来学会读懂匀变速直线运动速度图象中的点、线、面及截距的意义。
再利用速度图象类比分析位移、加速度图象，做到触类旁通。
二、学情分析学生通过前几节课的学习，已经掌握了速度、位移及加速度的概念，知道了矢量与标量的不同。
特别是上一课的学习，已经会用图象描绘匀速直线运动，能读懂匀速直线运动图象中点、线、面及截距的意义。
三、教学目标知识技能：会根据物理运动情境描绘物体的运动图象，读懂匀变速直线运动图象中点、线、面及截距的意义。
能根据速度图象，类比读懂匀变速直线运动的位移图象、加速度图象中的点、线、面及截距的意义。
过程方法：通过实际的物理情境描点来绘制匀变速直线运动的图象，体会根据物理情境来描绘速度图象。
通过对已经绘制的速度图象来分析图象中点、线、面及斜率、截距的物理意义，类比推广到位移图象、加速度图象。
情感态度及价值观：通过同学间讨论电梯运动的速度图象，培养学生间的合作、求真精神，感受图象描述物体运动的优越性。
四、教学重点根据物体的运动情境，描绘匀变速直线运动的速度图象，读懂匀变速直线运动图象中点、线、面、斜率及截距的物理意义。
五、教学难点根据匀变速直线运动的速度图象，类比读懂位移图象、加速度图象中点、线、面、斜率及截距的意义。
用图像描述直线运动学习目标:1.明白直线运动的位移图像2.明白什么是速度时刻-图象和如何用图象来表示速度与时刻的关系。
3. 明白匀速直线运动和匀变速直线运动的v-t图象的物理意义，能用v-t图象来表示物体的运动规律。
4. 明白什么是匀变速直线运动和非匀变速运动。
5. 能正确区分s-t图象和v-t图象。
学习重点: v-t图学习难点: 用v-t图象推知物体的运动情形主要内容:一、匀速直线运动一、匀速直线运动用投影片出示图表并要求学生回答，在误差允许的范围内，每相等的时刻内位移有什么特点？这是一辆汽车在平直公路上的运动情形，它的运动有何特点？学生分析后回答：在误差允许的范围内，每秒内的位移为50m，每5s内的位移为100m，每10s内的位移为200m……任意相等的时刻内位移都相等。
师：对，这种在任意相等的时刻内位移都相等的运动，叫匀速直线运动。
板书：匀速直线运动。
2、位移——时刻图像师：请同学以上面图表所给出的数据，以横轴为（t）轴，纵轴为位移（s）轴，用描点法作图，看是一个什么样的图像，s与t存在一个什么函数关系？教师边看边指导，然后把同学所画的图像在投影仪（实物）上打出分析：学生：能够看出几个点几乎都在过圆点的一条直线上。
教师：同窗们与咱们在初中学过的一次函数y＝kx对照，s与t有什么函数关系？学生：s与t成正比。
师：对，这就是匀速直线运动的位移——时刻图像。
物理量之间的关系能够用公式来表示，也能够用图像来表示，利用图像能够比较方便地处置实验（或观测）结果，找出事物的转变规律。
以后咱们还会碰到更多的用图像来处置物理量之间的转变规律，所以，此刻咱们就要重视图像的学生。
3、巩固性训练（出示投影片）（1）请同学们看图，说出各图像表示的运动进程和物理意义。
（2）师生共评：在甲图中，0时刻即开始记时，已经有了位移s1；AB段表示物体作匀速直线运动，s与t成正比，t1时刻，位移为s2；BC段表示s没有转变，即物体处于静止状态。
用图像描述直线运动【教材分析和教学建议】本节内容是第一章的最后一节，学生已经学习了描述物体运动的几个基本物理量，在这些物理量的学习过程中，有些物理量对他们来说有一定的难度，比如加速度的概念。
教材的本节内容编写得比较简明扼要，好在教材中提供了理想化的标准坐标纸，能让学生探究的形式描述直线运动的图象，获取相关的信息，同时探究隐含的物理意义通过数学基本函数与物理公式相结合的方法突破，通过小动画激发学生的兴趣，让学生有效地将数学知识迁移到物理学习中来，体会图象中的物理情景，从而使物理知识形象化来降低学习难度。
【学生基本情况分析】学生在初中时学的科学科目，现高中有三门科目物、化、生，因此他们的观念还没有完全转变过来，停留在初中与高中之间，再者学生的学习能力、处理具体问题能力和成绩差异很大；另一方面必要数学知识还未学习到，所以在高中物理学习中还要初步学习这些知识；好在学生有一定物理的兴趣、探究科学的精神，能积极地思考探究物理情景【教学目标】1．知识与技能（1）根据二维数据记录表建立物理平面坐标图.理解物理图象与数学图象之间的关系.（2）能用图象描述匀速直线运动的“位移-时间”、“速度-时间”的关系和匀变速直线运动的“速度-时间”的关系。
（3）知道v-t图象的物理含义，能从图象中获取有用的信息。
2．过程与方法（1）根据一个理想化的数据表，从学生已有的的数学知识出发，将数学图像迁移到具体的物理情境中来；（2）了解如何用图像描述匀速直线运动的s-t图像及v-t图像，，同时运用数学中的一次函数帮助学生理解图像中的斜率、面积是什么物理含义，使学生从图像中获取更多有用的信息。
3．情感态度与价值观体会用不同的方法描述物理现象的乐趣，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【教学重点、难点】1、建立物理平面坐标图，能用图象描述匀速直线运动的“位移—时间”、“速度—时间”的关系和匀变速直线运动的“速度--时间”关系。
