5. 匀变速直线运动速度与时间的关系教案设计（一等奖）

《匀变速直线运动的速度和时间关系》教学设计

一、三维目标

Ⅰ知识与技能

①能从v-t图像、加速度、速度变化三个方面全面理解匀变速直线运动。

②知道并会运用瞬时速度公式：v=v0+at Ⅱ过程与方法

在第一节实验的基础上，采用excel绘制出v-t图线，通过v-t图线认识匀变速直线运动的速度变化特点:在任意相等时间内的速度变化都相等。

Ⅲ情感态度价值观

以函数观点认识物理公式，加强数学知识在物理中的应用。体会学科间的相互关系。

二、教学重难点

1.认识匀变速直线运动的速度变化特点:在任意相等时间内速度的变化都相等。

2.瞬时速度公式的矢量性。

三、教学方法

以v-t图线为主线，通过实验绘制v-t图线，通过v-t图线认识匀变速直线运动的特点，进而通过v-t图线得出瞬时速度的公式。以学生为主体，教师引导为辅助，让学生在思考讨论中认识到匀变速直线运动的特点，并学会使用瞬时速度公式。

四、教具准备

一端带有定滑轮的轨道，小车，小桶（装有重物），细线，打点计时器，纸带，长为1m的刻度尺，多媒体课件，几何画板动画

五、教学过程

新课导入：上节课我们在实验室探究了小车的速度随时间变化的关系，现在我们在这里重现一下这个过程。

演示实验：小车与细线相连，细线的另一端连接小桶，小车与穿过打点计时器的纸带相连。打开打点计时器，释放小车，打下一条纸带。请一位学生上台测量出各个计数点（每隔4个点取一个计数点）到第一个点的距离，并录入事先设计好的excel表格中。Excel将自动计算出各个计数点的瞬时速度大小，然后通过excel的图表功能绘制出v-t图线（如图所示）。

问题：此图线与我们大家在上节课中自己绘制的图像是否相同？都是什么形状？

学生：相同，都是一条倾斜的直线。

问题：这样的v-t图线对应的加速度有何特点？怎么知道的？

学生：加速度是定值保持不变，因为直线的斜率处处相同，而v-t图像的斜率表示加速度，因此小车运动过程中的加速度是恒定不变的。

问题：很好，这个加速度是多大？能否求出来？

学生：可以，在图线上取相距较远的两个点，计算出斜率即可。

(学生计算加速度。此环节可以引导学生关注实验的相关细节，规范学生自己在试验中比较盲目的地方，比如计数点间距的测量方法，计数点选择方法，加速度的计算等) 给出匀变速直线运动的定义：

一、匀变速直线运动：

1.定义：我们把加速度保持不变的直线运动叫做匀变速直线运动。

问题：“变”是变化的意思，变化有增加和减小两种情况，观察图线（右图所示），AB和BC段速度大小的变化特点，说说这两个阶段的运动该怎么称呼？

学生：AB段是匀减速直线运动，BC段是匀加速直线运动。

问题：那么AC段应当怎么称呼？

学生：是一个匀变速直线运动。

问题：匀变速直线运动中的“匀”应该怎么理解呢？

展示几何画板（如图所示）：在图上取两段相等的时间间隔，作出两段时间内的速度变化量，构成两个直角三角形，任意改变时间长短，观察到两个三角形有何特点？两个速度变化量呢？

学生：总是全等的。两个速度变化量总相等。

教师总结：匀变速直线运动的物体在任意相等时间间隔内的速度变化都相等，我们说这种变化叫均匀变化，也叫线性变化。如果v-t图线不是直线，则不满足这个特点，也就是相等时间内的速度变化是不相等的(如右图所示)。

2.速度变化特点：

①在任意相等时间间隔内的速度变化都相等。

②均匀变化/线性变化。

二、匀变速直线运动的速度时间关系：

问题：一个物体做匀变速直线运动，已知t=0时刻物体的初速度为v0，加速度为a，请你利用加速度的定义式a=Δv

推导出物体在t时刻

Δt的速度v的表达式。

学生推导：Δv=v-v0, Δt=t-0,代入加速度公式，变形可得：

v=v0+at 问题：如图所示，为一个物体做匀变速直线运动的v-t图像，已知t=0时刻物体的初速度为v0，加速度为a，请你由图像直接写出物体在t时刻的速度表达式。

学生：因为v-t图线是一条倾斜的直线，因此，v是t的一次函数，则符合一次函数的标准形式：y=kx+b，在这里纵坐标为v，横坐标为t，在纵轴上的截距为v0，而斜率k为加速度，故而函数解析式为：v（t）=v0+at. 说明：

①对于匀变速直线运动，v0和a是定值，此式可以求得物体在任意时刻的瞬时速度。

②此式是一个矢量式，应用时应先选择正方向，把矢量运算化为标量运算，一般取初速度方向为正，则当物体做加速度运动时，a取正值，减速运动为负值。

三、公式应用

例题：一辆汽车的初速度为12m/s，现在紧急刹车，加速度大小为6m/s2，求汽车在刹车后1s、2s、4s后的速度大小。

（通过此题让学生熟悉速度公式的用法，提醒学生注意刹车时间的计算，不能盲目套公式）

六、教学反思

本节教学过程紧紧扣住v-t图像这一主要线索，从实验获取图像，分析图线特点，引出匀变速直线运动的概念，利用图线认识速度变化的特点，最后利用图线得到速度时间关系。步步为营，思路清晰。

得到了相关老师的高度评价。但是也有老师提出，此种讲法练习量不够，重概念，而不重习题的教学，使学生上完课后还不能很好的应对习题。