精選優質文檔-----傾情為你奉上精選優質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業專心---專注---專業精選優質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業課題§1.1質點參考系和坐標系課型新授課（1課時）教學目標知識與技能1．認識建立質點模型的意義和方法，能根據具體情況將物體簡化為質點。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．2．理解參考系的選取在物理中的作用，會根據實際情況選定參考系。3．認識一維直線坐標系，掌握坐標系的簡單應用．過程與方法1．體會物理模型在探索自然規律中的作用，初步掌握科學抽象理想化模型的方法．讓學生將生活實際與物理概念相聯系，通過具體事例引出質點的這個理想化的模型．通過幾個具體的例子讓學生自主討論，在討論與交流中自主升華為物理中的概念．2．通過參考系的學習，知道從不同角度研究問題的方法。讓學生從熟悉的常見現象和已有的生活經驗出發，體驗不同參考系中運動的相對性，揭示參考系在確定物體運動時客觀存在的必要性和合理性，促使學生形成勤于觀察、勤于思考的習慣，提高學生自主獲取知識的能力．3．體會用坐標方法描述物體位置的優越性，可用不同的方法設計實驗并體會比較，增強學生發現問題并力求解決問題的意識和能力．情感態度與價值觀1．認識運動是宇宙中的普遍現象．運動和靜止的相對性．培養學生熱愛自然，關心科技發展、勇于探索的精神．2．通過質點概念和參考系的學習，體會物理規律與生活的聯系3．滲透抓住主要因素，忽略次要因素的哲學思想．4．滲透具體問題具體分析的辯證唯物主義思想，幫助學生建立辯證唯物主義的世界觀．5．通過本節學習，激發學生學習高中物理課程的興趣．教學重點、難點重點：1．理解質點概念以及初步建立質點概念所采用的抽象思維方法．2．在研究具體問題時，如何選取參考系．3．如何用數學上的坐標軸與實際的物理情景結合起來建立坐標系．難點：在什么情況下可以把物體看作質點，即將一個實際的物體抽象為質點的條件．教學方法探究、講解、討論、練習教學手段錄像資料、多媒體課件教學活動[新課導入]師：請同學們觀看一段錄像后思考問題(有關運動的話題)．(放映錄像)選擇有關反映物體運動的畫面播放給學生看(可搜集整電視片《科技之光》和《動物世界》中的圖像)．如：雄鷹、小鳥在空中飛翔，飛機在天空中劃過，行星、衛星在宇宙中運行，航天員楊利偉在宇航艙中給地球拍照，汽車在公路飛馳，輪船在海水中搏擊海浪。……師：雄鷹在空中翱翔，足球在綠茵場上飛滾，連靜靜的山川也在“坐地日行八萬里”……宇宙中的一切物體都在不停地運動，無論是巨大的天體，還是微小的原子、分子等．請大家根據剛才觀看的錄像片，回顧初中學過的機械運動，提出一些關于運動的話題．教師總結學生發言，講述機械運動．機械運動：簡稱“運動”．指物體與物體間或是物體的一部分和另部分間相對位置隨時間發生改變的過程，是最基本、最簡單、最普遍的運動形式．機械運動是空間位置隨時間變化的體現．這里涉及到空間和時間的問題．師：古希臘杰出的哲學家、科學家、圣賢——亞里士多德曾說過“不了解運動，就不了解自然”，這句話向我們提出了嚴峻的挑戰．我們要充滿信心，迎接這一挑戰．指導學生快速閱讀教材第一段，并粗看這節課的黑體字標題，提出問題：要描述物體的機械運動，本節課將從哪幾個方面去描述?學生通過閱讀、思考，對本節涉及的概念有個總體印象，知道這些概念都是為了進一步描述物體的運動而引入的，要研究物體的運動首先從學好這些基本概念人手．師：我們在剛才的錄像片中看到：汽車在公路上飛馳，江水在咆哮著奔向遠方，鳥兒在飛翔，樹葉在搖動，高山上流水，瀑布直瀉千尺，雪花在空中飛舞……(放映錄像)(播放“神舟”五號升空的錄像片)“2003年10月15日，一個令人驕傲的日子，一個彪炳史冊的日子，我國第一艘載人飛船滿載著全國人民的希望成功升空．”師：飛船在茫茫太空中遨游，假如你是文學家，你如何描述它的運動呢?參考：文學家的描述：《光明日報)2003年10月17日第一版，作者歐陽中石“凌云戲月游銀漢，轉瞬翔天過太空．”師：如果你是科學家，你又將如何描述呢?這就是我們今天要研究的課題——認識運動板書：§1.1質點參考系和坐標系[新課教學]一、物體和質點針對上面看過的錄像，老師提出問題：請你描述出一些運動，詳細描述物體的運動有什么困難?足球向前球體滾動雄鷹向前翅膀上下發現描述物體運動不容易，我們需要了解物體各部分運動的區別嗎?問：可以將問題簡化嗎？為什么？要準確描述物體的運動，特別是物體各部分的詳細運動情況，并不是一件很容易的事．因為物體本身都有一定的大小和形狀，物體各部分的運動情況一般并不一樣．師：在剛才看過的錄像片中，我們見到了楊利偉，看到了“神舟”五號．據報道，“神舟”五號飛船載人艙長7．4m，直徑2．8m，用長58m、重達480t的“長征”2號火箭發射．升空后，顯示在指揮部熒光屏上的僅是一個小小的光點．科學家研究它在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速度、運動軌道等問題時，需要考慮它本身的大小和形狀嗎?生：不需要，我們可以用熒光屏上的小光點代替這個“龐大”的飛船呀!引入質點：用來代替物體的有質量的點．（板）根據所研究問題的性質和需要，抓住問題中的主要因素，忽略次要因素，建立一種理想化的模型，使復雜問題得到簡化，這是一種重要的科學研究方法．引子；乒乓球小而輕，直徑僅4cm，質量約2．7g．運動員研究各種旋轉球的打法時，要關注球的受力部位和受力方向對旋轉的影響．這種情況下，必須考慮到球的大小和形狀，不能把它簡化為一個點．[討論與交流](供參考)1．地球是一個龐然大物，直徑約為12800km，與太陽相距1．5Xl08參考答案：若研究地球繞太陽公轉時，由于地球本身的大小比地球到太陽的距離小得多，則可以把地球看作質點；但若研究地面上各處季節變化時，則不能把其看作質點．2．撐桿跳高是一項非常刺激的體育運動項目，一般來說可以把撐桿跳運動分為如下幾個階段：助跑、撐桿起跳、越過橫桿．討論并思考后回答，在下列幾種情況下運動員能否被看作質點，從中體會質點模型的建立過程．(1)教練員針對訓練錄像糾正運動員的錯誤時，能否將運動員看成質點?(2)分析運動員的助跑速度時，能否將其看成質點?(3)測量其所跳高度(判斷其是否打破紀錄)時，能否將其看成質點?參考答案：(1)不能，糾正錯誤動作時不能忽略運動員的姿勢及動作，也就是說不能忽略運動員的形狀和大小．(2)能，分析助跑速度時，可以忽略運動員的姿勢及動作．(3)能．3．物理中的“質點”跟幾何中的點有什么相同和不同之處?參考答案：相同之處為：都是沒有形狀和大小的點．不同之處為：質點是實際物體的抽象，它具有一定的物理內涵，不僅具有物體的全部質量，而且是一個相對的概念；幾何學中的點沒有質量，僅表示一個位置，而且應該是“絕對得小”．師：請同學們對質點進行小結：生：對質點小結：1．質點是一種科學抽象，是一種理想化的模型．2．質點是對實際物體的近似，這也是物理學中常用的一種重要的研究方法．3．一個物體能否看成質點，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計，而跟自身體積的大小、質量的多少和運動速度的大小無關．4．一個物體能否被看作質點，取決于所研究問題的性質．即使是同個物體，在研究的問題不同時，有的情況下可以看作質點，而有的情況可能不可以看作質點.(課堂探究)親自做一做、試一試，書本在下列情景中能否被看成質點．1．沿一個方向推動桌面上的書本，如果測量書本移動的距離，是否可以將書本視為質點，為什么?2．如果測定書本經過桌面上方某一定點所需要的時間，是否可以將書本視為質點，為什么?3．還有什么情況下書本可以被視為質點?什么情況下書本不能被視為質點?參考答案：1．沿同一個方向移動書本時，書本各部分的運動情況完全相同，可以將它視為質點．2．相對桌面上方的某一定點來說，書本本身的長度(或寬度)不能忽略，并對經過該定點位置所需要的時間起決定作用，所以這種情況下不能將書視為質點。3．答案視學生提出的問題而定(根據學生提出的各種情景，老師進行準確恰當的點撥)．說明：將物體看作質點的條件：(1)平動的物體可以看作質點，一般研究物體的轉動時不能把物體看作質點．(2)物體有轉動，但物體的轉動不是我們所要研究的主要問題時，物體本身的形狀和大小已變成了次要因素．(3)物體本身的大小對所研究的問題不能忽略時，不能把物體看作質點，如研究火車過橋的時間時就不能把火車看作質點．[課堂訓練)1．下列關于質點的說法中，正確的是A．體積很小的物體都可看成質點B．質量很小的物體都可看成質點C.不論物體的質量多大，只要物體的尺寸跟物體間距相比甚小時，就可以看成質點D．只有低速運動的物體才可看成質點，高速運動的物體不可看作質點答案：C2．在以下的哪些情況中可將物體看成質點?(1)研究某學生騎車回校的速度．(2)對這位學生騎車姿勢進行生理學分析．(3)研究火星探測器從地球到火星的飛行軌跡．(4)研究火星探測器降落火星后如何探測火星的表面．答案：(1)(3)3．下列情形中的物體可以看作質點的是………（）A.跳水冠軍郭晶晶在跳水比賽中B.一枚硬幣用力上拋，猜測它落地時是正面朝上還是反面朝上C.奧運會冠軍邢慧娜在萬米長跑中D．花樣滑冰運動員在比賽中答案：C二、參考系引子：請你設想一下，你和一位同伴正坐在火車中去旅行在飛快地離去，鐵路邊的人看到火車中的乘客，而乘客自己卻認為自己是靜止的；教師可展示F1ash動畫課件，動畫內容描述為：兩位同學在路邊看到急馳而過的一輛小汽車，大聲叫喊，“唉呀!你看他們跑得真快啊!”車中的人對司機說：“你動了嗎?”引導學生分析片中的對話．為什么路邊的同學說車上的人跑得快?為什么車中的一個人又認為他和司機沒有動?投影教材中的圖1．1—3圖，讓學生自己分析，教師加以引導．生1：車中兩個小孩都是靜止的，他們都沒動．生2：這兩個小孩是運動的，因為在車窗玻璃上有幾個線條表示“風”，這是畫家描述運動時常用的手法．師：兩個小孩和車都是運動的，這是相對地面來說的，而兩個小孩之間是相對靜止的，他們的相對位置沒有改變．師：平時我們說樹木、房屋是靜止的，行駛的汽車是運動的，這是以地面作標準來說的．坐在行駛的火車里的乘客，認為自己是靜止的，而在車廂里走動的乘務員在運動，他還認為路旁的樹木在向后倒退，這些都是以車廂作標準來說的．在描述一個物體的運動時，選來作為標準的另外的物體——參考系．參考系：任何運動都是相對于某個參照物而言的，這個選來作標準的參照物稱為參考系．[討論與交流]與同桌和前排(或后排)同學組成四人一組，思考并交流討論下列描述中隱含的參考系．展示問題：1．電影《閃閃的紅星》中有兩句歌詞：“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”這其中分別描述了兩種運動情景，那么它們分別是以什么為參考系的?2．“月亮在蓮花般的云朵里穿行．”3．坐在美麗的校園內學習毛澤東的詩句“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”時，我們感覺是靜止不動的．這與詩句里的描述是否矛盾?說明理由．4．敦煌曲子詞中有這樣的詩句：“滿眼風波多閃爍，看山恰似走來迎，仔細看山山不動，是船行．”其中“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別是什么?[課堂交流](分四小組進行)師：下述物理過程中選擇什么為參考系較恰當?課件投影問題：1．2004年，所有的目光都集中在火星．繼美國宇航局的兩臺火星探險漫游者“勇氣”號和“機遇”號之后，歐洲的火星快車飛船已順利地將“獵兔犬”2號火星登陸車投放至火星表面．從地球表面向火星發射火星探測器的過程中，若要研究探測器的運動情況，各應選擇什么為參考系?2．在印度洋海嘯救災中，從水平勻速航行的飛機上向受災的地區空投救災物資．在不考慮空氣阻力的情況下，飛機上的人以飛機作參考系，他看到投下的物體是沿什么路線下落的?地面上的人以地面作參考系，觀察被投下的物體又是沿著什么路線下落的?3．第一次世界大戰期間的一次空戰中，一個法國飛行員正在2000米高的空中飛行，忽然，他發現臉旁好像有一個小東西在飛舞，他以為是一只小昆蟲，于是就伸手輕松地把它抓了過來，仔細一看，把他嚇出一身冷汗來．他抓住的不是別的，是德國飛機射向他的一顆子彈。請根據上述信息討論回答以下問題，并注意體會參考系的選取與運動的相對性．(1)子彈飛得那么快(一般為幾百米每秒)，為什么沒有把他的手打穿?體會一下，同一物體相對于不同的參考系運動狀態相同嗎?(2)受類似現象的啟發，人們實現了飛機在飛行途中進行空中加油，在航天飛行中，宇宙飛船發射到太空和正在繞地球運動的空間站實行空中對接．實現“空中加油”和“空中對接”應滿足的基本條件是什么?4．1997年6月10日，在我國西昌衛星發射中心用“長征一號”運載火箭成功發射的“風云二號A”氣象衛星，是我國研制成功的第一顆靜止氣象衛星，設計工作歷時三年．2000年6月25日，“長征三號”運載火箭又將我國自行研制的第二顆“風云二號B”氣象衛星成功發射上天，在太空中順利完成與A星的“新老交替”，最終定點在東經105°赤道上空，向地面傳回中國及周邊地區的高質量的氣象資料．(1)上述材料中的“靜止氣象衛星”最終定點在東經105°赤道上空，是以誰為參考系來描述衛星的運動的?(2)具有上述特點的衛星稱為“同步衛星”．除了“氣象衛星”外，“同步衛星”還有什么用途?[課堂探究]一跳傘運動員在下落過程中，看到身旁的直升機在向上運動，則直升機相對于地面的運動情況是怎樣的?參考答案：跳傘運動員在下落過程中，看到身旁的直升機在向上運動，是以自己作參考系，即以跳傘運動員為標準，它們間的距離在不斷增大．如果以地面為參考系，這種情況的出現有以下幾種可能性：(1)直升機靜止在空中不動；(2)直升機向上升；(3)直升機下落，但速度比跳說明：為了確定物體的位置和描述物體的運動而被選作參考的物體或物體系叫做參考系．如果物體相對于參考系的位置在變化，則表明物體相對于該參考系在運動；如果物體相對于參考系的位置不變，則表明物體相對于該參考系是靜止的．同一物體相對于不同的參考系，運動狀態可以不同．在運動學中，參考系的選擇可以是任意的．研究和描述物體運動，只有在選定參考系后才能進行．如何選擇參考系，必須從具體情況來考慮．例如，一個星際火箭在岡0發射時，主要研究它相對于地面的運動，所以把地球選作參考系．但是，當火箭進入繞太陽運行的軌道時，為研究方便，便將太陽選作參考系．為研究物體在地面上的運動，選地球作參考系最方便，例如，觀察坐在飛機里的乘客，若以飛機為參考系來看，乘客是靜止的；若以地面為參考系來看，乘客是在運動．因此，選擇參考系是研究問題的關鍵之一．組織學生小結并作好適時適度的引導：(1)運動和靜止都是相對于參考系的．(2)參考系的選取是任意的．(3)選擇不同的參考系，觀察的結果可能不一樣，也可能一樣．(4)選擇參考系時，應使物體運動的描述盡可能簡單、方便．(5)比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系才有意義．三、坐標系展示問題：（小偷偷東西被發現，原因GPS來確定方位）有時需要準確地描述某個物體所在的位置，如地理上用緯度和經度來確定某個地點在軍事、大地測量等領域常采用全球衛星定位系統(GPS)來確定方位．要準確地描述物體的位置及位置變化需要建立坐標系．如果物體在一維空間運動，即沿一條直線運動，只需建立直線坐標系，就能準確表達物體的位置；如果物體在二維空間運動，即在同一平面運動，就需要建立平面直角坐標系來描述物體的位置；當物體在三維空間運動時，則需要建立三維直角坐標系來描述．[課堂探究]創設一個實例讓學生思考，可以結合本地實際選取相應的例子．參考示例：如圖1—1—1所示，一輛汽車從天安門沿長安街駛向西單、南菜園方向，思考汽車的位置隨時間怎樣變化?問題：1．如何選擇坐標軸和正方向?2．如何選擇坐標原點?3．如何確定坐標軸上的刻度值?師：對質點的直線運動，一般選質點的運動軌跡為坐標軸，質點運動的方向為坐標軸的正方向，選取質點經過坐標軸原點的時刻為時間的起點．師：畫坐標系時，必須標上原點、正方向和單位長度．[課堂訓練]一質點在x軸上運動，各個時刻的位置坐標如下表：(1)請在下面的x軸上標出質點在各時刻的位置．(2)哪個時刻離坐標原點最遠?有多遠?參考答案：（1)如圖1—1—3標注：(2)在第4s末的位置坐標是一7m，說明這一時刻質點離開坐標原點的距離為7m，在x軸的負向上，為最遠，而其他幾個都不是最遠的．問題：田徑場上，描述百米運動員在運動中的位置，需建立什么樣的坐標系?描述800米賽跑運動員在運動中的位置需建立什么樣的坐標系?足球場上，描述足球運動員的位置需建立什么樣的坐標系?要描述足球的位置呢?參考答案；百米運動員是在一條直線上運動，所以應建立直線坐標系；800米賽跑運動員不是在一條直線上運動，而是在一個平面內運動，所以應建立平面直角坐標系；足球運動員也是在球場平面內運動，也要建立平面直角坐標系，而足球的運動可以在草坪上進行，也可以在空中飛行，所以要建立立體空間直角坐標系．學生閱讀教材“科學漫步”欄目并思考書中提出的問題．參考答案：從GPS定位器上顯示屏中的信息可以知道：第1行的“西”和第2行的“航向267°”表示的是航向，如圖I—1—4所示．“航速0．0km”說明定位器現在相對地面靜止．第3行的“航程1．0kin'是指從出發到現在的里程，“累計13：32”是指從開始啟動定位器到現在的時間．第4行的“N39°55．451’”和“Ell6°23．504’”是指定位器所處位置在北緯39°55．451’、東經116°23．504’．第5行“時間：10：29：57”顯示的是北京時間10點29分57秒．通過地理知識或查閱地圖手冊可以知道定位器此刻正處于北京市城區的西部[小結]本節學習的參考系和質點的概念是運動學甚至整個力學的最基本、最重要的概念，并且還提供了重要的科學思維方法．了解參考系的概念，對于觀察、比較、研究物體的運動有實際的意義．同學們要明白，嚴格意義上的“有質量的點”實際上是不存在的，是一種理想化模型，是對實際物體的近似，是一種科學抽象．自然界中任何一種事物及其運動變化，都是比較復雜的，研究問題，要暫時撇開起作用很小的因素，抓住主要因素．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，就可以把它看成質點．[布置作業]教材問題與練習．§1.1運動的認識一、質點：用來代替物體的有質量的點．(1)質點是一種科學抽象，是一種理想化的模型．(2)質點是對實際物體的近似，這也是物理學中常用的一種重要的研究方法．(3)一個物體能否看成質點，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計，而跟自身體積的大小、質量的多少和運動速度的大小無關．二、參考系：任何運動都是相對于某個參照物而言的，這個選來作標準的參照物稱為參考系．(1)運動和靜止都是相對于參考系的．(2)參考系的選取是任意的。(3)選擇不同的參考系，觀察的結果可能不一樣，也可能一樣．(4)選擇參考系時，應使物體運動的描述盡可能簡單、方便．(5)比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系才有意義．三、坐標系(1)描述直線運動的物體的位置變化，可以建立一維直線坐標系．(2)描述平面上運動的物體的位置變化，可以建立二維平面直角坐標系．(3)描述立體空間內運動的物體的位置變化，可以建立三維立體空間坐標系．學生活動生1：宇宙中一切物體都處在永恒的運動中．生2：運動是絕對的，靜止是相對的．生3：物體空間位置隨時間的變化就是機械運動，片中記錄了大量物體的運動情景．生4：描述物體的運動要選擇參照物．生5：“坐地日行八萬里”，我怎么沒感覺到呢?討論：學生討論：因為物體本身都有一定的大小和形狀，物體各部分的運動情況一般并不一樣．1解析：一個實際物體能否看成質點，跟它體積的絕對大小、質量的多少以及運動速度的高低無關，決定于物體的尺寸與物體間距相比的相對大小．例如，地球可稱得上是個龐然大物，其直徑約為1．28X107m，質量達到6X10242解析：根據質點的定義，研究學生騎車回校的速度只是討論學生與學校之間的位置隨時間的變化關系，無須討論學生的騎車動作和自行車的行駛方法原理，故可把其看成質點．對學生的騎車姿勢進行分析時，學生的身軀和四肢就構成研究的對象，故不能把學生看成質點．火星探測器的大小相對地球與火星的距離在尺寸上完全可以忽略不計，故可把其看成質點．當火星探測器在火星表面探測火星，則探測器的動作直接影響探測的效果，所以，此時火星探測器不能看成質點．3解析：在跳水比賽中，人們要觀察跳水運動員的優美動作，包括空中的和入水時的動作，所以不能看作質點，故A錯．硬幣是正面朝上還是反面朝上，與硬幣的形狀有密切關系，所以不能看作質點，故B錯．邢慧娜在萬米長跑中是可以看成質點的，因為在長跑中主要看她所用的時間，不考慮本身的形狀和大小，所以可以看成質點，故C正確．花樣滑冰運動員在比賽中主要是觀察滑冰的動作，即“花樣”，所以不能看作質點，故D錯．參考答案：1．河岸竹排．2．云朵3．地心、地面．這種說法不矛盾，是參考系的選擇不同．人隨地球一起圍繞地軸自轉，而地球赤道周長大約是s＝4．0X104krn，即大約為八萬里．4．這兩種現象是由于選取的參考系不同造成的．第一種現象是以人為參考系，人看到遠處的山向人靠近；第二種現象是以地面為參考系，山是靜止的，船在行駛．1參考答案：前者為地球，后者為火箭．2參考答案：前者為豎直直線，后者為曲線(拋物線)．3參考答案：(1)因同一物體相對于不同的參考系有不同的運動狀態，相對于發射子彈的槍而言，子彈的初速度雖然為幾百米每秒，但相對于其他以不同方向和速度運動著的物體，其運動速度就會有明顯不同．當子彈和飛機的速度大小方向相同，則子彈相對于飛機靜止，即出現上述情況．(2)除了飛行員具有高超的飛行技術外，相對于同一參考系時兩個“物體”的速度要相同，即二者相對速度為零，處于相對靜止狀態即可完成．4參考答案：(1)是以地球為參考系，且處于相對靜止狀態(2)通訊衛星．課題§1.2時間和位移課型新授課（2課時）教學目標知識與技能1．知道時間和時刻的區別和聯系．2．理解位移的概念，了解路程與位移的區別．3．知道標量和矢量，知道位移是矢量，時間、時刻和路程是標量．4．能用數軸或一維直線坐標表示時刻和時間、位置和位移．5．知道時刻與位置、時間與位移的對應關系．過程與方法1．圍繞問題進行充分的討論與交流，聯系實際引出時間、時刻、位移、路程等，要使學生學會將抽象問題形象化的處理方法．2．會用坐標表示時刻與時間、位置和位移及相關方向3．會用矢量表示和計算質點位移，用標量表示路程．情感態度與價值觀1．通過時間位移的學習，要讓學生了解生活與物理的關系，同時學會用科學的思維看待事實．2．通過用物理量表示質點不同時刻的不同位置，不同時間內的不同位移(或路程)的體驗，領略物理方法的奧妙，體會科學的力量．3．養成良好的思考表述習慣和科學的價值觀．4．從知識是相互關聯、相互補充的思想中，培養同學們建立事物是相互聯系的唯物主義觀點．教學重點、難點教學重點1．時間和時刻的概念以及它們之間的區別和聯系2．位移的概念以及它與路程的區別．教學難點1．幫助學生正確認識生活中的時間與時刻．2．理解位移的概念，會用有向線段表示位移．教學方法探究、講授、討論、練習教學手段教具準備多媒體課件教學活動[引入新課]師：上節課我們學習了描述運動的幾個概念，大家想一下是哪幾個概念?生：質點、參考系、坐標系．師：大家想一下，如果僅用這幾個概念，能不能全面描述物體的運動情況?生：不能．師：那么要準確、全面地描述物體的運動，我們還需要用到哪些物理概念?一部分學生可能預習過教材，大聲回答，一部分學生可能忙著翻書去找．師指導學生快速閱讀教材第一段，并粗看這節課的黑體字標題，提出問題：要描述物體的機械運動，本節課還將從哪幾個方面去描述?生通過閱讀、思考，對本節涉及的概念有個總體印象，知道這些概念都是為了進一步描述物體的運動而引入的，要研究物體的運動還要學好這些基本概念．引言：宇宙萬物都在時間和空間中存在和運動．我們每天按時上課、下課、用餐、休息。從幼兒園、小學、中學，經歷一年又一年，我們在時間的長河里成長．對于時間這個名詞，我們并不陌生，你能準確說出時間的含義嗎?物體的任何機械運動都伴隨著物體在空間中位置的改變，你們用什么來量度物體位置的改變呢?這就是我們今天要研究的課題——§1.2時間和位移．[新課教學]一、時刻和時間間隔[討論與交流]指導學生仔細閱讀“時刻和時間間隔”一部分，然后用課件投影展示本校作息時間表．師：同時提出問題；1．在我校的作息時間表上，你能找出更多的時刻和時間間隔嗎?2．結合教材，你能列舉出哪些關于時間和時刻的說法?3．觀察教材第14頁圖1．2—1，如何用數軸表示時間?學生在教師的指導下，自主閱讀，積極思考，然后每四人一組展開討論，每組選出代表，發表見解，提出問題．生：我們開始上課的“時間”：8：00就是指的時刻；下課的“時間”：8：45也是指的時刻．這樣每個活動開始和結束的那一瞬間就是指時刻．生：我們上一堂課需要45分鐘，做眼保健操需要5分鐘，這些都是指時間間隔，每一個活動所經歷的一段時間都是指時間間隔．師：根據以上討論與交流，能否說出時刻與時間的概念．教師幫助總結并回答學生的提問．師：時刻是指某一瞬時，時間是時間間隔的簡稱，指一段持續的時間間隔。兩個時刻的間隔表示一段時間．讓學生再舉出一些生活中能反映時間間隔和時刻的實例，并讓他們討論．教師利用課件展示某一列車時刻表，幫助學生分析列車運動情況．(展示問題)根據下列“列車時刻表”中的數據，列車從廣州到長沙、鄭州和北京西站分別需要多長時間?T15站名T1618：19北京西14：5800：3500：41鄭州08：4208：3605：4905：57武昌03：2803：2009：1509：21長沙23：5923：5l16：25廣州16：52參考答案：6小時59分、15小時50分、22小時零6分．(教師總結)師：平常所說的“時間”，有時指時刻，有時指時間間隔，如有人問你：“你們什么時間上課啊?”這里的時間是指時間間隔嗎?生：不是，實際上這里的時間就是指的時刻．師：我們可以用數軸形象地表示出時刻和時間間隔．教師課件投放教材圖1．2—1所顯示的問題，將其做成F1ash動畫．學生分組討論，然后說說怎樣用時間軸表示時間和時刻．生：時刻：在時間坐標軸上用一點來表示時刻．時間：兩個時刻的間隔表示一段時間．一段時間在時間坐標軸上用一線段表示．師：為了用具體數字說明時間，必須選擇某一時刻作為計時起點，計時起點的選擇是人為的．單位秒(s)．師：下圖1—2—1給出了時間軸，請你說出第3秒，前3秒，第3秒初第3秒末，第n秒的意義．答：1．學習了時間與時刻，藍仔、紅孩、紫珠和黑柱發表了如下一些說法，正確的是…()A.藍仔說，下午2點上課，2點是我們上課的時刻B．紅孩說，下午2點上課，2點是我們上課的時間C．紫珠說，下午2點上課，2點45分下課，上課的時刻是45分鐘D．黑柱說，2點45分下課，2點45分是我們下課的時間答案：A2．關于時刻和時間，下列說法中正確的是…………………()A.時刻表示時間較短，時間表示時間較長B．時刻對應位置，時間對應位移C.作息時間表上的數字表示時刻D．1min內有60個時刻答案：BC解析：緊扣時間和時刻的定義及位置、位移與時刻、時間的關系，可知B、C正確，A錯．一段時間內有無數個時刻，因而D錯．以下提供幾個課堂討論與交流的例子，僅供參考．[討論與交流]：我國在2003年10月成功地進行了首次載人航天飛行．10月15日09時0分，“神舟”五號飛船點火，經9小時40分50秒至15日18時40分50秒，我國宇航員楊利偉在太空中層示中國國旗和聯合國旗，再經11小時42分10秒至16日06時23分，飛船在內蒙古中部地區成為著陸．在上面給出的時間或時刻中，哪些指的是時間，哪些又指的是時刻?參考答案：這里的“10月15日09時0分二、路程和位移(情景展示)中國西部的塔克拉瑪干沙漠是我國最大的沙漠，在沙漠中，遠眺不見邊際，抬頭不見飛鳥．沙漠中布滿了100～200m高的沙丘．像大海的巨浪，人們把它稱為“死亡之海”．許多穿越這個沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而喪生．歸結他們失敗的原因都是因為在沙漠中搞不清這樣三個問題：我在哪里?我要去哪里?選哪條路線最佳?而這三個問題涉及三個描述物體運動的物理量：位置、位移、路程．師：(投影中國地圖)讓學生思考：從北京到重慶，觀察地圖，你有哪些不同的選擇?這些選擇有何相同或不同之處?生：從北京到重慶，可以乘汽車，也可以乘火車或飛機，還可以中途改變交通工具．選擇的路線不同，運動軌跡不同，但就位置變動而言，都是從北京來到了重慶．師：根據上面的學習，你能給出位移及路程的定義嗎?生：位移：從物體運動的起點指向運動的終點的有向線段．位移是表示物體位置變化的物理量．國際單位為米(m)．路程：路程是質點實際運動軌跡的長度．（板）在坐標系中，我們也可以用數學的方法表示出位移．實例：質點從A點運動到B點，我們可以用有方向的線段來表示位移，從初始位置A向末位置B畫有向線段，展示教材圖1．2—3．[討論與交流]請看下面的一段對話，找出里面的哪些語言描述了位置，哪些語言描述了位置的變動．哪些是指路程，哪些是指位移．甲：同學，請問紅孩去哪里了?乙：他去圖書室了，五分鐘前還在這兒．甲：圖書室在哪兒?乙指著東北的方向說：在那個方位．甲：我還是不知道怎么走過去，有最近的路可去嗎?乙：你可以從這兒向東到孔子像前再往北走，就能看見了．丙加入進來，說道；也可以先向北走，再向東，因為那邊有好風景可看．甲：最近要多遠?乙：大概要三百米吧．丙開玩笑說；不用，你如果能從索道直線到達也就是一百米．乙：別騙人了，哪有索道啊!丙：我是開玩笑的，那只好辛苦你了，要走曲線．甲：謝謝你們兩位，我去找他了．學生分組討論后，選代表回答問題．生1：乙手指的方向——東北，就是甲在找紅孩的過程中發生的位移的方向．生2：里面的三百米是指路程，一百米的直線距離是指位移的大小．生3：他們談話的位置和圖書室是兩個位置，也就是甲在找紅孩過程中的初末位置．請你舉出生活中更常見的例子說明路程和位移．（圍繞跑道跑一圈的位移和路程）[討論與思考]1．(用課件展示中國地圖)在地圖上查找上海到烏魯木齊的鐵路．請根據地圖中的比例尺估算一下，坐火車從上海到烏魯木齊的位移和經過的路程分別是多少?閱讀下面的對話：甲：請問到市圖書館怎么走?乙：從你所在的市中心向南走400m到一個十字路口，再向東走300m就到了．甲：謝謝!乙：不用客氣．請在圖1—2—3上把甲要經過的路程和位移表示出來．師：請你歸納一下：位移和路程有什么不同?生1：位移是矢量，有向線段的長度表示其大小，有向線段的方向表示位移的方向．生2：質點的位移與運動路徑無關，只與初位置、末位置有關．生3：位移與路程不同，路程是質點運動軌跡的長度，路程只有大小沒有方向，是標量．教師提出問題師：位移的大小有沒有等于路程的時候?學生討論后回答，并交流自己的看法．生：在直線運動中，位移的大小就等于路程。教師適時點撥，畫一往復直線運動給學生討論．生：在單方向的直線運動中，位移的大小就等于路程．教師總結師：只有在單向直線運動中，位移的大小才等于路程，在其他情況中，路程要大于位移的大小．[課堂訓練]下列關于位移和路程的說法中，正確的是………………（）A位移大小和路程不一定相等，所以位移才不等于路程B位移的大小等于路程，方向由起點指向終點C位移描述物體相對位置的變化，路程描述路徑的長短D位移描述直線運動，路程描述曲線運動答案：C解析：A選項表述的因果關系沒有意義，故A錯．位移的方向可以用從初位置指末位置的有向線段來表示，但位移的大小并不等于路程，往往是位移的大小小于等于路程，故選項B錯．位移和路程是兩個不同的物理量，位移描述物體位置的變化，路程描述物體運動路徑的長短，所以選項C正確．位移的大小和路程不一定相等，只有當物體做單向直線運動時，位移的大小才等于路程．無論是位移還是路程都既可以描述直線運動，也可以描述曲線運動，故選項D也是錯誤的．三、矢量和標量師：像位移這樣的物理量，既有大小又有方向，我們以前學過的物理量很多都只有大小，沒有方向，請同學們回憶并說給大家聽聽．學生討論后回答生：溫度、質量、體積、長度、時間、路程．對于討論中學生可能提出這樣的問題，像電流、壓強這兩個學生學過的物理量，它們是有方向的，但它們仍然是標量．這在以后的學習中會更進一步加深對矢量和標量的認識．學生閱讀課文后，說說矢量和標量的算法有什么不同．生：兩個標量相加遵從算術加法的法則．[討論與思考]一位同學從操場中心A出發，向北走了40m，到達C點，然后又向東走了30m，到達B點．用有向線段表明他第一次、第二次的位移和兩次行走的合位移(即代表他的位置變化的最后結果的位移)．三個位移的大小各是多少?你能通過這個實例總結出矢量相加的法則嗎?解析：畫圖如圖1—2—4所示．矢量相加的法則是平行四邊形法則．[討論與思考]氣球升到離地面80m高空時，從氣球上掉下一物體，物體又上升了10m高后才開始下落，規定向上方向為正方向．討論并回答下列問題，體會矢量的表示方向．(1)物體從離開氣球開始到落到地面時的位移大小是多少米?方向如何?(2)表示物體的位移有幾種方式?其他矢量是否都能這樣表示?注意體會“+”“－”號在表示方向上的作用．解析：(1)一80m，方向豎直向下；(2)到現在有三種：語言表述法，如“位移的大小為80m，方向豎直向下”；矢量圖法；“+”“一”號法，如“規定豎直向上為正方向，則物體的位移為一80m”．[課堂訓練](播放1500m比賽的錄像片斷)在標準的運動場上將要進行1500米賽跑，上午9時20分50秒，發令槍響，某運動員從跑道上最內圈的起跑點出發，繞運動場跑了3圈多，到達終點，成績是4分38秒．請根據上面的信息討論以下問題，并注意題中有關時間、時刻、路程、位置變化的準確含義．(1)該運動員從起跑點到達終點所花的時間是多少?(4分38秒)起跑和到達的時刻分別是多少?(上午9時20分50秒、上午9時25分28秒)(2)該運動員跑過的路程是多少?(1500米)他的位置變化如何?(起跑點到終點的連線)四、直線運動的位置和位移提出問題：我們怎樣用數學的方法描述直線運動的位置和位移?如果物體做的是直線運動，運動中的某一時刻對應的是物體處在某一位置，如果是一段時間，對應的是這段時間內物體的位移．如圖1—2—6所示，物體在時刻t1處于“位置”x1，在時刻t2運動到“位置”x2那么(x2－x1)就是物體的“位移”，記為Δx＝x2－x1可見，要描述直線運動的位置和位移，只需建立一維坐標系，用坐標表示位置，用位置坐標的變化量表示物體位移．在一維坐標系中，用正、負表示運動物體位移的方向．如圖1—2—7所示汽車A的位移為負值，B的位移則為正值．表明汽車B的位移方向為x軸正向，汽車A的位移方向為x軸負向．[小結]時間和時刻這兩個概念是同學們很容易混淆的，同學們要掌握時間坐標軸．在時間軸上，用點表示時刻，用線段表示一段時間間隔．位移和路程是兩個不同的物理量，位移是用來表示質點變動的，它的大小等于運動物體初、末位置間的距離，它的方向是從初位置指向末位置，是矢量；而路程是物體實際運動路徑的長度，是標量．只有物體做單向直線運動時，其位移大小才和路程相等，除此以外，物體的位移的大小總是小于路程．找位移的最好辦法是從初位置到末位置間畫有向線段．有向線段的方向就是位移的方向，有向線段的長度就是位移的大小．時刻對應位置，時間對應位移．在位置坐標軸上，用點來表示位置，用有向線段來表示位移．本節課用到的數學知識和方法：用數軸來表示時間軸和位移軸，在時間軸上，點表示時刻，線段表示時間間隔．要選計時起點(零時刻)，計時起點前的時刻為負，計時起點后的時刻為正；在位移軸上，點表示某一時刻的位置，線段表示某段時間內的位移．要選位置參考點(位置零點)，直線運動中，可選某一單一方向作為正方向，朝正方向離開參考點的位置都為正，朝負方向離開參考點的位置都為負．位移方向與規定方向相同時為正，相反時為負．標量遵從算術加法的法則，矢量遵從三角形定則(或平行四邊形定則，以后會學到，不讓學生知道)．[布置作業]§1.2時間和位移1.時間 時間是時間間隔的簡稱，指一段持續的時間間隔。兩個時刻的間隔表示一段時間，在時間坐標軸上對應于一段2.時刻 時刻是指某一瞬時，在時間坐標軸上對應于一點3.位移 初位置指向末位置的有向線段表示位移，描述物體位置的改變，是矢量，與運動路徑無關，只由初末位置決定4.路程 質點運動軌跡的長度，是標量，取決于物體運動路徑5.矢量 矢量既有大小，又有方向6.標量 只有大小，沒有方向，標量相加遵從算術加法的法則7.位置 用坐標表示位置8.位移 用位置坐標的變化量表示物體位移學生活動1.解析：下午2點上課、2點45分下課是指一瞬間，是時刻；上課歷時45分鐘是指一段時間間隔，是時間．故選A．高中物理課堂教學教案年月日課題§1.3運動快慢的描述——速度課型新授課（2課時）教學目標知識與技能1．理解物體運動的速度．知道速度的意義、公式、符號、單位、矢量性．2．理解平均速度的意義，會用公式計算物體運動的平均速度，認識各種儀表中的速度．3．理解瞬時速度的意義．4．能區別質點的平均速度和瞬時速度等概念．5．知道速度和速率以及它們的區別．過程與方法1．通過描述方法的探索，體會如何描述一個有特點的物理量，體會科學的方法，體驗用比值定義物理量的方法．2．同時通過實際體驗感知速度的意義和應用．3．讓學生在活動中加深對平均速度的理解．通過生活中的實例說明平均速度的局限性．4．讓學生在相互交流中逐漸領會瞬時速度與平均速度的關系，同時初步領略極限的思想并初步領會數學與物理相結合的方法，進而直接給出瞬時速度的定義．5．會通過儀表讀數，判斷不同速度或變速度．情感態度與價值觀1．通過介紹或學習各種工具的速度，去感知科學的價值和應用．2．了解從平均速度求瞬時速度的思想方法，體會數學與物理間的關系．3．培養學生認識事物的規律：由簡單到復雜．培養學生抽象思維能力．4．培養對科學的興趣，堅定學習思考探索的信念．教學重點、難點教學重點速度、瞬時速度、平均速度三個概念，及三個概念之間的聯系．教學難點對瞬時速度的理解．教學方法探究、講授、討論、練習教學手段教具準備：多媒體課件教學活動[新課導入]師：為了描述物體的運動，我們已經進行了兩節課的學習，學習了描述運動的幾個概念，大家還記得是哪幾個概念?生：質點、參考系、坐標系；時間、時刻、位移和路程．師：當物體做直線運動時，我們是用什么方法描述物體位移的?生：用坐標系．在坐標系中，與某一時刻t1對應的點x1表示tl時刻物體的位置，與另一時刻t1對應的點x2表示時刻t2物體的位置，則△x＝x2一xl，就表示從t1到t2這段時間內的位移．師：我們已經知道位移是描述物體位置變化的物理量，能不能說，物體的位移越大，物體運動得就越快?學生討論后回答，不能．因為物體的運動快慢與運動的時間有關．師：那么，如何來描述物體運動的快慢?教師指導學生快速閱讀教材中的黑體字標題，提出問題：要描述物體運動的快慢，本節課將會學到哪些概念(物理量)?學生通過閱讀、思考，對本節涉及的概念有個總體印象，知道這些概念都是為了描述物體運動的快慢而引入的，要研究物體運動的快慢還要學好這些基本概念．(板書)§1.3運動快慢的描述——速度[新課教學]一、坐標與坐標的變化量教師指導學生仔細閱讀“坐標與坐標的變化量”一部分．[討論與交流]以百米賽跑為例，你參加賽跑的跑道是筆直的，你能說明“坐標”與“坐標的變化量”有何不同，又有何聯系?學生討論后回答生：坐標用來表示位置，坐標的變化量表示位移，比如，我在起點的位置、我在終點的位置或我在全程中點的位置(50m處)等，都可以在建立坐標系后用坐標上的點來表示，而在我從起點跑到終點的這段過程中，我的位移可以用起點和終點間的坐標變化量來表示．課件投影圖1—3—l，讓學生觀察，用數軸表示坐標與坐標的變化量，能否用數軸表示時間的變化量?[思考與討論]1．圖1—3—l中汽車(質點)在向哪個方向運動?2．如果汽車沿。軸向另外一個方向運動，位移Δx是正值還是負值?學生在教師的指導下，自主探究，積極思考，然后每四人一組展開討論，每組選出代表，發表見解，提出問題．教師幫助總結并回答學生的提問．生：汽車在沿x軸正方向運動，圖示汽車從坐標x1＝10m，在經過一段時間之后，到達坐標x2＝30m處，則Δx＝x2－x1＝30m一10m＝20m，位移Δx>0，表示位移的方向沿x軸正方向．師：我們的這種數學表述是與實際的物理情景相一致的，比如，汽車沿筆直的公路向東行駛，我們可以規定向東作為x軸的正方向，來討論汽車的位置和位移．[課堂訓練]教師用課件投影出示題目，并組織學生獨立思考后解答：綠妹在遙控一玩具小汽車，她讓小汽車沿一條東西方向的筆直路線運動，開始時在某一標記點東2m處，第1s末到達該標記點西3m處，第2s末又處在該標記點西1m處．分別求出第1s內和第2s內小車位移的大小和方向．(對應的時刻怎樣表示)答案：小車在第1s內的位移為5m，方向向西；第2s內的位移為一2m，方向向東．解析：根據題意可建立一維直線坐標系，以題中所述標記點為參考坐標原點，向西方向為x軸正方向．則質點的初始位置坐標為x0＝一2m，第ls末的位置坐標為x1＝3m，第2s末的位置坐標為x2＝1m．這樣可以根據位置坐標的變化量表示一段時間內的位移．小車在第1s內的位移Δx1＝x1－x0＝3m一(一2m)＝5m，在第2s內的位移Δx2＝x2－x1＝1m一3m=－2m，如圖1—3—2所示．(對應的時刻怎樣表示Δt＝t2－t1)二、速度展示問題(播放比賽片段)：北京時間8月28日凌晨2點40分，雅典奧林匹克體育場，這是一個值得所有中國人銘記的日子，21歲的上海小伙劉翔像閃電一樣，挾著狂風與雷鳴般的怒吼沖過終點，以明顯的不可撼動的優勢獲得奧運會男子110米欄冠軍，12秒91的成績平了由英國名將科林·約翰遜1993年8月20日在德國斯圖加特創造的世界紀錄，改寫了奧運會紀錄．師：那么請問我們怎樣比較哪位運動員跑得快呢?有幾種方法呢?試舉例說明．學生討論、思考并回答．生1：同樣的位移，比較所用時間的長短，時間短的，運動得快．例如劉翔在110米欄比賽中所用的時間最短，跑得最快，所以他奪得了金牌．生2：也可以用相同的時間，比較通過的位移，位移大的，運動得快．假如用相同的時間，劉翔將跑得更遠，說明劉翔跑得更快．師：請同學們再多想一些比較快慢的例子，哪些是用相同位移比時間，哪些是用相同時間比位移的?生1：我們在校運動會上，百米賽跑就是相同位移比時間．生2：我親身經歷了，在校運動會前，我們班主任在選拔百米跑運動員的時候，他沒有秒表，而是用目測的方法來估計哪位同學跑得最快．他讓我們同時起跑，看誰跑得最遠．我看這種方法就是相同時間比位移．師：由上分析可知，運動的快慢跟運動的時間及通過的位移都有關系．物理學中用速度來描述物體運動的快慢程度．[討論與交流]師：以下有四個物體，請同學們來比較一下它們運動的快慢程度．初始位置(m)經過時間(s)末了位置(m)A．自行車沿平直道路行駛020100B．公共汽車沿平直道路行駛010100C火車沿平直軌道行駛500301250D．飛機在天空直線飛行500102500師：如何比較A和B、B和D、B和C的運動快慢?生1：比較A和B：它們經過的位移相同(都是100m)，A用的時間長(20s)，B用的時間短(10s)．在位移相等的情況下，時間短的運動得快，即汽車比自行車快．生2：比較B和D：它們所用的時間相同(都是10s)，B行駛了100m，D飛行了2000m，B行駛的位移比D短，在時間相等的情況下，位移大的運動得快，即飛機比汽車快．生3：比較B和C；它們的位移不同，所用的時間也不同，要比較它們的運動快慢，只有計算它們平均每秒鐘位移的大小量．單位時間內位移大的運動得快，由上列表可算出以上四個物體每秒鐘位移大小分別為5m、10m、25m、200m，這說明飛機行駛得最快．師：我們為了比較物體的運動快慢，可以用位移跟發生這個位移所用時間的比值，表示物體運動的快慢，這就是速度．師：速度公式v=Δx/Δt單位：國際單位m/s或m·s-1常用單位km/h或km·h-1,㎝/s或㎝·s-1生：我們在初中也學過速度，不過那時是路程跟時間的比值．它們一樣嗎?師：那時那樣講是限于當時同學們的接受能力，大家想一下，什么條件下路程等于位移的大小呢?生：在單方向的直線運動中。師：初中我們學的速度是路程跟時間的比值．在單向直線運動中，它與位移跟時間的比值是相等的．現在我們學習的速度概念更嚴謹．路程與所用時間的比值是另一個物理量，它與這里的速度是不同的．師：位移是矢量，既有大小又有方向．那速度呢?學生看書后回答．生：也是矢量，速度的方向就是物體運動的方向．速度是矢量速度的大小在豎直上等于單位時間物體位移的大小；速度的方向就是物體運動的方向三、平均速度和瞬時速度師：大自然中，物體的運動有快有慢。天空，日出日落；草原，駿馬奔馳；樹叢，蝸牛爬行．仔細觀察物體的運動，我們發現，在許多情況下，物體運動的快慢會發生改變：飛機的起飛，汽車的行駛，運動員的奔跑等．在自然界和人類生活中，物體的運動狀態各不相同且不斷變化．在長期對運動的思索、探究過程中，為了比較準確地描述運動，人們逐步建立了平均速度的概念，并均用平均速度來描述物體運動的快慢．如何定義平均速度呢?請大家討論并總結一下．生：平均速度：用位移和發生這段位移的時間來描述物體的運動，平均速度是指運動物體在某段時間內的位移與發生這段位移所用時間的比值．師：平均速度是矢量，它的方向由位移的方向決定，它的大小表示這段時間內運動的快慢．師：平均速度是在描述變速直線運動的情況下，能粗略描述物體運動快慢的物理量．[討論與交流]美國田徑運動員劉易斯，在1991年的世界田徑錦標賽上創下了9．86s的百米跑世界紀錄，下表中給出了當時的實測記錄．請算出每個10m內的平均速度，并填人表中．位移s／m0102030405060708090100時間t／s01．882．963．884．715．616．467．308．319．009．86通過每10m的時間△t／s1．881．080．920．830.900．850．840．830．870．86每10m內的平均速度v／(m·s-1)5.329.2610.8712.0511.1111.7611.912.0511.4911.63教師引導學生總結．師：在每個10m內的平均速度不同，那么我們在求平均速度的時候應該注意什么，大家討論一下．生：變速運動在不同時間內的平均速度一般不同，所以我認為提及平均速度，必須要指明是哪段時間內的平均速度．[課堂訓練)一輛汽車沿平直的公路行駛，第1s內通過5m的距離，第2s內和第3s內各通過20m的距離，第4s內又通過了15m的距離．求汽車在最初2s內的平均速度和這4s內的平均速度各是多少?答案，汽車在最初2s內的平均速度為12．5m／s，這4s內的平均速度為15m／s．解析：所求問題是不同時間內的平均速度，要緊扣平均速度的定義，用位移除以發生這段位移所需的時間，并且必須注意時間和位移的對應關系．最初2s內的時間為2s，位移為(5+20)m=25m：前4s的時間間隔為4s，位移為(5+20+2015)m=60m根據平均速度的定義公式v=x/t得，最初2s內的平均速度v1=(x1+x2)/(t1+t2)m／s=12.5m／s4s內的平均速度是v2=(x1+x2+x3+x4)/(t1+t2+t3+t4)m／s=15m／s{課堂探究)某同學不小心掉了半塊餅干在地上，5min后發現餅干上聚集了許多螞蟻，那么5min蔭前這些螞蟻離餅干的最遠距離為多少?確定這個最遠距離的關鍵是測出螞蟻的爬行速度．某班學生以小組為單位進行估測螞蟻爬行速度的實驗探究活動，下表是各小組的實驗方案及結果．組別實驗方案平均速度v／(cm·s-1)1用面包吸引螞蟻，使它在兩直尺間運動1.22讓沾有墨水的螞蟻在紙槽內運動0.33讓直玻璃管內的螞蟻向另一墻運動1.044讓螞蚊在盛有粉筆灰的紙槽內運動0.455讓螞蚊在塑料吸管內爬行，同時點燃螞蚊身后的塑科吸管2.40(1)表中各小組最后測得的螞蟻的爬行速度各不相同，產生此現象的可能原因是什么?(2)5min前螞蟻寓餅干的最遠距離約為多少?參考答案，(1)由于各小組測螞蚊爬行速度的路況不同，其客觀條件也不相同．(2)當螞蟻傲直線運動，且不曼別的干擾的情況是符合題意的．故取v=1.2cm／s.由s=vt=1.2X5X60cm＝360Cm．[討論與交流]問題：在上面我們討論的美國田徑運動員劉易斯的百米賽跑記錄中，我們要想知道他在前10m內的平均速度已經可以求出來了，我們還可以求出他在前9m內的平均速度．前8m內的平均速度……前2m內的平均速度，最初1m內的平均速度，等等．在這些求出的速度中，哪一個能更準確地描述劉易斯在起跑時的速度?生：取得的位移越接近最初起跑，越能準確描述他的運動快慢．師：美國田徑運動員劉易斯，平均連度只能粗略地描述運動的快慢．而當我們把時間間隔取位移間隔取得越短時，越能更準確地描述在這一小段時間內的運動快慢，這就是瞬時速度。師：在質點從t到t+△t時間內的平均速度△x/t△中，△t取值非常非常小時,這個值就可以認為是質點在時刻，的瞬時速度．師：瞬時速度，運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度．準確地講，瞬時速度是物體在某時刻前后無窮短時間內的平均速度．是矢量，大小反映了物體此時刻的運動快慢，它的方向就是物體此時刻的運動方向，即物體運動軌跡在該點的切線方向．瞬時速度的大小叫做瞬時速率．[課堂訓練]下列關于瞬時速度的說法中正確的是…………………()A.瞬時速度可以精確地描述物體做變速運動的快慢，但不能反映物體運動的方向B.瞬時速度就是運動的物體在一段非常非常短的時間內的平均速度C.瞬時速度的方向與位移的方向相同D．某物體在某段時間里的瞬時速度都為零，則讀物體在這段時間內靜止答案：BD解析：瞬時速度是為了精確描述物體運動的快慢和方向而引入的物理量，所以A選項錯．平均速度在描述物體運動的快慢時較粗略，但當平均速度中所對應的時間△t越小，越能更精確地描述物體在那一時刻附近的運動快慢，所以選項B對．平均速度的方向與物體的位移方向相同，而瞬時速度是與時刻相對應的物理量，不能說明它與一段時間內的位移方向相同．[閱讀]教材第18頁中《常見物體的速度》．四、速度和速率學生閱讀教材第18頁相應部分的知識點，讓學生總結．生：速度既有大小，又有方向，是矢量，速度的大小叫速率，教師引導學生看教材第18頁圖1．3—2．觀察汽車的速度計，討論后說出你從表盤上獲取的有用信息。生：汽車的速率．指針指在相應數字的瞬間，就表示汽車在那一瞬時的速率是那個值．生：還可以從表盤上直接讀出公里里程．師：日常生活中的“速度”有時指速度，也有時指速率，要看實際的物理情景。[討論與交流]甲、乙兩位同學用不同的時間圍繞操場跑了一圈，都回到了出發點，他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運動的快慢?學生討論，體驗平均速度的缺陷，引入平均速率。生1：位移都是零，平均速度等于位移跟發生這段位移所用時間的比值，所以他們的平均速度都是零。生2：即使一位同學站在原地不跑，他的平均速度也是零啊，可我們運動會上不是這樣比快慢的，如果這樣，那多不公平啊?師：平均速度v=Δx/Δt，甲、乙的位移都為零，所以他們的平均速度也都等于零．在這里平均速度無法顯示他們運動快慢的不同，要用到另一物理量：平均速率．平均速率等于物體運動通過的路程跟所用時間的比值．他們兩人通過的路程相同且都不為零，但所用時間不同．顯然用時短的運動得快，也就是平均速率大．生：這不是我們初中學過的速度嗎?師：對![小結]本節主要學習了速度的概念及其物理意義，平均速度和瞬時速度的概念及物理意義．知道了平均速度只能粗糙描述質點運動的快慢，而瞬時速度能更準確地描述質點運動的快慢．速度是矢量，方向就是物體運動的方向．平均速度中，速度方向也與位移方向相同。瞬時速度的方向就是質點在那一時刻的運動方向。速率是標量，是指速度的大小．平均速度與平均速率是不同的，前者跟位移相關，后者跟路程相關．§1.3運動快慢的描述——速度坐標與坐標的變化量速度物理意義：表示物體運動的快慢定義：位移跟發生這個位移所用時間的比值．公式：v=Δx/Δt平均速度1．定義：運動物體在某段時間內的位移與發生這段位移所用的時間的比值．2．公式：v=Δx/Δt3．物理意義：表示物體運動的平均快慢程度4．矢量性：方向與位移△x方向相同，就是物體的運動方向瞬時速度1．定義：運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度．準確地講，瞬時度是物體在某時刻前后無窮短時間內的平均速度．2．公式：v=Δx/Δt（Δt→0）3．物理意義：描述物體在某一時刻或某一位置的運動快慢4．矢量性：與物體此時刻的運動方向相同，即物體運動軌跡在該點的切線方向速度速度和速率速率：速度的大小。速度既有大小，又有方向，是矢量高中物理課堂教學教案年月日課題§1.4實驗：用打點計時器測速度課型新授課（2課時）教學目標知識與技能1．了解打點計時器的計時原理，理解紙帶中包含的物體運動的信息(時間、位移)．2．會安裝并使用打點計時器，理解根據紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度．3．明確速度一時間圖象的物理意義，描點法畫圖象的方法，并畫出該實驗中的速度一時間圖象，能從圖象中獲取有用的信息．過程與方法1．通過學生自己看打點計時器的說明書，培養學生獨立學習的能力．2．通過實驗得出物體的運動信息，用數學方法表述出來．培養學生獲取信息、處理信息的能力，體會處理問題的方法，領悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法．3．通過畫速度一時間圖象培養學生用圖象法處理數據的能力，體驗數學工具在物理發展中的作用．4．體驗實驗中理性思維的重要，既要動手，更要動腦．5．經歷科學探究過程，認識科學探究的意義，嘗試應用科學探究的方法研究物體運動．情感態度與價值觀1．感受打點計時器的巧妙設計思路，體會物理原理在解決實際問題中的指導作用，增強將物理知識應用于生活實際的意識．2．經歷實驗過程，體驗科學實驗過程的艱辛與喜悅，并樂于探索自然界的奧妙．3．體驗用圖象的方法描述物理現象的樂趣．培養學生用數學方法處理物理問題的意識．培養學生敢于創新和實事求是的科學態度和科學精神．4．培養學生合作與交流的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，養成在合作中既堅持原則又尊重他人的習慣．教學重點、難點教學重點1．學會使用打點計時器．2．能根據紙帶計算物體運動的瞬時速度．3．會用描點法描繪物體的速度一時間圖象，并從中獲取物理信息．教學難點處理紙帶的方法，用描點法畫圖象的能力．教學方法探究、講授、討論、練習教學手段教具準備多媒體課件、電磁打點計時器、電火花計時器、學生電源、導線、紙帶、刻度尺、坐標紙．教學活動[新課導入]測定物體的速度并不是一件很容易的事情，特別是當物體的運動速度在不停變化時，測定某時刻的速度更是比較困難的，如上下飛舞的蝴蝶，要確定它某一時刻的速度是很困難的．我們現在只研究直線運動的速度．的測量問題．當物體沿直線運動時，其位移在不斷變化，要研究物體的運動，我們首先要準確記錄物體運動的信息．直接測量物體運動的速度在技術上是比較復雜的，我們在測量時可以嘗試通過測量物體運動的時間和位移，再經過計算或作圖來判斷物體的運動情況．在實驗中，我們可以使用秒表和尺子，直接測量物體運動的時間和位移，但當物體運動速度太快時，采用這種方法的測量誤差較大．打點計時器就是一種記錄物體運動位移和時間信息的儀器，我們可以通過測量位移和時間來計算物體運動的速度以及速度的變化快慢．[課堂活動]作為同桌的兩位同學合作，簡易模擬打點計時器．1．同桌兩位同學之間，一位同學手拿一枝彩色畫筆，另一位同學牽動一條寬約1cm的長紙帶，使紙帶在你的筆下沿著直線緩慢向前移動．你按照一定的時間間隔點擊紙帶(比如每秒1次，或每秒2次)，比比看，看誰牽動紙帶的速度變化最小．想一想，相鄰兩點的距離跟牽動紙帶的速度有什么關系?牽動紙帶的快慢不均勻，對相鄰兩點所表示的時間有沒有影響?2．兩位同學競走比賽，為了比較他們的運動情況，現在讓每位同學都提著底部穿孔、漏沙。比較均勻的兩個沙袋一起競走，然后通過他們的漏沙情況來判斷他們的勻速運動情況和加速情況。以上兩個探究活動目的是讓學生體驗打點計時器通過打點達到計時目的的原理．生：相鄰兩點間的距離隨著牽動紙帶的速度的增大而加大．紙帶運動的快慢不均勻，點子的間隔也不均勻，但對相鄰兩點間的時間間隔沒有影響．生：參加競走的兩人若運動快慢比較穩定，則漏沙比較均勻，若加速運動，會發現快的時候漏沙少，慢的時候漏沙多．學生做完后討論[新課教學]師：在以上的活動中，同學們認識到了打點和漏沙可以體現物體運動的快慢．今天我們就來學習用打點計時器測定物體運動速度的方法，并用圖象把這些速度形象地表示出來．一、電磁打點計時器教師布置學生對照儀器看說明書，引導學生注意其重點：觀察打點計時器并閱讀其使用說明書，明確電磁打點計時器的結構、各部分的名稱、工作原理及使用方法．電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，如圖1—4—1所示．工作電壓為4V～6V．當電源的頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一次點．通電以前，把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復寫紙片壓在紙帶的上面．當接通電源時，線圈產生的交變磁場使振動片(由彈簧鋼制成)磁化，振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中．由于振動片的磁極隨著電流方向的改變面不斷變化，在永久磁鐵的磁場作用下，振動片將上下振動，其振動周期與線圈中的電流變化局期一致，即為0.02s．位于振片一端的振針就跟著上下振動起來，這時，如果紙帶運動，振針就在紙帶上打出一系列小點。[交流與討論]電磁打點計時器使用低壓交流電源工作，大家想一想能不能使用直流電源，為什么?生：工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁鐵的磁場方向，從而促使振動片上下振動，并且振動片的振動周期與電源的電流變化周期一致。若使用50Hz的交流電，打點的時間間隔為0．02s.這個值正好是電源頻率的倒數。二、電火花計時器教師布置學生對照儀器看說明書，引導學生注意其重點：觀察打點計時器并閱讀說明書，明確兩種打點計時器的結構、各部分的名稱、工作原理及使用方法．使用時電源插頭直接插在交流220V插座內，將裁成圓片(直徑約38mm)的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶(20mmX700mm)從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間．這樣當兩條紙帶運動時，也能帶動墨粉紙盤運動，當按下脈沖輸出開關時，放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點跡的清晰度．也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶(位于下面)做實驗，還可以用兩條白紙帶夾著一條墨粉紙帶做實驗；墨粉紙可以使用比較長的時間，一條白紙帶也可以重復使用，應注意降低實驗成本。[交流與討論]從原理上考慮，電火花計時器跟電磁打點計時器相比，哪個更好些，誤差可能會更小?生：電火花計時器可能會更好些，因為電磁打點計時器中振針和紙帶間的摩擦會更大些．教師評論并系統總結．師：電火花計時器使用中運動阻力極小，這種極小阻力來自于紙帶運動的本身，而不是打點產生的，因而系統誤差小，計時精度與交流電源頻率的穩定程度一致(脈沖周期不大于50μs，這一方面也遠優于電磁打點計時器)，同時它的操作簡易，使用安全可靠(脈沖放電電流平均值不大于5μA)．師：打點計時器能記錄哪些信息?生：時間和位移．下面的時間交給學生自主探究．(課堂訓練)出示例題：電磁打點計時器的打點周期取決于…………………()A．交流電壓的高低B．交流電的頻率C．永久磁鐵的磁性強弱D．振針與復寫紙間的距離答案：B解析：電磁打點計時器的打點周期，即振針擊打復寫紙和紙帶的周期，從它利用電磁感應打點的原理可知，振針是由振片帶動振動的，而振片上下振動的周期就是線圈中磁場變化的周期，與所用交流電源的電流方向變化周期相對應．也就是交流電的周期，等于交流電的頻率的倒數，即若使用電源的頻率為50Hz，則交流電的周期為1/50s＝0．02s．我國使用的交流電的頻倒數，即若使用電源的頻率為50Hz，則交流電的周期為頻率統一為50Hz。三．練習使用打點計時器學生自主閱讀教材中的實驗步驟提示．指導學生動手練習使用打點計時器，并引導學生思考：紙帶上的點與小車的位移和時間是如何對應的，怎樣將紙帶上的點變成相關的數據?[交流與討論]針對問題，學生討論實踐后回答．問題1．電磁打點計時器中怎樣安放復寫紙和紙帶的位置?生：將復寫紙套在復寫紙定位銷上，推動調節片，可調節復寫紙位置．將紙帶從復寫紙圓片下穿過。問題2．振針打的點不清晰或打不出點可能是哪些原因?怎樣調整?生1：可檢查壓紙框的位置是否升高，而阻礙了振動片，振針打不到紙帶上，可將壓紙框向下壓恢復其原來位置．生2：可能是復寫紙該換新的了．生3：可能是振動片的振幅太小，可調整振動片的位置．生4：可能是振針的位置太高，調整振針的位置，直到打出點為止．生5：我選的電壓在4V和6V的情況下，打點的清晰度有點差別，電壓高的時候稍清晰，所以可調高一