上海市高中物理新教材教案

高一（上）學期

第一章

1.1質點、位移和時間..........................................................1

1.2勻速直線運動的圖像.....................................................7

1.3運動快慢的描述平均速度和瞬時速度......................................11

1.4現代實驗技術一數字化信息系統（DIS）..................................19

1.5速度變化的快慢加速度..................................................27

1.6勻加速直線運動...........................................................33

1.7自山落體運動.............................................................38

第二章

2.1生活中常見的力...........................................................44

2.2力的合成.................................................................49

2.3力的分解.................................................................54

2.4共點力的平衡.............................................................66

第三章

3.1慣性牛頓第一定律........................................................70

3.2牛頓第二定律.............................................................76

3.3作用與反作用牛頓第三定律..............................................82

3.4牛頓運動定律的應用.......................................................87

3.5從牛頓到愛因斯坦.........................................................94

第四章

4.1勻速圓周運動.............................................................99

4.2角速度角速度與線速度的關系...........................................104

4.3機械振動................................................................109

4.4機械波..................................................................114

4.5機械波的描述............................................................119

第一章A質點、位移和時間

一、教學任務分析

在學習本節內容前，學生已在初中學習過有關機械運動、參照物、速度等物理概念，并學

習過一些關于勻速直線運動的基本知識，這些都是學習本節內容所必需的。

根據對實例的分析、比較，當實際物體與其運動之間滿足一定條件時，可將實際物體簡化

為一個點，且不影響對問題的研究，從而建立質點模型。

根據實例分析，引人位移的概念。介紹標量和矢量，并通過實例的分析、比較，理解位移

和路程的區別和聯系。

根據勻速直線運動的特點，應用比值定義的方法，得出速度定義及計算公式。

根據勻速直線運動的特點和速度公式，得出勻速直線運動的位移公式。

本節內容是在初中物理的基礎上，進一步學習勻速直線運動的基本規律，特別是其中所應

用的?些科學方法，為后續的勻變速運動、牛頓運動定律乃至整個高中階段的物理學習打下堅實

的基礎。

二、教學目標

1、知識與技能

(1)理解質點的概念，知道在什么情況下物體可以看作質點。

(2)知道矢量和標量，理解位移和路程、時間和時刻。

(3)知道勻速直線運動的基本特征。

(4)知道應用比值定義物理量的方法，理解速度的概念。

(5)理解勻速直線運動的位移公式。

2、過程與方法

(1)通過勻速直線運動是最簡單的機械運動的分析和討論過程，感受比較和分析方法在解

決實際問題中的作用。

(2)通過質點概念的引入過程，感受物理學中建立模型的科學方法。

3、情感、態度與價值觀

(1)通過了解機械運動與生活和生產實際的廣泛聯，了解生活中處處有物理，增強理論聯

系實際的自覺性。

(2)通過導學部分交通安全熱點問題的討論和勻速直線運動規律的學習，感悟生活中不能

違反科學規律，提高自覺遵守交通規則的意識。

三、教學重點與難點

重點：(1)質點、位移、時間和速度概念的建立。

(2)勻速直線運動速度的定義和位移公式。

難點：(1)位移和路程的區別和聯系。

(2)速度的概念。

四、教學資源：

“及時停車”演示裝置（課本圖1-3）、課本上的圖片、一段交通錄像、有關位移和路程、時

間和時刻的PPT或動畫、有關勻速直線運動規律的PPT或動面。

五、教學設計思路

本設計的內容是：質點、位移、時間和速度的概念，勻速直線運動的位移公式。

本設計的基本思路是：以圖片和實驗為基礎，通過分析、比較、推理建立質點、位移、時

間，應用比值定義的方法建立速度的概念：進而根據實驗結論，通過分析、比較，歸納得出勻速

直線運動的位移公式，最后通過一些簡單的實例，鞏固所學的知識，感悟了解生活中處處有物理,

增強理論聯系實際的自覺性。

本設計要突出的重點是：質點、位移、時間的概念和勻速直線運動的位移公式。方法是：

以課本圖片、演示實驗及交通錄像創設的情景為切入點，通過分析、比較、推理建立質點、位移、

和時間的概念；結合初中所學過的知識，通過演示勻速直線運動的課件以及對實例的討論、分析、

推理，在建立速度的概念的基礎上，導出勻速直線運動的位移公式。并通過實例的討論、分析加

深對這些概念的理解。

本設計要突破的難點是：位移與路程、時間與時刻的區別和聯系以及速度概念的建立。方

法是：通過PPT或動畫的觀察，并通過實例的討論、分析、比較，理解位移和路程以及時間和

時刻的區別與聯系：結合初中所學過的知識，介紹比值定義的方法，通過對實例的討論、分析、

推理，建立速度的概念。

本設計要求鼓勵學生主動參與，強調物理科學方法的應用，通過對實例進行分析、比較的

討論，歸納得出結論，老師要注意適時啟發和“點撥”。

完成本設計的內容約需2課時。

六、教學流程

1、教學流程圖八八

質點

演示實驗觀察圖片

模型

設問1,設問2,

路程

位移

觀察1

時間

設問3

時刻

鞏固練習

觀察2

設問4

2.教學流程圖說明

情景I演示實驗，設問1

“及時停車”演示，或讓學生動手做一下，通過“設問1”，啟發學生從中想到些什么？

活動I觀察圖片，設問2

在學生仔細觀察書上圖片的基礎上，通過“設問2”，啟發學生找出其中蘊含了哪些機

械運動的信息以及與物理相關的內容，通過討論、交流，建立質點模型。

情景II觀察1,設問3

觀察相關物理課件，通過“設問3”，對實例進行討論和分析，理解位移和路程、時間

和時刻的區別與聯系。

情景HI觀察2,設問4

演示勻速直線運動的課件，請學生結合初中學過的知識，介紹用比值定義物理量的方

法，通過“設問4”，啟發學生思考如何描述這種運動，得出速度的定義及其表達式，進而

導出勻速直線運動的位移公式。

活動H鞏固練習

以小組為單位，采用“工作單”的形式，通過小練習，讓學生在交流、討論中，對本

節課的知識再梳理一遍，鞏固所學生知識。

3.教學主要環節

本節課可分為三個主要的教學環節。

第?環節，本環節主要體現物理學習中突出主要因素，忽略次要因素的科學方法，進站質點

模型的過程，并為后續的學習奠定基礎。

第二環節，通過對實例的分析、討論和師生交流，得出位移、速度等物理概念，進而推導得

出勻速直線運動的位移公式。

第二環節，通過對實例的探討活動鞏固所學的知識。

七、教案示例

1.情景引人

通過對生活中相關現象的觀察，適當設問啟發，采用學生小組討論的活動形式，引發學生

學習機械運動的興趣。如：

(1)觀察書上導圖及其他幾幅照片，討論其中蘊含了那些有關機械運動的信息？

(2)思考能否判斷HI汽車的運動方向？

(3)思考為什么大多汽車看不到呢？

(4)想一想，圖1-4中P、A、B將局部軌跡放大，再放大，你認為編者的意圖是什么？

(5)拓展內容——除了機械運動你還能觀察到什么和物理有關的內容？

(6)通過演示實驗，讓學生講一講這個實驗中告訴我們大家什么道理？

注：給學生幾分鐘的時間分小組討論，然后組織小組交流討論，老師適時啟發、“點撥”。

2.建立質點模型

通過以上的分析，可以總結出要研究復雜的機械運動，首先從最簡單的勻速直線運動入手，

這就需要對實際物體作一個簡化處理——突出問題的主要因素，忽略次要因素，從而引入質點模

型。質點是一個理想模型，用質點來代替原來的物體并不影響對問題的研究。

設問：結合質點模型，應怎樣理解物理模型？

為了便于研究事物而建立起的一種科學抽象，它對客觀事物是一種近似的反映，它突出了事

物的主要因素和主要特征，完全忽略了次要因素和次要特征。

設計學生討論的問題：先讓學生根據自己的理解找出一些例子判斷該物體能否看成質點，再

由老師給出的幾個可以看成質點的實例，以及幾個不能被看成質點的實例，然后由學生自己總結

出物體能看成質點的條件。

舉例：(1)平移的桌子可被看成質點；

(2)研究拋出的鉛球、手榴彈的運動軌跡時可被看成質點；

(3)研究地球繞太陽的運動可以把地球看成質點；

(4)研究平直鐵軌上行駛的火車的運動快慢時，火車可被看成質點；

(5)計算火車穿山洞的時間時，火車不能看成質點：

(6)研究地球的自轉時，地球不能被看成質點。

學生相互交流，老師將他們交流的結果，總結、歸納，共同得出物體可被看成質點的條件：

(1)物體各部分運動情況相同，即物體上任意一點的運動可以代表整個物體的運動；

(2)物體各部分運動情況不同(有形變、轉動)，但這些因素并不影響所研究的問題。

3.描述運動的基本物理量

先介紹矢量和標量，

矢量：既有大小又有方向的物理量。

標量：只有大小沒有方向的物理量。

然后觀看課件演示，組織學生根據所觀察到的現象進行討論，分析位移與路程，時間和時刻

的區別和聯系

(1)位移和路程

位移：質點的位置變化，是矢量。

路程：質點運動所經歷的軌跡長度，是標量。

明確位移和路程的區別，特別要主意位移方向的的判斷。

舉例說明以加深學生的理解。

(2)時間和時刻(先由學生來談談自己對兩個詞的理解)

時刻：某一個特定的瞬間，如鐘表表針指示的某一位置、時間軸上的某一點等。

時間：前后兩時刻之差。

舉例讓學生判斷以下是時間還是時刻：3秒內，第3秒初，第3秒內，前6秒內，5點正，8

點一刻，3分鐘等。

設計學生討論的問題：我們一般什么時候關心時間，什么時候關心時刻？

4.勻速直線運動

通過有關勻速直線運動的錄像和課件，指導學生結合已學過的知識，思考如何來描述這種運

動，介紹比值定義的方法，得出速度定義丫=7，進而推出勻速直線運動物體的位移公式s=%

設問：高中與初中對速度的定義有什么不同？

教師歸納總結：

初、高中對速度定義的比較

初中：物體在單位時間內通過的路程叫速度。

高中：速度等于質點的位移S跟發生這段位移所用時間r的比值，即。

可以看出，限于初中階段的學習要求，定義速度時是以物體為研究對象，以物體在單位時間

內通過的路程來定義速度，著重從大小上來反映物體運動的快慢。

高中階段以質點為研究對象，不僅要從大小上來反映質點（物體）運動的快慢，而且要同時

反映質點（物體）運動的方向，還要求反映質點（物體）運動的這種屬性。因此，在高中階段采

用比值定義的方法來定義速度，對于做勻速直線運動的質點（物體）來說，這個比值是恒定的。

這種用比值定義物理量的方法，是物理學中常用的方法，希望學生們能熟悉這種方法。

最后結合“點擊”欄目，簡單介紹一下“速率”的概念，進步理解勻速直線運動。

5.課堂練習

根據教學內容，設計幾道聯系生活，且適合學生的實際的問題，組織學生討論、交流，以檢

驗本節課學生對于重要知識點的掌握情況。

6.作業布置略

第一章B勻速直線運動的圖像

一、教學任務分析

勻速直線運動的圖像是在初中路程一時間圖像基礎上的進一步學習，同時，也為勻變速直線

運動的圖像，乃至后續各種圖像的學習奠定基礎。

學習本節內容需要位移、速度、勻速直線運動的規律、路程一時間圖像，以及數學中平面直

角坐標等知識為基礎。

根據龜兔賽跑的故事，啟發學生用多種方法來描述龜、兔的運動過程，通過交流、討論，得

出圖像也是描述物體的運動規律的一種方法。

通過同桌兩位同學相互配合，動手做一個“簡易自動記錄儀”的小實驗，經過交流、討論引

人s-f圖像；進而結合數學中有關圖像的知識，通過類比引人i，-f圖像。

根據物理圖像和數學圖像的分析、比較，認識物理圖像所表示的物理意義，如s-f圖像的

斜率表示速度、v-f圖像的“面積”在數值上等于物體位移的大小(本節課不涉及“面積”正、

負與位移方向的關系問題)等。

本節課的教學要鼓勵學生主動參與、相互合作，在概念形成過程中，讓學生感受到分析、比

較、歸納、演繹等科學方法的應用，感悟相互合作對實驗成功的重要作用。

二、教學目標

1、知識與技能

(1)理解勻速直線運動的位移一時間、速度一時間圖像及其物體意義。

(2)初步學會用勻速直線運動的圖像描述物體的運動。

2、過程與方法

(1)通過直線運動的圖像的引人過程，感受實驗、分析、類比等科學方法。

(2)通過用s-f圖像和v-f圖像描述龜、兔賽跑的情況，認識物理圖像在研究物理問題

中的直觀、便捷作用。

3、情感、態度與價值觀

(1)通過動畫故事引入，激發學習的興趣和探究的愿望，從而主動參與教學過程。

(2)通過動手做一個“簡易自動記錄儀”的小實驗過程，感悟相互合作對實驗成功的重要

作用，因而在實驗中明確分工，相互配合。

三、教學重點與難點

5-t圖像和v-t圖像的物理意義；理解圖像所描述的運動。

四、教學資源

動畫、課件、實物投影儀、坐標紙、直尺。

五、教學設計思路

本設計包括勻速直線運動的S-，圖像和V-1圖像兩部分內容。

本設計的基本思路是：以學生活動為主線，對學生描述龜、兔運動過程所用方法，通過分析、

比較，歸納得出也可以用圖像的方法來描述物體的運動；再通過制作''簡易自動記錄儀”的小實

驗，建立s-r圖像的概念，進而結合數學知識，通過圖像間的類比，建立v-t圖像的概念；最

后，結合實例分析，認識S-r圖像和Lf圖像所表示的物理意義。

本設計要突出的重點和要突破的難點是：勻速直線運動的S-f圖像、V-，圖像的物理意義;

理解圖像所描述的運動。方法是：以對龜兔賽跑的描述方法為切入點，通過學生描述龜、兔運動

過程所用方法的分析、比較，歸納得出也可以用圖像的方法來描述物體的運動，建立s-f圖像

的概念；通過學生自制“簡易自動記錄儀”小實驗，并對實驗中鉛筆所畫圖線（鉛筆線）與鉛筆

的實際運動情況進行分析、比較，理解圖像中的圖線不是物體運動的軌跡；進而對鉛筆以不同快

慢運動（畫線）時，圖線的傾斜程度不同的情況，進行定性分析、比較，再通過實例的定量分析,

理解S-r圖像和V-t圖像的所表示的物理意義。

本設計要求鼓勵學生主動參與，在得出S-/圖像和廣，圖像的過程中，感受實驗、分析、

類比等科學方法；在自制“簡易自動記錄儀”小實驗過程中，感悟相互合作對實驗成功的重要作

用。

完成本設計的內容約需2課時。

六、教學流程

2,教學流程圖說明

情景動畫

播放龜兔賽跑的動畫，引發學生的學習興趣。

學生活動I交流討論

請學生通過交流、討論，用物理語言來描述動畫中龜兔賽跑故事，在此基礎上進而要

求讓學生用畫圖的方法來表達故事的內容，為引出S-f圖像和V-，圖像作鋪墊。

學生活動II小制作

學生根據圖片，互相配合動手做一個“簡易自動記錄儀二

學生活動III實驗探究，設問

讓學生結合活動I和實驗，通過設問：能否找出更好的種作圖方法來表示龜兔賽跑的

故事，從而引人S-f圖像。

學生活動IV類比

結合數學中有關圖像的知識，通過類比引人v-f圖像。

學生活動V應用

通過分別用s-f圖像和v-f圖像描述龜兔賽跑的情況，激發學生的學習興趣，鞏固本

節課學習的內容。

3、教學的主要環節

本節課分為三個主要的教學環節：

第一環節，以龜兔賽跑的故事創設情景，引人課題。

第二環節，通過小制作、學生實驗探究、類比等方法引人s-，圖像和v-r圖像。

第三環節，通過分別用s-f圖和v-f圖像表示龜兔賽跑的情況，理解圖像的物理意義。

七、教案示例

（一）引入

1、學生活動

播放龜兔賽跑的動畫，請學生通過交流、討論，用物理語言來描述動畫中龜兔賽跑故事。

2、導入新課

在學生講解的基礎上，啟發學生能否用作圖的方法表示呢？

點評學生畫出的圖。

通過設問：是否有更好的作圖方式來表示呢？

請學生觀察自動記錄儀，再作進一步思考。

（二）學生實驗：引人s-f圖像（位移一時間圖像）

1、觀察振動自動記錄儀的圖片，介紹其主要結構和自動記錄的方法。

設問：生活中見過哪些類似的自動記錄儀？

2、學生小實驗：同桌互相配合用白紙、直尺（長度大于白紙的寬度）、鉛筆來做一個能記錄

鉛筆運動情況的簡易記錄儀：

將直尺壓在白紙上，保持直尺位置不變，但紙可以被自由抽動。實驗時，其中一個同學沿垂

直于紙的方向向左勻速拉動白紙，代表時間的均勻流逝，另一同學用沿尺向上（或向下）勻速移

動鉛筆，在白紙上畫出一條與白紙拉動方向傾斜的鉛筆線。

在保持拉動白紙速度不變的條件下，改變鉛筆沿尺向上（或向下）勻速移動的快慢，重復兒

次上述實驗，得到傾斜程度不同的幾條鉛筆線。

幾次實驗時，相互配合的兩同學應交換各自的操作。

選擇幾張學生得到的鉛筆位移隨時間變化的圖像，通過投影，先讓學生定性比較：鉛筆移動

得快，圖線（鉛筆線）傾斜程度大；鉛筆移動得慢，圖線（鉛筆線）傾斜程度小，即圖線的傾斜

程度反映了物體運動的快慢。

接著給出一輛作勻速直線運動的汽車，其位移和時間的一組數據，請學生先在坐標紙上建立

直角坐標系，選擇表示位移和時間的坐標軸，標上物理量的符號，確定坐標軸標度，然后通過描

點作出汽車的位移圖像。

通過對汽車s-r圖像的定量分析，得出圖像中直線的斜率所代表的是物體（鉛筆汽車）運

動的速度。

設問：圖像中的直線是汽車運動運動的軌跡嗎？（有了前面學生自己做的小實驗，很好理

解答案為“不是”）

（三）類比：引人速度——時間圖像/圖像）

有了前面位移時間圖像的研究過程，啟發學生應用類比的方法，根據位移圖像所表示的物理

意義，聯系數學中有關圖像的知識，通過小組交流、討論，自己動手畫出勻速直線運動的v-r

圖像，并描述圖像的物理意義，然后通過大組交流，提高對勻速直線運動的.V-t圖像和v-r

圖像的認識。

（四）鞏固練習

最后，再回到開始的情景，分別畫出龜、兔賽跑的s-t圖像和v-t圖像：也可讓學生進行

即興創作，改編龜兔賽跑故事或是新編其他有趣味的故事，并用s—圖像和v-t圖像分別故事

主人公的運動情況，激發學生的學習興趣，鞏固本節課學習的內容。

（五）作業練習略。

第一章C運動快慢的描述平均速度和瞬時速度

一、教學任務分析

“運動快慢的描述平均速度和瞬時速度”是對初中已學速度概念的進一步深化，并為后續的

勻變速直線運動、牛頓運動定律，乃至整個力學的學習奠定基礎。

學習本節內容需要以位移、時間以及勻速直線運動的圖像為基礎。

以生活中的一些現象和劉翔雅典奪冠的確錄像為情境，通過交流討論，在介紹比值定義物理

量方法的基礎上，建立速度的概念，導出速度的表達式。

以劉翔在跨欄過程中運動的快慢不同為背景，根據頻閃照片中，物體相鄰兩段位移所用的時

間相等，但位移的大小不同，建立平均速度的概念，歸納得出平均速度的特點。

根據無限逼近的思想方法，通過DIS實驗的探究與分析、討論，歸納得出瞬時速度的概念和

特點。

通過典型習題的練習，加深對知識的理解和掌握，更好的運用知識解決生活中的物理問題。

本節內容的學習強調學生的主動參與，通過實例分析和DIS實驗探究的過程，感受分析、比

較、推理和無限逼近等科學思想方法的熏陶，使學生的觀察分析、比較判斷、歸納總結及處理實

際問題的能力有所提高。

二、教學目標

1、知識與技能

(1)理解速度的概念。理解速度的定義、公式、符號和單位，知道它是矢量。

(2)理解平均速度和瞬時速度。

(3)知道速率與速度的區別。

(4)能通過平均速度、瞬時速度的計算，初步解決有關運動學問題。

2、過程與方法

(1)通過對典型事例的研究，感受探索物理規律的過程。

(2)了解用比值法定義物理量的基本方法。

(3)在學習瞬時速度的過程中認識極限思想。

3、情感、態度與價值觀

(1)通過對劉翔雅典奪冠的分析評價，激發學生為國拼搏爭光的愛國主義情感。

(2)通過小組討論，體驗合作探究學習的快樂，調節人際交往能力。

(3)通過逐步深入的學習，感悟事物的規律是由簡單到復雜。

三、教學重點和教學難點

教學重點：平均速度與瞬時速度的概念的建立及其兩者的區別

教學難點：用無限逼近方法得出瞬時速度的概念。

四、教學資源

教學器材：多媒體?套，置有電磁鐵的氣墊導軌、J0416型大屏幕數字顯示器、光電門、寬

窄不一的遮光片套（自制），橡皮泥；瞬時速度測定的研究表格（每人?張），計算器等。

教學課件：劉翔雅典奪冠過程的錄像、自制課件（頻閃照片）。

五、教學設計思路：

本設計包括速度、平均速度和瞬時速度三部分內容。

本設計的基本思路：以錄像觀察、DIS實驗和學生的交流討論為基礎，從生活中的一些現象

入手，在觀看劉翔雅典奪冠過程的錄像、介紹比值定義物理量方法的基礎上，通過交流討論，建

立速度的概念；通過投影頻閃照片，根據頻閃照片中，物體相鄰兩段位移所用的時間相等，但位

移的大小不同，建立平均速度的概念；根據無限逼近的思想方法，用DIS實驗分別測出裝有寬

窄不等遮光片的小車的平均速度，然后通過分析、推理，建立瞬時速度的概念。通過平均速度、

瞬時速度等概念在實例中的運用，解決一些簡單的實際問題。

本設計要突出的重點是：平均速度、瞬時速度的概念及其兩者的區別。方法是：以劉翔雅典

奪冠過程的錄像為背景，通過投影頻閃照片，根據頻閃照片中，物體相鄰兩段位移所用的時間相

等，但位移的大小不同，建立平均速度的概念，照片了解平均速度的特點；用無限逼近方法得出

瞬時速度的概念，了解瞬時速度的特點，通過比較、分析，歸納出兩者之間的區別。

本設計要突破的難點是：用無限逼近方法得出瞬時速度的概念。方法是：啟發學生對平均速

度的進一步計算和分析，通過用D1S實驗分別測出裝有寬窄不等遮光片的小車的平均速度，然

后通過分析、推理，建立瞬時速度的概念，歸納起瞬時速度的特點。

本設計強調學生的主動參與，重視概念和公式的形成過程以及伴隨這一過程中滲透的物理方

法，重視培養學生積極參與探索物理規律的能力和合作能力，通過對所學知識的運用，解決生活

中相關的物理問題，感悟知識與生活的聯系。

完成本設計的內容約需2課時。

六、教學設計流程

2、教學流程說明

情景播放錄像和設問1

多媒體視頻——雅典奧運會上劉翔正在進行110米跨欄比賽。

通過設問I引入新課，對初中所學速提升為矢量，拓展概念的內涵，并了解比值法。

問題I設問2

通過設問2,探究平均速度的概念和特點。

問題n設問3活動?

活動I：模擬實驗，用光電門測瞬時速度，。

通過設問3和活動I,滲透極限思想方法并加深對瞬時速度概念和特點的理解。

活動II典型例題反饋練習

通過對所學知識的運用，解決生活中相關的運動學問題，感悟知識與生活的聯系。

3、教學主要環節本設計可分為四個主要的教學環節：

第一環節，以生活中的一些現象和劉翔雅典奪冠的確錄像為情境，通過交流討論，在介紹比

值定義物理量方法的基礎匕建立速度的概念.

第二環節，以劉翔在跨欄過程中運動的快慢不同為背景，通過對頻閃照片的分析、討論，建

立平均速度的概念，歸納得出平均速度的特點。

第三環節，根據無限逼近的思想方法，通過DIS實驗的探究與分析、討論，歸納得出瞬時

速度的概念和特點。

第四環節，通過典型習題的練習，加深對知識的理解和掌握，更好的運用知識解決生活中的

物理問題。

七、教案示例（教學實錄節選）

【第一課時】

（-）創設問題情境，激發探究情感，師生互動學習速度的概念

【多媒體視頻】

雅典奧運會上劉翔正在進行110米跨欄比賽。

【提問】劉翔本屆奧運會上奪冠的成績是多少？讓我們值得借鑒學習的地方有那些？

生：劉翔的這種為國爭光的拼搏精神和信心值得我們學習和借鑒。

（劉翔雅典奪冠的精彩回放，創設適宜的問題情境，激發學生探究的熱情，通過點評對學

生進行為國拼搏的愛國主義教育，理想前途教育）

問：在生活中怎樣比較哪位同學跑得快呢？有幾種方法呢？試舉例說明。（小組討論）

【學生活動】思考并回答：

第一種方法：同樣的位移，比較所用時間的長短，時間短的，運動得快，例如剛才播放的奧

運會上的110m短跑，就是通過到達終點所用時間的長短來比較運動員的成績的。

第二種方法：同樣的時間，比較通過的位移大的，運動得就快。例如，甲、乙同時出發，經

過段時間后，甲的位移比乙的位移大，說明甲運動得快。

師:由上分析知，運動的快慢跟運動的時間及通過的位移都有關。

問：如果兩個物體運動的時間，所通過的位移都不一樣，用什么物理量來描述物體快慢呢？

生：速度

師：什么是速度？導入初中速度的概念。

生：速度在數值上等于運動物體在單位時間內通過的路程。即n=，。

師：我們來計算劉翔的速度。

生：速度v=110m/12.91s=8.52m/s

問：現有A、B兩個物體，速度大小都是10m/s,A物體向正東方向運動，B物體向正西方

向運動，這兩個物體的運動狀態相同嗎？

生：這兩個物體的運動狀態是不同的。

師：為了使速度在反映物體運動快慢的同時，把物體運動的方向也表示出來，所以用位移替

換路程。則速度在數值上等于什么？

生：速度在數值上等于運動物體在單位時間內的位移。

師：在高中物理中，我們常用比值法定義物理量，我們現在對速度下一個確切的定義：速度

是表示運動快慢地物理量，它等于位移S跟發生這段位移所用時間/的比值。用v=，表示，方

向與物體運動方向相同，是個矢量。速度的大小叫速率。

（二）師生互動學習平均速度概念

也是從對劉翔雅典奪冠過程的提問導入

師：你認為劉翔在雅典奪冠過程中，做什么運動？

生：變速直線運動。

師：那么，我們剛才的計算的速度是什么速度呢？

生：平均速度。

師：在初中，平均速度是如何定義的？

生：做變速直線運動物體經過的路程和經過這段路程所用時間的比值，叫做運動物體在這段

路程內（這段時間內）的平均速度。

師：我們現在來給平均速度下一個定義，應該怎樣敘述呢？

生：平均速度是指在變速直線運動中，運動物體的位移AS和所用時間”的比值。即i=

言，方向與位移AS方向相同。

（三）探索平均速度的特點

教師投影“步步閃攝影”。

仔細觀察劉翔的每一段運動。運動的快慢并不同，跨欄前的速度比較大，落地后再加速運動

一段后再跨欄，高速攝影機每秒鐘可拍攝很多張照片，把這些照片連起來播放，我們的眼睛就感

覺人或物體在運動了。如果在同一張底片上多次曝光，就變成了“步步閃攝影”。這種方法叫做

頻閃攝影。

學生觀察思考、頻閃照片相鄰兩個物體位置的時間相等。但位移不同，說明物體運動快慢在

不斷改變。

師：下面讓我們以學習小組為單位，大家一起來計算劉翔奪冠過程不同階段的平均速度。這

些數值相同嗎？你認為平均速度具有怎樣的特點？

將劉翔奪冠過程分成11個階段來進行計算，得到了11個平均速度值。

【學習小組合作學習】學生參與小組合作學習，教師巡視指導。

請學習小組派代表回答，其他同學可以補充。

（通過分析比較，同學們就可發現平均速度的特點，老師進一步歸納總結）

教師歸納平均速度粗略地描述物體做變速直線運動快慢，平均速度也有方向。平均速度具

有這樣的特點，選取的位移或時間不同，平均速度的值不同。它表示某段位移或某段的間內的平

均速度。

【第二課時】

（四）師生互動學習瞬時速度概念

師：復習上節課內容。

問：上節課我們已經將劉翔奪冠過程分成11個階段來進行計算，得到了11個平均速度值,

我們已經將這些數據畫成門匆線，請看圖線。這個圖線能夠精確地描述劉翔奪冠過程的各時刻運

動快慢嗎？

生：不能

問：為什么？

生：因為測量的時間間隔還太長。

師：對，那么我們能否通過其它的辦法來比較精確地描述劉翔奪冠過程的各時刻運動的速度

嗎？

生：把兩個欄之間的距離再分成11段，測出11個位移和時間，求出II個平均速度。

師：夠精確了，能否更加精確一些呢？

生：將其中一段距離再分成11段，測出11個位移和時間，求出11平均速度。

師：還可以繼續分，直到……

師：對，直到位移接近于零，時間也接近于零，而兩者的比值就等于這一點的速度，我們把

它叫做瞬時速度。

師：如何定義瞬時速度呢？

生：瞬時速度：運動物體在某一時刻的速度，或經過某一位置的速度。

（五）用光電門測瞬時速度，并滲透極限思想方法。了解速度計可以測瞬時速度。

【模擬演示實驗】出示氣墊導軌，并使其保持一定傾斜度。

在導軌上作一標記A,并在此處安置光電門，滑塊上分別插上寬窄不一的鋁片，每次從最

高點釋放滑塊，則滑塊前沿的P點每次經過標記時的運動快慢是相同的，再用電子計時器測出P

從A}直起走了一段位移AS所需時間加。

54p-__________A(

—

1、導軌2、滑塊3、光電門Lk鋁片5、電磁鐵6、橡皮泥

瞬時速度測定的研究

Ai/mMs

v(m/s)

（鋁片的寬度）123

0.300

0.200

0.100

0.036

0.024

0.008

0.0004

結論：v=m/s

分析實驗結果：隨著AS的縮小，平均速度的大小向某一個值趨近。

當所取位移AS足夠小時，即當加-0時，在測量儀器精確

度內的，所得的平均速度就等于瞬時速度。即：

物體在某時刻的瞬時速度等于從這一時刻起足夠短時間內的平

均速度。瞬時速度在S——f圖像中的確定。

以左圖中可知，隨著所取的時間的縮短，過A點的割線越來越

接近過A點的切線，物體經過t=T2S這一時刻的瞬時速度的大小在數值上等于過A點的切線

的斜率。物體經過LT?S這一時刻的瞬時速度的方向：過該點的切線方向。

【用測速計來測量瞬時速度】

速度計

學生歸納瞬時速度精確地描述物體做變速直線運動快慢和運動方向。瞬時速度具有這樣的特

點，選取的時刻或位置不同，瞬時速度的值不同。它表示的是物體在某時刻或某一位置的速度。

小結速度y=7,是表示運動快慢和運動方向的物理量。而平均速度7=氣，表示

物體在某段時間內（或某段位移內）的平均快慢程度，是粗略描述質點的運動情況；瞬時速度y

=全（"f",反映的是物體在某一時刻（或經過某一位置）的快慢程度，是精確描

述質點的運動情況。這兩個速度從不同的角度對物體的運動進行描述，都是非常重要的物理量，

都是矢量，在回答時都不要忘記它的方向。

【典型例題】

1、一個做變速直線運動的物體，通過一段位移，在前4段位移上的平均速度為lm/s,在

接下來的|段位移上的平均速度為2m/s,在最后|段位移上的平均速度為3m/s,求該物體在

整段位移上的平均速度為多少？

2、對作變速直線運動的物體，有如下幾種敘述：

A.物體在第2s內的速度是3m/s

B.物體在第2s未的速度是3m/s

C.物體在通過其路徑上某一點的速度為3m/s

D.物體在通過一段位移S時的速度為3m/s

以上敘述中表示平均速度的是,表示瞬時速度的是。

3、一個以速度v做勻速直線運動的物體，在各段時間內的平均速度以及整個運動過程的平

均速度各是多大？每一時刻的瞬時速度各是多大？

4、一物體的s—t圖如圖所示，根據圖像判斷以下說法正確的是（）

A、物體在前2s內的平均速度是3m/sAS/M

B、物體在前3s內的平均速度是2m/s一

C、物體在4s內的瞬時速度是1.5m/s6―……7}

D、物體在第5s內的平均速度是一6m/s

【反饋練習】

1、試判斷下面的幾個速度中哪個是平均速度（）;哪個是瞬時速度（）。

A.汽車從甲站行駛到乙站的速度是60km/h

B.子彈出槍口的速度是620m/s

C.小球第5s未的速度是6m/s

D.汽車通過某一站牌時的速度是72km/h

2、一個作直線運動的物體，某時刻的速度是10m/s那么這個物體（）

A.在這一時刻之前1s內的位移一定是10m

B.在這一時刻之后0.1s內的位移一定是1m

C.從這一時刻起10s內的位移可能是80m

D.如果從這時刻起物體開始作勻速運動，那么它連續通過900m位移，需要時間90s

3、做變速直線運動的物體，在前一半時間內的平均速度是4m/s,后一半時間內的平均速度

是8m/s,則全程的平均速度是（）

A.6m/soB.5m/soC.5.3m/soD.4.5m/so

【課外練習】

1、判斷下面所給的數值是指平均速度還是瞬時速度？

(1)炮彈以850m/s的速度從炮口射出，它在空中以835m/s的速度飛行，最后以830m/s的

速度擊中目標。

(2)某列車從北京開到天津的速度是56km/h,經過某公路交叉口時的速度是36km/h。

2、一輛汽車從甲地開往乙地的過程中，前一半位移內的平均速度是30km/h,后一半位移內

的平均速度是60km/h,則在全程內這輛汽車的平均速度是()

A.35km/hB.40km/hC.45km/hD.50km/h

3、短跑運動員在100m競賽中，測得7秒未的速度是9m/s,10秒未到達終點時的速度是

10.2m/s,則運動員在全程內的平均速度是()

A.9m/sB.9.6m/sC.10m/sD.10.2m/s

4、一支長40m的隊伍勻速前進，通訊員從隊尾到隊前傳達命令后立即返回隊尾時，隊伍已

前進了200m,在整個過程中，通訊員共用了40s,則全過程中通訊員平均速度的大小為多少？

第一章D現代實驗技術——數字化信息系統(DIS)

一.教學任務分析

數字化信息系統(DIS)應用傳感器和數據采集器自動獲取和輸入實驗數據，通過計算機的

快速處理得到實驗的結果，提高了教學效率，使學生可以有更多的時間用于自主探究活動，改變

傳統的教學模式。

學習本節內容所需準備的知識和技能主要有：(1)勻速直線運動物體的圖像描述；(2)位移、

速度的概念；(3)長度的測量。

通過實例(利用傳統測量工具測量長度)的測量和討論，感受引入DIS的優點。

結合“練習使用DIS”實驗，了解DIS的構成和使用方法，并練習測定位移傳感器的測量范

圍，歸納得出測量的三個組成部分。

通過“用DIS測量運動物體的位移和速度”實驗，初步學會用圖像描述和研究物體的運動

規律，進一步理解s-t圖像和v~t圖像的物理意義。

二.教學目標

1.知識與技能

(1)知道物理測量的三個組成部分。

(2)知道DIS的含義、構成和使用方法。

(3)初步學會組裝DIS,用D1S獲取實驗數據、處理數據和得出實驗圖像。

(4)進一步理解勻速直線運動物體的s-r圖像和丫一r圖像的物理意義。

2.過程與方法

(1)通過對DIS實驗數據的采集、列表、作圖、擬合和轉換等環節的處理過程，感受研究

物理規律的科學方法和基本過程。

(2)通過對傳統儀器與DIS測量物理量過程的類比研究，認識物理實驗的一般過程和方法。

(3)通過應用DIS對幾種直線運動情況的實驗研究，感受圖像法是分析和研究物理問題的

有效方法之一。

3.情感、態度與價值觀

(1)通過對傳統實驗儀器與DIS傳感器測量物理量過程的對比，體驗數字化、信息化技術

帶來的革命性的變化，提高學習興趣和探究欲望。

(2)通過應用DIS對物體運動情況的實驗研究，感悟物質運動的多樣性與復雜性，建立團

結協作的意識，養成實事求是的科學態度。

三、教學重點和難點

重點：熟悉DIS的構成和使用方法。

難點：用DIS測量勻速直線運動物體的位移和速度。

四、教學資源

1、學生實驗器材：米尺，三角尺（或直尺），皮尺（或卷尺），計算器；DIS（位移傳感器,

數據采集器、計算機等）及配套的力學軌道，小車。

2、演示實驗器材：DIS（位移傳感器，數據采集器、計算機等）及配套力學軌道，小車。

3、自制課件。

五、教學設計思路

本設計的內容包括三個方面：?是數字化信息系統（DIS）的介紹：二是練習使用DIS；三

是用DIS測量運動物體的位移和速度。

本設計的基本思路是：以生活實際和實驗為基礎，通過對傳統實驗儀器和DIS傳感器測量

物理量的比較，使學生對DIS的構成、使用方法有感性認識和實踐體驗；在此基礎上利用DIS

位移傳感器進一步探究勻速直線運動物體的s-t圖像和v-/圖像的物理意義，并求出運動物體的

速度。

本設計要突出的重點是：熟悉DIS的構成和使用方法。方法是：通過提出“如何測量物理

教科書體積，實驗桌面積，教室內地面面積及運動物體在某段時間內位移”等問題創設情景，讓

學生通過分組實驗分析討論傳統實驗儀器測量物理量的優缺點，引出數字化信息系統（DIS）測

量的優越性，并介紹DIS的含義、構成和實驗框圖；然后通過“練習使用DIS”分組實驗，使學

生熟悉DIS的構成和使用方法，并通過“大家談”形式進行類比，得出物理測量的三個組成部

分。

本設計要突破的難點是：用DIS測量勻速直線運動物體的位移和速度。方法是：以作勻速

直線運動的物體為例，運用DIS的數據采集、列表、作圖、擬合功能，實時得出運動物體的sr

圖像和v-f圖像，并從中求出運動物體的速度。

本設計重視物理量測量的基本過程，重視培養學生的實驗技能，提高學生的實驗素養。

完成本設計的教學任務需2課時?

六、教學流程

1.教學流程圖ZX

DIS實驗1

實驗系

實驗

1統框圖

設問1

DIS實驗2小結歸納設計方案

2、流程圖說明

情景實驗1和設問1

通過分組實驗，以“用傳統實驗儀器測量物理教科書體積，實驗桌面積，教室內地面面積及

運動物體在某段時間內的位移”創設情景提出問題，隨后讓學生交流用傳統測量工具測量物理量

的體會。

活動I和活動IIDIS實驗1和大家談

通過“練習使用D1S”學生實驗，使學生熟悉DIS的構成和使用方法，并通過“大家談”

的形式，通過類比得出物理測量的三個組成部分。

活動IIIDIS實驗2

通過“用DIS測量運動物體的位移和速度”實驗，使學生初步學會數據采集，列表，作

圖、擬合、轉換等實驗技能，理解勻速直線運動物體sr圖像和vr圖像的物理意義。

活動IV小結歸納

通過“大家談”的形式讓學生談談本節課的收獲和體會，由師生共同歸納得出DIS實驗

“實時、定量、快速、直觀”的特點，并進一步指出傳統實驗和數字化實驗的整合代表了新

物理實驗改革的方向；

問題設計方案

通過設置課后思考題，進一步引導學生進行拓展聯想，鼓勵學生利用DIS在課外進行進

一步的探究和創新，實現“帶著問題進課堂、帶著問題出課堂”的教學設計意圖。

七、教學案例

（一）創設情景，提出問題

［學生分組實驗］

1、一本物理教科書的體積有多大？實驗桌的面積有多大？教室內的地面面積是多少，請同

學們動手測量一下？

2、讓一位同學手持卷尺的一端做直線運動（單向或雙向運動都可），請另一位同學通過卷尺

刻度測出某段時間內該位同學運動的位移？

設問：用傳統測量工具測量物理量的體會是什么？

小結：用刻度尺測量距離靠人眼觀察、手工記錄，操作耗時費力，測量精度較低，效率不高，

實時測量有一定的困難。

中學物理課程中引入了數字化信息系統（簡稱DIS）,給物理量的測量帶來了革命性的變化，

下面簡單介紹如何用現代技術手段做物理實驗。

（-）引入DIS,介紹概況

1、DIS：是DigitalInformationSystem的縮寫，意為數字化信息系統。利用現代信息技術進

行實驗研究，我們稱做DIS實驗。

2,DIS：是DigitalInfbrmationSystemLaboratory的縮寫，意為數字化信息系統實驗室，是

由“傳感器+數據采集器+計算機（裝有實驗軟件包）”構成的新型實驗系統。

3、DIS的構成、系統框圖和傳感器使用方法可參考附錄。

（三）實驗探究，操作應用

應用示例1：練習使用DIS

?實驗目的：熟悉DIS的使用方法

?實驗器材：DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機等）；刻度尺。

?實驗裝置：如圖

?實驗步驟：（供參考）

（1）將位移傳感器與數據采集器相連，數據采集器與計算機相連構成DIS實驗系統。

（2）開啟數據采集器電源和位移傳感器發射器部分的電源后，打開教材專用軟件，點擊實

驗條目上的“練習使用DIS位移傳感器”。

（3）將位移傳感器的發射器與接收器相對放置，點擊開始記錄，觀察計算機界面上的數據

變化，并與刻度尺的測量結果進行比較。

（4）改變接收器和發射器的相對位置，測量其可測的最大、最小距離和角度范圍如圖，并

將實驗結果填入表格中。

發射器……--------卜呻------------------接收器

實驗記錄:

位移傳感器的測量范圍

最大距離（cm）最小范圍（cm）測量角度范圍（0）

?大家談：用刻度尺和DIS位移傳感器測量距離有何不同和相同的地方？

相同處：任何測量都有三個組成部分。

被測對象-----?探測器----?記錄，處理和顯示

不同處：傳統實驗儀器精度較低、誤差較大、可重復性較差。DIS具備“實時實驗”功能，

數據采集、處理和分析都山計算機完成，測量時間省、精度高，誤差小，傳統實驗和數字化實驗

的整合代表了新物理實驗改革的方向。

（四）知識遷移，學以致用

前面我們已經學過勻速直線運動物體的s-t圖像和Lf圖像，今天我們就用DIS來研究勻速

直線運動物體的運動情況，進一步理解這兩個圖像。

應用示例2：用DIS測定運動物體的位移和速度

?實驗目的：研究勻速直線運動物體的S-t圖像和V-t圖像，并從中求出物體運動的速度。

?實驗器材：DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機等）、DIS配套力學軌道、小車。

?實驗裝置:

研究勻速直線運動裝置圖

?實驗步驟：（供參考）

（1）將位移傳感器的發射器固定在小車上，接收器固定在力學軌道右端（軌道稍傾斜，使小

車能做勻速直線運動），將接收器與數據采集器相連，數據采集器與計算機相連，構成DIS實驗

系統。

（2）開啟數據采集器電源和位移傳感器發射器部分的電源，打開教材專用軟件，點擊實驗條

目上的“測量運動物體的位移和速度”，屏上將出現“位移一時間”坐標。

（3）點擊“開始記錄”，將小車放到軌道上，令其滑下。數據采集完成，點擊“停止記錄”,

獲得位移一時間圖像，從點的走向可以大致看出小車位移隨時間變化的規律。

（4）拖動滾動條，將對應小車運動狀態的s~t圖像置于顯示區域中間，點擊“擬合”，得出

位移隨時間變化的曲線。

（5）點擊“選擇區域"按鈕，在s-t圖像上選擇研究區域。點擊鼠標確定研究區域的“開始點”;

再次點擊，以確定研究區域的“結束點"。此時在軟件界面左下方的數據窗口中，即可顯示出研

究區域內s-t圖線的初位移、末位移、時間差、速度的值。

（6）點擊uv-t圖像"，觀察研究區域內s-t圖像對應的v-t圖線。

?大家談：如果實驗得到的S-f圖呈曲