1、第一章1.參考系和坐標系一、知識目標1、知道參考系的概念。知道對同一物體選擇不同的參考系時，觀察的結果可能不同。2、理解質點的概念，知道它是一種科學的抽象，知道科學抽象是一種普遍的研究方法。二、教學重點1、在研究問題時，如何選取參考系。2、質點概念的理解。三、教學難點 在什么情況下可把物體看出質點四、教材分析教科書一開始就從參考系中明確地抽象出了坐標系的概念，指導思想是強調一般性的科學方法，即為這樣的思想作準備：解決問題時首先把實際問題抽象成物理模型，然后用數學方法描述這個模型，并尋求解決的方法。要研究物體位置的變化問題，首先必須解決位置確定問題，教科書把“物體和質點”當作一個知識點，說明質點

2、是針對物體而言的，實際的“物體”都“占有一定的空間”，在通常的運動過程中，“不同部位的運動情況是不相同的”，從而“給描述運動帶來了困難”，解決問題的關鍵是“能否用一個點來代替物體”。教科書通過學生熟知的實例分析，讓學生很自然地領會到“在某些情況下，真的可以不考慮物體的大小和形狀”，“突出物體具有質量這一要素，把它簡化為一個有質量的點”。這充分說明了將物體簡化成質點的條件性，質點的兩大基本屬性。為了強調坐標的概念，教科書用數學和物理學中通用的符號，即在直線運動中用x表示質點的位置，極坐標，用x=x1x2表示質點的位移。在表示物理量的變化時，“”實際上是我們以前都在使用的符號，學生不會感到困難。相

3、反，由于有了明確表示物理量的變化量的符號，學生更易區分某物理量與這個物理量的變化量。明確地把某個物理量與這個物理量的變化區分開，這是本書的特點。物理學中經常要區分這兩種物理量，有意識地強調它們的區別，對于以后的學習會有好處。下一節中，時刻與時間間隔的關系也是這樣。五、教學步驟1、物體和質點 在研究某一問題時，對影響結果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型，這是一種科學抽象。那以前接觸過這樣的物理模型嗎？ 如：光滑的水平面、輕質彈簧。 這些都是把摩擦、彈簧質量對研究問題影響極小的因素忽略掉了。今天我們又要建立一種新的物理模型質點。質點，并完成下列問題： 填寫： （1）質點就是沒有 ，沒有 ，只

4、具有物體 的點。 （2）能否把物體看作質點，與物體的大小、形狀有關嗎？ （3）研究一輛汽車在平直公路上的運動，能否把汽車看作質點？要研究這輛汽車車輪的轉動情況，能否把汽車看作質點？ （4）原子核很小，可以把原子核看作質點嗎？ （5）運動的質點通過的路線，叫質點的運動 ； 是直線，叫直線運動； 是曲線，叫 。共評：質點是沒有形狀、大小、具有物體全部質量的點。這是一種科學抽象，就是要抓住主要特征，忽略次要因素，這就必須是具體問題具體分析。如果在我們研究的問題中，物體的形狀、大小以及物體上各部分運動的差異是次要的或不起作用的，就可以把它看作質點。比如在平直公路上運動的汽車，研究它運動的特點，汽車的大

5、小、形狀及車上各部分運動的差異是次要的，可把汽車看作質點。而研究車輪的轉動，是研究汽車上部分的運動，就不能把汽車看作質點，再比如原子核很小，要是研究質子與質子的作用時，就不能把它看作質點。2、（1）參考系：為了描述一個物體的運動，選來作為標準的物體，叫參考系。（2）選擇不同的參考系觀察同一個運動，觀察的結果會有不同。 舉例：描述同一個運動，選擇不同參考系，觀察結果也不一樣。 舉例：運動的汽車，是選擇地面為參考系，如選司機為標準，汽車是靜止的。 （3）總結：參考系是可任意選取，但選擇的原則要使運動和描述盡可能簡單。比如，研究地面上物體的運動，選擇地面或相對地面動的物體作參考系要比選太陽作參考系簡

6、單。3、坐標系 如果物體沿直線運動，為了定量描述物體的位置變化，可以以這條直線為軸，在直線上規定原點、正方向和單位長度，建立直線坐標系。 一般來說，為了定量地描述物體的位置的變化，需要在參考系上建立適當的坐標系（coordinate system）.教學中注意以下幾點：（1）坐標系相對參考系是靜止的。（2）坐標的三要素：原點、正方向、標度單位。（3）用坐標表示質點的位置。 （4）用坐標的變化描述質點的位置改變。4.“科學漫步”本欄目中的“全球衛星定位系統”是擴展性內容，可以由學生自己閱讀，如果學生對此有興趣，通過自己查找資料寫出一篇科技報告放到墻報上或在班會上做個科技報告，都是很有意義的。這樣

7、的活動不必要求所有學生都做，但在一學期中，每個學生都應參加一兩個。本書“科學漫步”、“科學足跡”等欄目與過去的“閱讀材料”不同點之一是，其后往往附有進一步研究的問題。例如，本節結合圖1.1-6提問，這個定位器處于呢個成是的哪個部位，等等。這樣做的目的也是使學生養成勤于觀察、勤于思考的習慣，提高學生自主獲得知識的能力。這類問題不作為針對所有學生的強制性要求。五、教學資源1.天球坐標系為確定天球上某一點的位置，在天球上建立的球面坐標系。有兩個基本要素：基本平面。由天球上某一選定的大圓所確定。大圓稱為基圈，基圈的兩個幾何極之一作為球面坐標系的極。主點，又稱原點。由天球上某一選定的過坐標系極點的大圓與

8、基圈的交點所確定。 天球上一點在此天球坐標系中的位置由兩個球面坐標標定：第一坐標或稱經向坐標。作過該點和坐標系極點的大圓，稱副圈，從主點到副圈與基圈交點的弧長為經向坐標。第二坐標或稱緯向坐標。從基圈上起沿副圈到該點的大圓弧長為緯向坐標。天球上任何一點的位置都可以由這兩個坐標唯一地確定。這樣的球面坐標系是正交坐標系。對于不同的基圈和主點，以及經向坐標所采用的不同量度方式，可以引出不同的天球坐標系，常用的有地平坐標系、赤道坐標系、黃道坐標系和銀道坐標系等。2.地心地固空間直角坐標系原點O與地球質心重合，Z軸指向地球北極，X軸指向格林尼治平均子午面與赤道的交點，Y軸垂直于XOZ平面構成右手坐標系。3

9、.地心地固大地坐標系地球橢球的中心與地球質心重合，橢球面與大地水準面在全球范圍內最佳符合，橢球短軸與地球自轉軸重合（過地球質心并指向北極），大地緯度，大地經度，大地高。如圖所示。地球北極是地心地固坐標系的基準指向點，地球北極的變動將引起坐標軸方向的變化。2、時間和位移一、知識目標1、知道時間和時刻的含義以及它們的區別。知道在實驗室測量時間的方法。2、知道位移的概念，知道它是表示質點位置變動的物理量，知道它是矢量，可以用有向線段來表示。3、知道位移和路程的區別。二、教學重點時刻與時間、路程和位移的區別三、教材分析本節所研究的是描述機械運動過程的概念。研究機械運動的過程，從空間上講，就是機械運動的

10、延伸程度位移和路程；從時間上講，就是機械運動的持續程度時間間隔。位移使學生第一次接觸，極容易與路程搞混。教材先通過從北京到重慶可以選擇不同的交通方式導入問題，然后用圖1.22所示情景讓學生形成路程與位移的感性認識，最后概括出路程與位移的概念，充分體現了概念建立的思維過程。學生從這節開始接觸矢量的概念。教材第15頁黑體字“矢量”之前的文字并不是矢量的定義，因為不是只要一個物理量有方向它就是矢量，矢量還要滿足一定的運算法則。路程的標量性與位移的矢量性的處理，教材第14頁通過旁注向學生闡述了路程并不涉及運動的方向。通過位移所描述的意義和位移的表示方法體現位移的方向性。教材并不是要在這里進行矢量計算的

11、教學，第15頁的旁注已經說明了這一點。15頁“思考與討論”的目的只是引發學生思考，這一欄目的設置就是重視過程與方法教學的一種措施。如果學生沒有經過深入思考就聽到老師所講的“矢量相加法則”，也許他也能掌握這個知識，但他少了一次發現問題并力求解決問題的努力，他在這方面的能力沒有提高，發現問題并力求自己解決問題的意識也就沒有增強。所以，不重視“思考與討論”就難以充分落實過程與方法、情感態度與價值觀的課程目標。用坐標系描述質點的運動過程的方法在本節得到了實施。用坐標表示位置學生不應干感到困難，但用坐標差表示位移學生第一次接觸，特別是位移方向性在坐標差中的體現學生會感到困惑，是教學的一個難點。 “問題與

12、習題”第4題的目的是強化坐標概念，區分幾個相關但不同的物理量。要注意發揮它在這方面的作用。四、教學步驟1、時刻、時間間隔（也稱時間）回答： 幾點鐘開會，幾時上課，幾點發車 這都是時刻，而會議長達2個小時，這是從開始到結束的實踐間隔等等。 如果把時刻、時間在數軸上表示出來，那含義就一目了然：8 9 10 t/h45min 10 45min上課 下課上課 下課 （1）要指出時刻、時間間隔在數軸上的表示特點。 （2）時間的單位有 、 、 ，符號分別為 、 、 。 （3）在實驗室研究物體運動情況時，需要測量和記錄很短的時間，常用 來測量。天津F上海BCD北京A 強調：要在時間軸上表示出時刻、時間：時刻

13、表示為一點，時間表示為一線段。這在以后的直線運動中的速度的研究中，常要用到這兩個概念。2、位移和路程 由北京去上海，你可以選擇不同的交通工具：乘火車、乘飛機，還可以先坐汽車到天津然后換輪船到達上海。使用不同的交通工具，交通路線不同及運動軌跡是不一樣的，走過的路程不相同，但是，就位置的變動而言，你總是由初始位置北京到達了末位置上海（直線距離約1080Km） 物理學中用一個叫做位移的物理量來表示質點的位置變動。同學們閱讀課本，并討論位移的圖示方法及位移和路程的區別。3、矢量和標量在物理學中，像位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量。像質量這些只有大小，沒有方向的物理量，叫做標量。4、直線運動的位

14、置和位移這部分的教學主要解決方法問題，具體有如下幾個方面： （1）坐標的正負表示位置在原點的哪一側，坐標的數值表示位置到原點的距離。 （2）坐標差的計算是用末位置的坐標減去處位置的坐標。（3）坐標差的正負表示位移的方向與坐標軸正方向相同還是相反，坐標差的數值表示位移的大小位置移動的距離。教學中要投放具體問題，讓學生進行定量表示，并要求將計算結結果標注在坐標軸上。四、教學資源1.時間計量單位（1）法定計時單位秒、分、時、天（日）、年是法定的時間計量單位，也是時間距離的具體概念。秒：秒是時鐘面上最短的法定計時單位，由時鐘面上最細最長的“秒針”計量。秒針每走動一下并發出“咋”的響聲，為“1秒鐘”。秒

15、針沿時鐘面每走過一個點位的時間，為“5秒鐘”；沿鐘面12個點位轉動一周的時間，為“60秒鐘”。 分：分是時鐘面上大于秒的法定計時單位，由略短并粗于秒針的“分鐘”計量。 秒針每走60秒鐘，分針也同時隨之走過“l分鐘”。分針沿時鐘面每走過一個點位的時間，為“5分鐘”；轉動一周12個點位的時間，為“60分鐘”。 時：時是時鐘面上最長的法定計時單位，由最短最粗的“時針”計量。 分針每走60分鐘，時針也同時隨之走過一個點位，為“1小時”。時針沿鐘面轉動一周（12個點位）的時間，為“12小時”。 天（日）：天是一個晝夜的法定計時單位。24個小時的時間，為“l天”。 年：年是公歷的法定計時單位，365366

16、天，為“l年”。（2）常用時間單位 刻：15分鐘為“1刻”；4刻鐘為“1小時”。 周：7天，為1周（星期）”；4周，為“1個月（2831天）”。 季度：3個月，為“1季度”；4個季度，為“1年”。2.美研制出世界最精確的時鐘 美國國家標準和技術研究院稱，他們已研制出一種新的時鐘，每秒鐘能夠可靠地振蕩1000萬億次，因此有望成為世界上精確度最高的時鐘。 在目前使用的計量單位中，時間計量是宇宙間測量精度最高的物理量。現在國際上使用最多的原子鐘的振蕩頻率通常是數納秒（一納秒10億分之一秒），它是通過調整超高頻激光，使之和鈀原子發射的光波頻率相匹配而實現的。一般，全球定位系統衛星上都攜帶有原子鐘，其精

17、確度足以滿足設計要求，可對地球進行精確的三點定位。 但是，物理學家希望能有振蕩頻率更快的時鐘，用于科學前沿問題的研究，例如弄清決定電磁相互作用強度的所謂精細結構是否真的穩定等問題。科學家認為，這種新型時鐘應當易于制造，且振蕩頻率應比相對較低的微波頻率快1000倍。存在的問題是，沒有一種裝置能夠如此快的計數。 為解決這一問題，美國國家標準和技術研究院時間及頻率分部的計量科學家成立了一個研究小組，研制出“光學傳動裝置”。該裝置可將激光光波的高速振動轉化成振蕩系數正好慢100萬倍的激光強度的波動，并利用標準檢波器來顯示激光強度在1秒內所振蕩的次數，然后將得到的數值乘上100萬。 3、運動快慢的描述速

18、度一、課標要求1.理解坐標變化量的物理意義，能用坐標變化量表示直線運動的位移和時間。2.通過極短時間內的平均速度認識瞬時速度。通過瞬時速度，初步了解極限的思想。3.通過對日常生活中有關速度的實例的分析，體會變化率的概念及表達方式。4.理解速度和速率的物理意義，知道速度是矢量。二、教材分析 本節的第一部分內容繼續強調某個物理量與它的變化量的關系，意在對該部分知識溫故與拓展，為后繼內容的學習奠定基礎。學生通過初中物理的學習和生活體驗，已經有了速度的初步概念，但這種概念比較膚淺，也不準確。本書沒有在一般性的速度概念和平均速度的概念上面下功夫，而是比較簡潔地深入到瞬時速度的概念。本書定義瞬時速度使用到

19、了極限的思想，但沒有提出“極限”這個術語。只要不要求極限的數學定義、不要求極限的運算，中學生完全可以接收極限的思想，包括后面設計的定積分的思想研究位移等。用極限的思想定義瞬時速度是建于這樣一種思想：把一個變化的事物分解成很小的部分，每個小部分都可以看成是不變的，可以用比較簡單的方法去處理，在把各個小部分的結果再合起來，就得到整個問題的解，這是近代數學物理中常用的方法。在現代信息技術中，把模擬信號變成數字信號時，要分割、取樣、量化，實際上就是取極限的過程。所以極限的思想已經不是個知識，它是一種方法、一種觀念，對于以后的學習甚至科學思想方法的形成都是很重要的。 “說一說”和“做一做”兩個欄目都是擴

20、展性學習內容，前者偏重于思考，后者偏重于動手操作。它單是知識性的擴展，而在于激發學生的興趣、激發學生的思考，或發展學生的動手操作能力。STS欄目強調的是科學技術與社會的關系。本節“速度與現代社會”講的是，由于交通工具速度的提高，成熟規模的擴大，戰爭觀念改變了，不同文化的交融加快了STS的意義在于揭示科技與社會的互動關系，而非單純的科學知識在技術上的應用。如果只講科學的發展使得汽車、飛機、輪船等技術發展了，人們可以“日行千里”，卻不涉及城市建設、戰爭觀念、文化交流等社會層面的內容，那就不是本來意義的STS。這點應引起注意。本節STS借協和客機停飛一事，引導學生討論“交通工具的速度是不是越快越好”

21、這樣的問題，這是一個開放性的問題，意在讓學生去思考，去討論。 “問題與練習”中的第3題要計算速度，這本是十分容易的事，但要獲得計算所需數據，學生需讀懂列車時刻表，這可能成為難點。三、教法建議1.坐標與坐標的變化量 本小節重在強化某個物理量與它的變化量的關系，教學中注意突出如下幾點： （1）位置“坐標的符號”、“坐標的數值”與“坐標的正負”的意義。 （2）某個物理量的變化量的一般計算方法是：用后來的量減去原來的量。 （3）用位置坐標差表示位移，強化“差的數值”與“差的正負”的意義。 2.速度 本小節的核心是用速度描述運動快慢的方法，主要突出了三個方面的思想：比較物體運動快慢的方法；速度的定義方法

22、；速度的矢量性。該部分學生接受起來不會有太大的困難，所以不可在這里就差過多的時間，進行教學設計時要抓住如下幾點： （1）讓學生明確比較位置變化快慢的必要性和基本途徑：比較相同時間內通過的位移大小或比較通過相同位移所需要的時間。要列舉實例讓學生領會。 （2）物理學中比較位置變化快慢的標準：比較相同時間內通過的位移大小。可列舉運動場上描述運動員跑得快慢的方法：用最后的成績描述時，比較的是相通路程（或位移）所用的時間，既看誰用的時間短；觀察比賽過程中的比賽情景時，比較的是相同時間內通過的路程（或位移），既看誰在最前面（3）速度的定義方法和單位的意義：用位移與發生這個位移所用時間的比值描述運動的快慢。

23、速度為6m/s時，讀作6米每秒，表示如果勻速運動在一秒內通過6m的位移。要注意強調v=x/t表示的是比值定義法，v與x、t沒有決定關系。 （4）速度的矢量性：其方向就是物體運動的方向。3.平均速度和瞬時速度 平均速度與瞬時速度是為不同的描述需要而引入的，而用極限的思想定義瞬時速度學生是第一次接觸，所以教學中既要讓學生領會極限的思想，又要控制教學的難度，可以考慮這樣進行教學設計： （1）通過實例讓學生感悟“物體的運動快慢是變化的，絕對準確地描述物體的運動快慢是困難的”。 （2）說明v=x/t描述的是物體在t時間內或x位移上的平均快慢程度，以此引入平均速度的概念。 （3）引導學生思考“從t到t+t

24、時間內的平均速度，在t取不同值時跟t時刻速度的關系”，從而接受“在t非常小時，就可以認為v=x/t是物體在時刻t的速度”這一極限思想，以此引入瞬時速度的概念。要注意的是只需體現極限的思想，不要引入“極限”這個術語。（4）對瞬時速度，要列舉實例讓學生理解：某時刻瞬時速度的數值，等于從該時刻起，以該速度勻速運動時，單位時間內通過的距離。（5）勻速直線運動是平均速度與瞬時速度相等的運動，通常敘述中的速度到底是平均速度還是瞬時速度，要通過上下文結合判斷，以培養學生具體問題具體分析的學習習慣。4.速度和速率 本小節的教學主要應解決三個問題：一是速率是指速度的大小；二是交通工具上速度計顯示的是瞬時速率；三

25、是明確日常生活中人們常說的速度大多是指速率。 本節需要注意的一個問題是：瞬時速率等于瞬時速度的大小，但平均速率不一定等于平均速度的大小。例如，沿閉合圓周運動一圈，位移是零，平均速度是零，但平均速率并不等于零。5.“做一做”和“說一說” “做一做”可安排在課外活動時間做，以興趣小組的組織形式開展，重在突出描述的方法，對長距離和短距離上的速度，可以聯系到平均速度和瞬時速度；“說一說”可以在課堂上展開討論，重在澄清認識，領會瞬時速度的概念。6.關于STS本節STS借協和客機停飛一事，引導學生討論“交通工具的速度是不是越快越好”這樣的問題。教學中只要學生參與就可以了，不要企圖得到什么結論性的意見。四、

26、教學資源1.速度在1米/秒以下的表演(1)10的負11次方米秒(10微微米/秒) 青藏高原緩慢上升青藏高原只是在近二百萬年左右的時間內，從海拔1000米的高度達到了現在的海拔4700米的高度。它的平均上升速度是58.7微微米/秒。但每個地質時期它隆升的速度并不均勻，在距今兩百萬年前的早更新世時期，它上升了1000米；在距今一百萬年前的中更新世時期又上升了1000米；但從晚更新世以來的僅10余萬年，它卻上升了1500米以上，平均每年升高10毫米，其中，從距今一萬年前起，它上升的速度加快，平均每年上升70毫米。現在，它仍處在快速上升的時期。應當說明的是，迄今為止，10微微米/秒的速度并不是人類觀測

27、到的物質運動的最慢速度。物質運動的最慢速度仍有待于進一步的觀測和確定。(2)10的負10次方米秒(1埃/秒) 爾威茲加樹慢慢長高自然界樹木生長的速度，真是千差萬別，有的快得驚人，有的慢得出奇。例如在前蘇聯的喀拉哈里沙漠中，有一種名叫爾威茲加的樹，個子很矮，整個樹冠是圓形的，從正面看，象是沙地上的小圓桌。它的生長速度極慢，100年才長高30厘米，即1埃/秒。也就是說，每秒鐘它僅僅長高十億分之一厘米。(3)10的負9次方米秒(1納米/秒) 東非大裂谷不斷開裂據地球物理勘探資料分析，東非裂谷帶存在著許多活火山。這些活火山的不間斷活動，導致大裂谷不停地向兩邊開裂，雖然速度非常緩慢，但近200萬年來，卻

28、達到了平均每年開裂大約24厘米的速度。按中間數每年開裂3厘米的速度計算，速度達到了1納米/秒。可別小看這個速度，它1萬年就是300多米。如果依此不停地開裂下去，未來的某一天，東非大裂谷終會將它東面的陸地從非洲大陸分離出去，從而產生一片新的海洋以及眾多的島嶼。(4)10的負8次方米秒(10納米/秒) 海岸一步步后退本世紀初，我國局部地區海岸侵蝕還相當嚴重。特別是在采沙過度的海岸，近23年內海水向陸地侵蝕100多米，侵蝕最嚴重的地方達200300米。黃河入海口一帶的海岸，仍以2.3米/年、即72納米/秒的速度后退。(5)10的負7次方米秒(100納米/秒) 沙丘緩緩移動自1950年以后，由于我國塔

29、里木河上游耕墾不斷擴大，致使塔里木河下游生態環境急劇惡化，主要表現在水源減少，特別是若羌縣所屬阿拉干以下，在1972年后已經斷流，地下水位下降，水質變壞，森林植被衰敗，土地沙漠化加劇發展。到1985年，低矮沙丘以10米/年、317納米/秒的速度向前移動。由于水源枯竭和植被死亡，更使原有的灌叢沙堆迅速向流動沙丘方向發展。(6)10的負6次方米秒(1微米/秒) 大氣塵粒降落大氣中還含有大量的塵粒和其它固體物質。尤其是粒徑為0.1微米到5微米的微粒，對于地表能量平衡影響甚大。根據測定，此類塵粒中的少部分塵粒在大氣中的下沉速度約為1厘米/小時，即2.8微米/秒。如在2公里高空處存在著這類粒子時，約需2

30、0多年的時間才能沉降到地面。在英國發現一種生長很快的花卉植物，這種花卉屬于西洋丁香家族的一種。在14天的時間里它長高3.65米，也就是說每天長254毫米，長高速度達到了2.9微米/秒。2.速度在1米/秒以上的表演(1)10的0次方米秒(1米/秒)濃煙擴散1米/秒到9米/秒速度，是日常生活中較為常見的物質運動速度。具備這一區間運動速度的物質，常常與人們的生活密切相關。火災產生的高溫濃煙擴散速度為約1米秒左右，其垂直擴散速度比水平方向快35倍。這種帶有毒氣的煙給救人、自救和疏散造成極大威脅。一級風的標準風速是1米/秒。當微風吹起，樹葉輕微擺動，炊煙能表示風向，海水則微微泛起波浪。我國東海海域的黑潮

31、流的平均流速為1米/秒。成年人步行的平均速度約為1米/秒，游泳的速度約為2米/秒。球形閃電大多出現在雷雨交加的時刻或暴風雨前后，呈發光的火球形狀，中心極亮。這種火球的顏色多變，直徑通常為1040厘米。發生球形閃電的持續時間僅在幾十秒之間。它常常以2米/秒的速度作水平移動，有時停留在半空中，有時又降落地面。我國的風力資源極為豐富，絕大多數地區的平均風速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風速更大,在這些地區，發展風力發電是很有前途的。海水流動速度為每秒3米，潮汐的流動速度為5米/秒。一個直徑8米左右的載人降落傘，其下降速度是6米/秒。長跑運動員的速度約為7米/秒。雨水降落

32、的一般速度約為8米/秒。世界上第一臺直接驅動機器人最大行走速度9米/秒，能提動6千克重物，定位精度達0.1毫米。據科學家估算，霸王龍的奔跑速度平均約為9米/秒。(2)10的2次方米秒(100米/秒) 大風暴席卷高山1958年4月12日美國新漢普郡，在1916米高的華盛頓山上,大風暴的風速達到了每小時371公里，即103米/秒,這是風暴風速最大的世界記錄。1999年10月22日，登普西世界紀錄協會擁有的一臺名為“白色閃電電動流線型汽車”的電動汽車，在美國猶他州的邦納維爾鹽沼達到了395.821公里/小時，即110米/秒的創紀錄速度。神經脈沖沿神經纖維的傳輸速度為120米/秒。次聲波在空氣中的傳播

33、速度約為300米/秒，聲波在空氣中傳播速度是340米/秒。“道爾”導彈又叫“圓環胎”導彈，北約國家稱作“薩姆15”導彈，它是一種機動型全天候近程防空武器，導彈發射后在極短的時間里就能達到每秒860米的高速度，它可以攻擊最大飛行速度達到700米秒的飛機或導彈，而目前大部分機動式防空武器只能攻擊速度約5O0米秒的空中目標。子彈射出槍口的速度大約是900米/秒。（3）10的3次方米秒(1公里/秒) 地震波迅猛擴散聲音在水中的速度為1.453公里/秒。在第一次世界大戰中，德國制造了一種炮身長34米的大炮，炮彈的速度達到1.6公里/秒。氣象火箭升空的速度約為1.7公里/秒。地震波的縱波傳播速度約56公里

34、秒。在震中區，人們對縱波的感覺是上下顛動。橫波的傳播速度約為35公里秒。在震中區，人們對橫波的感覺是前后左右晃動。因橫波速度比縱波速度小，故橫波跟在縱波后面。電磁炮是利用電磁力為炮彈加速的電磁發射系統。電磁炮彈主要用于反導彈和反衛星作戰。電磁炮的速度可達320公里/秒，能有效地摧毀空間的各種人造衛星和導彈。人造衛星環繞地球運行的速度是7.9公里/秒，這一速度被稱為“第一宇宙速度”。(4)10的4次方米秒(10公里/秒) 流星雨追撞地球在太陽系中除了九大行星和它們的衛星以外，還有彗星、小行星及一些更小的天體。小天體的體積雖小，但它們也和九大行星一樣，在圍繞太陽公轉。如果它們有機會經過地球附近，就

35、有可能以每秒幾十公里的速度闖入地球大氣層，與地球大氣發生劇烈摩擦，從而發出耀眼的光芒。這就是我們經常看到的流星。流星雨是一種有成群的流星看起來像是從夜空中的一點中迸發出來，并墜落下來的特殊天象。這一點或一小塊天區叫做流星雨的輻射點。流星雨中流星運動速度都在12公里/秒到72公里/秒之間。到2004年的今天，美國人發明的太空飛行器還正在飛出太陽系。其中最遠的是旅行者一號，前幾年的數據是已經離開太陽120多億公里，每年差不多要離開太陽5.7億公里。它的飛行速度是17.4公里/秒。(5)10的9次方米秒(100萬公里/秒)或以上 類星體輻射源超光速分離1960年，射電天文學家用當時世界上最大的望遠鏡

36、觀測到兩個射電源。結果發現它們都是很暗的藍色的星，盡管看起來像恒星，但又不是通常的恒星。天文學上稱它們為類星射電源，簡稱類星體。令人驚奇的是，在某些類星體中，其分立的子電波源間出現分離的相對速度居然快過光速！1977年以來的發現證實，其中一個類星體的內部有兩個輻射源，并且它們還在相互分離，分離的速度竟高達288萬公里/秒，是光速的9.6倍! 這種與廣義相對論矛盾的現象應該如何理解呢？這里要對對光速極限這個結論要加一點注解。有一種不正確的理解，認為光速極限是一切速度的極限。錯了，光速只是物體運動速度的一種極限，或能量傳遞速度的一種極限。如果不注意這個條件，一般地談速度。那么，找尋超光速的現象在物

37、理學中并不是難事。舉一個極常見的例子。在節日的晚上，當探照燈射向高空的云層時，由于云層的反射，你會在云層上看到一個亮點。當地面上的探照燈慢慢轉動時，亮點卻以極快的速度在運動。如果能有足夠高的云層，這個亮點的速度就可以超過光速。這時，沿著亮點運動的軌道并沒有能量的傳遞，所以它的速度并不受光速極限的限制。探照燈的例子可以解釋類星體的超光速現象：類星體的中心母體噴射出兩股相反方向的粒子流(相當于探照燈的光)，它照射在星系際介質上(相當于高空中的云)，從而激起射電輻射(相當于亮點)。因此，只要中心母體有小的擺動。粒子流照射所激起的輻射區就會迅速地移動。光速不是這種輻射區移動速度的極限，因而超過光速是許

38、可的。在宇宙大爆炸的初期，宇宙經歷了一次極為短暫的暴漲階段，在宇宙誕生后的10-35 -10-33秒，宇宙奇點的直徑就由10的負26次方米擴張到了10的24次方米(約相當于1億光年)！依此計算，宇宙奇點在這一時間段的暴漲速度達到了10的52次方萬公里/秒，遠遠大于30萬公里/秒的光速。宇宙如此高速暴漲的能量自何而來，仍是一個未解之謎。目前，超光速現象還處在研究和論證階段。發現沒有止境，探索還要繼續。大千世界精彩的“速度”表演還會有新的內容展現在人們面前！ 4、實驗：用打點計時器測速度一、課標要求1.了解電磁打點計時器和電火花打點計時器的基本構成，知道打點計時器的計時原理，并學會使用打點計時器。

39、2.通過實例學會根據紙帶上的點分析速度的變化情況，并學會測定平均速度。3.通過實例學會用打點計時器測量瞬時速度。4.學會用圖象表示速度變化規律的方法，理解用平滑曲線“擬合”坐標系中描出的點來反映客觀規律的思想。二、教材分析 這節課有三個目的：1.學會是用打點計時器；2.用打點計時器測瞬時速度；3.用圖象表示速度隨時間的變化情況。 由紙帶上某兩點間的位移x和相應的t就能算出它們之間的平均速度。與過去的教學不同的是，教材由此又向前走了一步，說明在x（或t）很小時，這樣算出的平均速度可以看作瞬時速度，而不是絕對意義上的瞬時速度。對于這一點，老師們可能還不習慣。這是因為我們過去的物理教學過于理想化、絕

40、對化，或說與實際問題的距離比較大。實際的測量技術測得的瞬時速度都是某段時間內的平均速度，而不是絕對意義上的瞬時速度。例如汽車上的速度計，無論是用離心測速的方法還是用發電機測速的方法，轉動部分都有一定的慣性，對速度變化的反應都需要一段時間，因此，它們實際測得的速度都不是數學意義上的“極限”。本節要求用很小時間間隔內的平均速度作為瞬時速度，除了有意加強瞬時速度的理解外，也是拉近物理課與實際、與技術的距離。 用圖象表示物理量的變化，在生活中是常見的方法，本書在這方面加強了很多。 這節實驗之后用圖象表示速度時，思路與過去有些不同： 過去在描點之后往往說，“用一條直線（或××曲線）連

41、接這些點”，為什么要用直線（或××曲線）而不用別的曲線？因為在過去的實驗中我們都已經知道，坐標系中的兩個物理量之間的關系就是直線（例如勻變速直線運動的速度與時間的關系）。這是驗證性實驗的做法。 這節中，測的是手拉紙帶的速度，事先并不知道速度隨時間變化的規律，也就是說不知道圖象是一條什么曲線。這種情況下我們只能根據所描點子的分布和走向，嘗試用某條曲線來“擬合”這些測量點。這是探究性實驗中常用的方法。這兩種情況下的作圖，操作步驟相似，但思路不一樣，邏輯線索不一樣，教學中要注意表達清楚。第24頁的“說一說”中即要求學生學會用圖象表示速度與時間的關系，又要求學生知道優秀運動員與沒有

42、受過訓練的學生兩人在百米賽時速度變化的不同點。這個欄目的目的是讓學生體會到，解決實際問題要有比較寬的知識面做基礎，只有課本上的知識是不行的。25頁“做一做”欄目的目的是把學科教學與信息技術結合起來。由于這項工作在我國剛剛開始，各地條件不同，所用器材的差別很大，所以這里只給出了原則性的指導，給出了思路。教師應該根據具體條件開展這方面的教學。三、教法建議1.電磁打點計時器與電火花計時器 這兩種計時器由于計時原理相同，所以在實際應用中不加區分，根據學校的實際條件，用哪一種都行。對這部分的教學要注意： （1）突出計時原理，不過分追求工作原理。 （2）要充分向學生展示實物，以使學生掌握接入電源的方法和穿

43、紙帶的方法。 （3）明確紙帶上的點是如何反映時間和物體運動情況的。（4）讓學生知道電火花計時器必電磁打點計時器誤差小的原因。2.練習使用打點計時器 練習使用打點計時器主要包括兩個方面，一是打點計時器的安裝，特別是紙帶的安裝；二是用紙帶上的點研究物體的運動。由于是第一個學生實驗，所以教學中要注意： （1）要讓學生在教師的指導下按步驟有序操作，培養學生規范進行實驗操作的習慣。 （2）掌握由紙帶上的點確定物體運動位移與運動時間的方法與原理。（3）牽拉紙帶一定要讓學生親自動手操作，然后與紙帶上的點跡分布相對應，以感悟運動速度變化情況。（4）要注意測量點與打點的區別，并學會靈活選定測量點。3.用打點計時

44、器測量瞬時速度 用打點計時器打出的紙帶計算平均速度絕大多數學生都能掌握，但用打點計時器測量瞬時速度多數學生可能會感到困惑。教學中要突出： （1）平均速度與瞬時速度主要是描述的精確程度不同。 （2）這里采取的描述方法是：用包含該點在內的一小段位移上的平均速度代替該點的瞬時速度。 （3）要求每個0.1s測一次速度，這主要是為了處理實驗數據時計算方便，在實際教學中根據紙帶上的點的分布情況靈活確定。 （4）要嚴格按實際測出數據進行計算，不可主觀臆造，培養學生嚴肅進行科學研究的學習品質。4.用圖象表示速度 用圖象表示速度，在這里主要是作為一種處理實驗數據的方法，而不是作為一個重要知識點，這一點在實際教學

45、中要充分注意。作為一種方法的教學，要按一定的思維程序進行： （1）建立坐標系，設定合適的刻度，注明單位。 （2）嚴格按實驗數據描點，根據點的分布定分析速度的變化特點。 （3）描出的點是不連續的，之所以要用平滑曲線來“擬合”實驗中描出的點，是因為各個時刻都有速度，速度隨時間是連續變化的，而實驗中又不可能把所有時刻的速度都測出來。5.“說一說”與“做一做”“說一說”中要求學生在知道優秀運動員與沒有受過訓練的學生兩人在百米賽時速度變化的特點的基礎上，學會用圖象表示速度與時間的關系。教學中要讓學生主動思考，充分討論，將感性認識用理性的方法表達出來，突出對學生的能力培養。“做一做”欄目中用的實驗器材較先

46、進，不同學校的條件差異很大，所以教學中教師應該根據具體條件開展這方面的教學，也可以師生進行互動參與。但不管采用深器材，要突出實驗原理和研究思路。關于“科學漫步”這部分內容，可以通過演示讓學生明確：一是數字計時器的使用；二是氣墊導軌能提高實驗精度的原因；三是測速度的基本物理思想。四、教學資源J02011型數字計時器使用方法(1)使用前的檢查與調整：第一步，先不插入光電門，把功能轉換開關K1撥向S1計時檔，打開電源開關，數碼管應跳字。第二步，把兩個光電門分別插入輸入插座“”、“”，數碼管應停止跳字；如果仍不斷跳字，表明光電門的發光管光線沒照準接受管，或者光電門的四芯插頭沒插好，應仔細加以調整，直至

47、數碼管停止跳字為止。第三步，檢查清零性能，按一下“復位”鈕，數碼管應全部清零；間隔2、3秒鐘連續接通電源，數碼管應能自動全部清零。儀器接通電源后，要經五分鐘預熱，使時基脈沖達到穩定后，再開始使用。(2)S1檔計時：K1置“S1”檔，對任一光電門遮光，便開始計時，露光則停止計時。數碼管顯示的數字為遮光的時間值。(3)S2檔計時：K1置“S2”檔，對任一光電門第一次遮光即開始計時，第二次遮光則停止計時。數碼管顯示的數字為兩次遮光間隔的時間值。S1和S2檔計時所得時間值的讀數，為數碼管顯示的數字與所取的時基信號單位之積。假如顯示的數字為153，時基信號為1毫秒時，讀數為153毫秒；時基信號為10毫秒

48、時，續數則為1.53秒。(4)光控計數：K1置“計數”，對任一光電門每遮光一次，數碼管就累加一個字，顯示出遮光的次數。(5)數碼管窗口玻璃絲有機玻璃，經摩擦會產生靜電，以致感應數碼管的亮段消失，要待一會才能恢復。因此，在使用過程中，禁忌用手或其它干燥物揩試窗口玻璃，以免造成數碼管暫時不亮的現象。5、速度變化的快慢加速度一、課程標準1.理解加速度的物理意義，知道加速度是矢量。知道平均加速度和瞬時加速度。2.通過對日常生活中有關加速度的實例的分析，進一步體會變化率的概念及表達方式。3.理解勻變速運動的意義，能用vt圖象表示勻變速直線運動，并能通過圖象確定加速度。二、教材分析 本節以“思考與討論”作

49、為開始，以實際情景讓學生領會加速度的意義和引入加速度必要性。所以教師在導入加速度的概念時，要注意落實“思考與討論”，讓學生充分發表意見，這樣學生們才會感到有必要引入一個新的物理量，它不是表示速度的大小，而是與速度的變化有關。本來比較速度變化的快慢也有兩種方法：一種是比較相同時間內速度變化量的大小；另一種是比較發生相同的速度變化所需要的時間長短。但教材是將比較質點位置移動快慢的思想直接遷移過來，通過實例分析，使學生明白不同運動物體的速度變化快慢不同，表現在速度的變化與發生這個變化所用時間的比值不同，從而引入加速度的定義方法a=v/t。加速度表示速度的變化快慢，包括速度增加的快慢和減小的快慢，不能

50、誤認為只要有加速度的運動速度就一定是增加的。廣義地講，加速度不僅可以描述速度大小的變化快慢，而且也可以描述速度方向變化的快慢，本節教材不研究速度方向變化的情景。加速度的矢量性是一個難點，教材是以與速度方向相同或是相反來表述加速度的矢量性的。如果以初速度方向為正方向，那么加速度就有正負之分，加速度的正負表示加速度的方向，不表示加速度的大小。勻變速直線運動的規律是下一章要研究的基本內容，關于勻變速運動的概念，教材是通過說明加速度有平均加速度與瞬時加速度之分引入的，并沒展開討論。物理學的發展離不開數學，學好高中物理也離不開數學。本教材注意加強了數學在物理教學中的作用，把圖象作為一種重要的研究方法，充

51、分利用圖象來表達速度變化的規律。 30頁下部的課文是要從速度時間圖象中看出物體的加速度。教材沒有涉及“斜率”這個術語，但是要求學生知道，曲線的傾斜程度反映加速度的大小。學生要能從圖象上量出v和t的值，然后根據定義計算加速度。 31頁“科學漫步”的目的是把物理課中學到的速度、加速度的概念拓展到物理課之外。自然現象甚至到社會現象中的許多道理都是相通的，學生要形成一種習慣，把學校中某課程中學到的道理遷移到其他領域。學過科學課程之后，學生看待世界視角應該與前不同，這就是新課標所要求的科學方法、科學態度、科學的價值觀。31頁“變化率”的安排也是出于三維課程目標的考慮。 “問題與練習”第4題除了練習計算加

52、速度外，還有助于理解平均速度與瞬時速度的關系。分別算出兩個遮光板經過光電門時的平均速度，這就是過程始末的瞬時速度。沒有必要推算兩個遮光板的前沿經過光電門時的瞬時速度，要讓學生理解 “追求無限精確”的思想是無意義的，這種思想是脫離實際的，應該改變。三、教法建議1.思考與討論 本部分要讓學生充分發表意見，讓他們感到引入一個新的物理量的必要性，這個新的物理量不是表示速度的大小，而是與速度的變化快慢有關。 本部分的教學任務是通過實際需要提出問題，初步領會將要引入加速度的意義。在具體研究加速度的概念之前，必須讓學生充分思考討論，明確“速度大”、“速度變化大”和“速度變化快”的區別，這是學生順利接受加速度的概念、準確理解加速度的意義的關鍵。2.加速度 加速度描述速度變化快慢