2020年高一物理《匀速直线运动的图象》教案

高一物理《匀速直线运动的图象》教案

1.会认识图象;理解匀速直线运动图象的物理意义;会画简单的图象;会利用图象求位移和速度。

2.了解用图象来处理实验数据，探索物理规律的研究方法。

理解匀速直线运动的图象的物理意义。

气垫导轨(包括气源和滑块)，J0201-1型数字计时器三台，光电门四个，放大器(自制)一个，米尺，三角板。

[复习上节内容，引入新课]复习匀速直线运动速度公式v=s/t 和位移公式s=vt指出：物体的运动规律除了用公式来表示外，还可以用图象来表示。怎样用图象来表示物体的运动规律?请看下面的例子。

[实验]研究一滑块在水平气垫导轨上的运动情况。实验装置如图1所示，分别用三台数字计时器同时测量滑块三段位移(OA段、OB 段、OC段)所用的时间。将取得的实验数据在图上标出(图1中所标的数据是某一次实验取得的一组数据)。

[提出问题]实验测出滑块位移20cm、40cm和60cm所用的时间，但滑块在任意时间内(如：1s内、2s内)的位移是多少?还不知道。滑块通过任一位移(如位移50cm)所用的时间是多少?还不知道。也就是说滑块的位移和时间的关系还不知道，我们现在用图象法来研究它们的关系。如何研究?

[讲述]选一个平面直角坐标系，用横轴表示时间t，用纵轴表示位移s，选取单位和合适的标度，根据实验测出的数据在坐标平面上画出相应的点，然后用平滑线将这些点连接起来，这条线就表示滑块的位移和时间的关系。这种图象叫做位移——时间图象，简称位移图象。

[讲述]请同学们根据实验测出的数据在方格纸上画出滑块的位移——时间图象。

(画图前先将作图步骤写在幻灯片上投影并讲述，让学生明确)作图步骤：1.列表记录实验数据;2.选取直角坐标系;3.标明坐标轴表示的物理量及单位;4.选择合适的标度;5.描点;6.用平滑线将各点连接起来。

[学生作图，教师巡视辅导]

[提问]作出滑块的位移——时间图象形状是什么样子?(学生根据自己作出的图象回答：“是一条倾斜的直线”)。

[讲评、纠正学生作图中存在的问题]

[小结]作出的图象可看出：在误差允许范围内各点基本在一条直线上，即可认为滑块的位移图象是一条倾斜的直线。且这条直线通过坐标原点。

[讨论]根据作出图象的形状判断滑块做什么运动?

[归纳小结]过原点的直线表示正比函数，即滑块的位移跟时间成正比。从而可知：滑块是做匀速直线运动。

[引导学生从图象求](1)滑块在任意时间内的位移(滑块1s内、2s内的位移;1s末到2s末这段△t时间内的位移△s);(2)滑块任一位移所用的时间(如位移50厘m的时间)。

1.匀速直线运动位移图象是一条倾斜的直线。

2.从图象可求：(1)位移;(2)时间;

[设问]能不能从位移图象上求运动速度?怎样求?(学生思考)

[讲述]图2中△s就是滑块在△t时间内的位移，所以△s/△t=v。从图中可看出比值△s/△t越大，直线与水平夹角也越大，直线越陡。因此△s/△t也叫做直线的斜率，用k表示。

(指导学生看书甲种本第60页第4行)

[板书](3)速度v=△s/△t=k。

[练习]求滑块的运动速度：

v=△s/△t=23cm/1s=23cm/s

=0.23m/s

1.在位移图象(图2)中画出另一条直线Ⅱ(速度0.1m/s)。提问：(1)这条图线表示物体做什么运动?(2)它的运动速度比滑块大还是

小?(3)求出它的运动速度。

2.图3是一个做直线运动物体的位移图象，线段OA、AB各表示物体做什么运动?哪段的速度大?两段的速度分别为多少?

[讲述]在位移图象中将纵轴s改为v，即纵轴改为表示速度，

那么这种图象变为表示速度和时间的关系。我们叫做速度——时间图象，简称速度图象。

[讨论]“匀速直线运动的速度——时间图象的形状是什么样子?”(前后桌子四个同学为一组，讨论后各组汇报讨论结果)。

[小结并板书]匀速直线运动速度不随时间改变。各时刻速度大

小都一样，因此它的速度——时间图象是一条平行于横轴的直线。

[作图]画出图2中滑块和另一物体的速度图象(如图4)。

[分析]1.在同一坐标平面上，直线在纵轴上截距越大，表示运

动速度越大。

2.从图象中可求物体任意时间内的位移，例如求图2中物块在

2s内的位移。据s=vt，对照图4分析指出这个位移大小可用图象中

纵轴表示速度的线段和横轴表示时间的线段所构成的“面积”来表示，即0.1m/s×2s=0.2m。但位移和面积是两个含义不同的量，我们不过是借用“面积”来表示位移的大小。另外这个“面积”的单位是m/s ×s=m，而不是m2，所以这个“面积”要加双引号。

[板书]2.从图象可求：(1)速度;(2)位移(位移的数值等于“面积”的数值)。

速度——时间图象。

[学生练习，教师巡回检查辅导然后讲评]。

1.对匀速直线运动位移图象和速度图象进行比较总结，加深学生对图象意义的理解。

2.物体的运动规律可以用公式来描述，也可以用图象来描述，用图象描述直观、形象。它是研究问题的一种重要方法。希望同学们认真学习，为今后科学研究打下基础。

内容仅供参考