2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系 教学设计-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

中小学教育资源及组卷应用平台 2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系 教学设计 一、核心素养目标 1.物理观念 （1）通过实验观察与分析，准确理解匀变速直线运动的定义，能区分匀加速与匀减速直线运动的本质差异，建立“速度均匀变化”的运动模型认知。 （2）掌握匀变速直线运动的速度公式（v=v +at）及推导过程，明确公式中各物理量的含义、矢量性及单位统一要求，能结合运动情境判断公式的适用条件。 （3）深刻理解v-t图像的物理意义，能通过图像识别运动类型、读取初速度与加速度，建立“公式—图像—运动情境”三者间的对应关系，深化对直线运动规律的系统性认识。 2.科学思维 （1）经历“提出猜想—实验验证—归纳总结”的思维过程，通过对速度变化规律的探究，培养逻辑推理与科学论证能力，体会“从特殊到一般”的归纳思想。 （2）能运用速度公式解决速度计算、时间求解、加速度推断等问题，掌握矢量运算中“正负号表示方向”的方法，提升模型建构与数学应用能力。 （3）通过分析复杂运动的v-t图像，能拆分多阶段运动并运用对应规律求解，培养数形结合与分段处理问题的思维方式。 3.科学探究 （1）参与“探究匀变速直线运动速度变化规律”实验，能自主操作打点计时器、气垫导轨等器材，规范采集和处理实验数据（如纸带数据、光电门计时数据），分析实验误差来源（如纸带摩擦、测量误差）并提出改进措施。 （2）在探究“v-t图像与速度变化关系”活动中，通过设计表格记录数据、绘制图像，归纳匀变速直线运动的图像特征，培养科学探究的严谨性与创新性。 4.科学态度与社会责任 （1）通过了解匀变速直线运动规律在科技（如高铁启动、汽车刹车系统）中的应用，体会物理学对推动技术进步的重要作用，培养崇尚科学的态度。 （2）结合交通出行中的匀变速运动案例（如斑马线前刹车），认识运动规律与安全生活的紧密联系，增强安全意识与社会责任感。 （3）在小组实验与讨论中，培养合作交流能力，乐于分享探究成果，养成严谨务实的科学习惯。 二、教学重难点 1.教学重点 （1）匀变速直线运动的定义及特征（速度随时间均匀变化，加速度恒定）。 （2）匀变速直线运动速度公式（v=v +at）的推导与理解，明确公式中各物理量的矢量性及正负号的意义。 （3）v-t图像的物理意义及应用，能通过图像分析运动过程、求解速度与加速度。 2.教学难点 （1）对“加速度恒定”的理解，突破“速度增大就是匀加速、速度减小就是匀减速”的片面认知，明确判断依据是加速度与初速度的方向关系。 （2）速度公式中矢量性的把握，尤其是加速度与初速度方向相反时（如刹车问题）的公式应用，避免符号错误。 （3）复杂v-t图像的解读，如多阶段运动图像的拆分、图像斜率与截距的综合分析，以及利用图像解决追及相遇问题。 三、教学环节 （一）情境导入：生活实例引发认知冲突 1.展示三组生活情境视频：①高铁从车站启动，速度从0逐渐增加到300km/h；②汽车在红绿灯前刹车，速度从60km/h减至0；③运动员在百米赛跑中，速度先增加后保持不变。 2.提出问题链：“高铁和汽车的速度变化有什么共同特点？”“它们的速度变化与运动员的速度变化有本质区别吗？”“如何定量描述速度随时间的变化规律？” 3.演示实验：在气垫导轨上，给滑块一个恒定的拉力，通过光电门测量滑块在不同位置的速度，发现“速度随时间均匀增加”，引出课题———匀变速直线运动的速度与时间的关系。 设计意图：通过生活中常见的运动情境激活学生已有经验，结合实验现象建立“速度均匀变化”的直观认知，激发探究定量规律的兴趣，为新知学习铺垫。 （二）新知探究一：匀变速直线运动的定义与特征 1.实验对比：探究不同运动的速度变化特点 （1）实验1：匀速直线运动（气垫导轨上无拉力的滑块 ... ...