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第二章 运动与能量第一节 认识运动一、教学目标1. 认识运动的普遍性，物质世界是一个运动的世界。 了解物质世界几种常见的运动形式，对每种运动形式能举出一些典型例子，初步知道它们和我们的生产、生活的关系。2. 通过回忆、联想生活中大量运动，观察图片、演示实验、多媒体或动手做一些简单实验，经历认识不同形式物质运动的过程，知道观察研究不同物体运动要用不同的方法。3. 通过对物质世界运动的观察，知道物质世界的运动多样性，复杂性，形成关注物质世界运动及其变化的意识。了解各种运动形式与人类的生产、生活和科学技术紧密联系。初步认识物理学的进步与人类文明发展的关系。二、教学过程1.导入: (谈话)通过本节学习，应使每一个同学认识到物质世界的运动形形色色，但是并不是每个物体的运动大家都能认识到，需要通过观察，有的是肉眼可以直接看到，但更多的是需要借助仪器（望远镜或显微镜）进行观察，有的需要通过间接观察和思考，才能知道它们的运动。这也是为什么本节的节名为“观察物质世界的运动”的考虑，希望能引起学生对周围世界各种运动的观察和研究的兴趣。1认识物质世界运动及运动的普遍性，渗透着运动的相对性。让学生体会判断物体静止和运动不能凭感觉，需要有科学方法；判断有些物质的运动如电磁波，热运动，虽然人眼不能直接看到，但可以由电磁运动、分子热运动产生的效应间接地观察。物质的运动的绝对性、与静止的相对性（举例说明）2逐个认识基本运动形式。教师拿出香水，问：你们知道这是什么吗？（不知道）教师再打开香水盖喷，（学生回答：香水）你怎么知道的？（闻到了香气）香水在我手中，你们怎么会闻到？这说明了什么？香水分子在运动。再充分利用教材的彩图，结合学生生活经验，让学生通过自学、讨论交流来进行，进一步巩固学生对“分子热运动”的认识。开闭电灯、收音机、学生互打手机等来认识电电磁运动。介绍声的传播、光的传播等。这些是与学生们生活紧密相关的运动形式。关于原子内部的运动与第一节介绍过的原子结构是密不可分的，原子内部有两种不同运动：一种是核外电子的运动，如导体的导电是原子核最外层电子变成自由电子的运动，原子发光、煤、石油、有机物燃烧是核外价电子的运动；X光、红外线、激光都是核外内层电子运动。另外一种是核内的运动，常见的是放射性现象，放出、三种射线。这三种射线对生命物质都有杀伤作用，原子弹爆炸主要利用这三种射线形成杀伤力，核反应堆为什么要筑起厚厚的防护层，就是防止这些射线影响人体健康，医疗上则用射线杀死残害人体健康的癌细胞。三、发展空间（一）“家庭实验室”指导（1）观察油滴在水面上运动。（2）与妈妈讨论做饭中的物质运动形式。第二节 运动的描述一、教学目标1、通过观察和回忆再现初步认识机械运动的现象。2、知道机械运动是指物体位置的变化。3、知道参照物。4、会选择参照物描述机械运动，会根据对运动的描述指明参照物。5、知道运动和静止是相对的。二、过程与方法1、通过观察和回忆再现的方法认识什么是机械运动。2、通过亲身体验的方法认识选择不同的参照物描述运动的结果会不相同。3、通过学习活动，培养学生的观察能力、想象能力和分析能力，掌握研究问题的三、教学重点与难点1、机械运动的概念2、研究物体运动的相对性教学难点1、参照物的概念2、认识物体运动的相对性3、用实例解释机械运动。教学过程一、参照物1探究提出问题：如何恰当地描述物体的运动状态?猜想和假说：(1)要选择一个物体做标准，对照要研究的物体和选择的标准物体相对位置是否变化后再做出判断。 (2)很简单，用眼睛看看动不动就行了。 实验验证：把课本放在桌上，课本上放一支笔（或其他），推动课本使它沿桌面缓缓移动，思考下列问题：（1）选取课桌作标准，笔和课本是运动的还是静止的？（2）选择课本作标准，笔、课桌是运动的还是静止的？（3）选取笔作标准，课桌和课本是运动的还是静止的？2参照物该怎样选择?想想议议 每个同学都来描述同一物体的运动情况，看看各是以什么物体作为参照物的。如：夜间趁着月光走路时，要描述影子的运动情况，若以地面为参照物，影子在动；若以人为参照物，影子是静止的。运用参照物，判断物体的运动情况,具体方法如下： 确定研究对象，即明确要判断哪个物体是否运动；选定参照物，即假定一个物体不动；看被研究的对象相对于参照物的位置是否变化，若位置有变化，则被研究的物体是运动的，若位置无变化，则被研究的物体是静止的。二、运动和静止的相对性宇宙中的一切物体都在运动着，绝对静止的物体是没有的。我们平常所说的运动和静止都是相对的，都是相对于某个物体而言的。如果一个物体相对于另一个物体的位置发生了变化，我们就说第一个物体是运动的；若一个物体相对于另一个物体没有发生位置的变化，我们就说第一个物体是静止的。对于同一物体，若选择不同的物体作参照标准来研究它的运动情况，得到的结论可能是不同的。因此，不事先选择参照物，就无法判定物体是否在运动。例如，司机开着车行驶在高速公路上，以车为参照物，司机是静止的，以路面为参照物，司机是运动的；李明和王红晚餐后并肩散步，以路旁的树木为参照物，他们两位都是运动的，若以李明为参照物，王红是静止的；树木、房子相对于大地是静止的，若以行驶的车为参照物，它们都是运动的。四、相对静止 两个运动物体运动的快慢相同，运动的方向相同，这两个物体就是相对静止。例如，卡车和联合收割机，同样快慢，向同一方向前进，以其中一个为参照物，另一个是静止的，属于相对静止。天气预报与物理学中的机械运动有密切联系。经验丰富的气象预报员会根据卫星云图结合其运动速度准确判断冷空气在什么时候到达什么地区造成大风降温或冷暖空气，什么时候在什么地区上空交汇形成雨雪天气等等，提醒人们做好预防准备工作。课内练习例1 小明同学乘火车去旅游。“火车开动”前后他一直坐在座位上“一动不动”地看着火车外的景物，他发现路旁的“树正在飞快地后退”。这段话中加引号的三种运动情况，各以什么为参照物? 分析：在判定一个物体是否运动或怎样运动时，一般应按以下步骤进行：确定被研究的物体 选定参照物 根据研究物体相对于参照物的位置是否发生变化来确定物体的运动情况。 本题中讲到的三种运动，已知结果，找参照物是一个逆过程。首先，“火车开动”研究物体是火车，物体运动情况是开动，那么火车相对于“谁”在“开动”呢?相对于哪个物体的位置发生了变化?显然，小明是以车外景物为参照物判断车在“开动”的，这里的景物可以是地面、建筑、树木等。 其次，“一动不动”的研究对象是小明本人，其运动情况是“一动不动”(即静止)，判断小明处于静止状态又是以“谁”为参照物呢?显然不能再以车外景物为参照物，因为如果以车外景物为参照物，火车开动前小明是“一动不动”，而丰开动后再以车外景物为参照物小明就是“运动”的了。那么，车外景物作参照物被排除后，我们自然而然地应想到车厢或者车厢内的座位、行李等，显然无论车开动与否，小明相对于车厢位置没有变化，那参照物即是车厢了。 最后，“树正在飞快地后退”，研究对象是树，树的运动状态是在“后退”，那么树“后退”又是以“谁”为参照物呢?我们想到了“后退”的反义词是“前进”，哦，车在前进，那以“车”为参照物树就是在“后退”的了。答案：“火车开动”是以车外景物为参照物；“一动不动”是以车厢为参照物；“树正在飞快地后退”是以火车为参照物例2 人造地球同步卫星以 _为参照物是静止的；以_为参照物是运动的。由此可见同步卫星绕地球一周的时间是_小时。答案：地球太阳 24分析：卫星同步是指相对于地球上的某位置不变，而地球带着月亮、人造卫星等要绕太阳转动，地球绕地轴自转一周要24小时。例3 下列现象中属于机械运动的是( ) 答案：B A、五四运动 B、太阳升上天空 C、心情激动 D、铁生锈了分析：本题考查的知识点是机械运动的概念，在物理学中，机械运动是指物体位置的变化，上进答案中，只有太阳升上天空，描述了太阳相对于地球的位置发生了改变。课堂回放1、 机械运动是指物体位置的变化，是宇宙中最简单的运动形式。2、 参照物的概念和选择3、 运动状态的判定：运动和静止是相对的。4、 作业1、 辨析“运动是绝对的”与“运动是相对的”2、 课堂总结第三节 运动的速度（两教时） 一、教学目标1在物理知识方面要求：(1)掌握匀变速直线运动的速度公式，会用公式解决有关问题；(2)能识别不同形式的匀变速直线运动的速度图象；(3)会用速度图象求匀变速运动中任一时刻的速度或达到某一速度所用时间。2通过分析匀变速直线运动的速度图象使学生逐渐熟悉数学工具的应用，培养研究物理问题的能力。3学习利用公式和图象表示物理规律，达到提高学生分析问题能力的目的。二、重点、难点分析1重点是使学生掌握在匀变速直线运动中，速度随时间的变化规律，利用速度图象分析运动规律。2通过实验数据得出速度图象，使学生明确速度图象反映的是速度随时间的变化规律，把位移图象和速度图象加以区别，避免两者混同起来。这是难点。三、教学过程设计(一)引入新课做匀速直线运动的物体，它的瞬时速度是不变的；而做匀变速直线运动的物体，它的瞬时速度是时刻在改变的，今天我们研究瞬时速度变化的规律。(二)主要教学过程设计例：火车原以10.0m/s的速度匀速行驶，后来开始做匀变速运动，加速度是0.2m/s2，从火车加速起第1秒末、第2秒末、第3秒末的速度分别是多少？复习加速度概念，提出问题：火车的加速度是0.2m/s2，什么意思？表示火车的速度是均匀增加的，根据这道题的物理规律，我们如何用数学表达式分别表示出第1秒末、第2秒末、第3秒末的速度：v1=10.0m/s+0.2m/s21s=10.2m/s开始的速度加上1秒内速度的增加，即为第1秒末的速度。v2=10.0m/s0.2m/s22s=10.4m/s开始的速度加上2秒内速度的增加，即为第2秒末的速度。v3=10.0m/s+0.2m/s23s=10.6m/s1匀变速直线运动的速度vt=v0at匀变速直线运动的速度公式，也可以从加速度的明确：此公式对匀加速直线运动和匀减速直线运动都适用。在匀加速直线运动中，a为正值，表明物体的速度随时间均匀增加；在匀减速直线运动中，a为负值，表明物体的速度随时间均匀减少。物体做初速度为零的匀加速直线运动时，上式可写成vt=at。例：一辆汽车做匀减速直线运动，初速度为15m/s，加速度大小为3m/s2，求：(1)第3秒末的瞬时速度；(2)汽车末速度为零时所经历的时间。分析：由于汽车做匀减速运动，a为负值。(1)已知v0，a和t，求vt，可根据公式vt=v0at来求。vt=15m/s(-3m/s2)3s=6m/s5s第3秒末的瞬时速度为6m/s，末速度为零，所经历的时间为5s。匀变速直线运动的速度随时间变化的关系可以用公式表示，也可以用图象表示。2匀变速直线运动的速度图象分析：从表中的数据看，在误差允许范围内，每2s速度增加3m/s，汽车做匀加速运动，它的速度图象是一条向上倾斜的直线。直线的起点为零时刻的速度v0，横轴的某一时刻对应直线上纵轴的一点即为该时刻的速度vt。再画直线B，请同学思考这是怎样运动的速度图象？总结：两条直线都是表示初速度为15m/s的匀加速运动，不同点是AB两物体的速度变化快慢不同即加速度不同，aAaB，所以从速度图线可以求加速度。请同学将上述例题用图象表示出来。可以看出做匀减速运动的速度图象是向下倾斜的直线。如图2所示。请同学画出初速度为零的匀加速运动的图象。如图3所示。为了巩固同学对速度图象的认识，可做以下练习：图4中A、B、C、D、E各图线分别表示物体做什么运动？请定性指出来。图5中图线表示物体做什么运动？图6表示一个做直线运动的物体的速度图线，(1)说明该物体在OA、AB、BC三段时间内做什么运动？(2)求各段运动的加速度。(三)课堂小结1匀变速直线运动的速度公式是运动学的基本公式之一，在我们今后研究运动规律时，经常用它来分析。2已知物体做匀加速运动时，加速度a作为已知数，代入公式中取正值；已知物体做匀减速运动时，加速度a作为已知数，代入公式中取负值。求出加速度a为正值时，表示物体做匀加速运动；求出加速度a为负值时，表示物体做匀减速运动。3用图象表示物体规律是一种非常直观鲜明的方法，拿到图象后，首先明确横、纵坐标轴所表示的物理量，再分析变化规律。速度和平均速度（两教时）（一）教学目的 知道什么是变速直线运动，知道平均速度的概念和计算公式。 （二）教学过程 1复习提问 (1)什么叫机械运动？什么叫匀速直线运动？ (2)坐在行驶汽车里的甲、乙两乘客，甲说乙是静止的，乙说甲是运动的。他们谁说的对，说出你的道理。 (3)结合上例，说出两个物体相对静止的条件。 2新课教学 (1)引言：从日常生活中，大家都知道物体的运动有快有慢。例如我们要想尽快到达某地，坐火车就比坐汽车节省时间。物体运动的快慢是人们所关心的问题。如何比较物体运动的快慢呢？ 组织学生阅读课本第15页第二节大“？”所提出的三个问题，围绕如何比较它们运动的快慢展开讨论，教师引导并进行小结。 判断同时起程的步行人和骑车人的快慢。可以比较它们在相等的时间内运动的路程，走的路程远的骑车人运动的快。 比较百米运动员的快慢，可以比较跑完相同的路程（百米）所用的时间，用的时间短的那个运动员跑的快。 比较同学们百米短跑同奥运会万米冠军谁运动的快。要看1秒内谁跑的路程多，1秒钟内跑的路程多的运动员运动的快。 教师指出：在物理学里，速度用来表示物体运动的快慢。一个物体运动得很快，物理上就说它运动的速度较大。由此引出本节学习内容和速度的概念。 板书“二、速度和平均速度 1速度 (1)速度是表示物体运动快慢的物理量” (2)速度 提问：甲、乙两辆汽车在平直公路上匀速行驶，甲车1小时前进30千米，乙车10分钟前进10千米。怎样表示这两辆车运动的快慢？要求学生利用小学学过的有关速度的知识具体回答： 利用前面比较百米短跑运动员同万米长跑运动员谁运动快的方法。算出在相同时间内甲、乙车行驶的路程。即算出它们运动的速度就可以进行比较。甲汽车1分钟行驶0.5千米，乙汽车1分钟行驶1千米。由此可知甲车运动的比乙车慢。（相同时间用1秒、1小时都可以） 汽车所通过的路线长度叫路程。路程的单位是长度的单位，米或千米等。1秒、1分、1小时叫做单位时间。只要用时间去除这段时间内物体通过的路程，就可以求出物体的速度。知道了速度就能比较它们的快慢了。在此基础上，给出匀速直线运动速度的概念和公式。板书：“(2)在匀速直线运动中，速度等于运动物体单位时间内通过的路程。 提问：要求学生利用公式计算前面例子中甲、乙两汽车的速度，并解释它们的物理意义。计算过程如下： (3)速度的单位 教师指出：由以上计算结果可知，速度的单位是由长度的单位和时间的单位组成的。常用的长度的单位是米，时间的单位是秒，所以速度的单位是米/秒，读作“米每秒”，单位中的分数线读作“每”。交通运输中常用“千米/时”作速度的单位。 板书：“(4)速度的单位：米/秒，千米/时” 单位的换算 教师板演千米/时和米/秒间的换算同时介绍进行单位换算的方法和注意问题。（详见课本第17页，可先讲容易的千米/时换算为米/秒，后讲较难的米/秒换算为千米/时） 在进行速度的单位换算时，要强调掌握长度和时间的各自单位进率，分子或分母要根据要求分别换算。运算时，数与数算，单位与单位算，单位的运算完全遵从数学相乘、相除或相约的法则。 (4)平均速度 提问：从北京开往天津的火车的运动是匀速运动吗？它的运动有什么特点？ 答：它的运动特点是有时快，有时慢，到达中途车站时还要停下来。其特点为速度是变化的。 教师指出：从北京开往天津的火车的运动速度是变化的，这种运动叫变速运动。这是常见的一种运动。变速运动比匀速运动复杂，在要求不很精确，粗略研究的情况下，可以用平均速度来描述变速运动的快慢。 板书：“(5)平均速度 运动物体的速度是变化的，叫变速运动” 平均速度的计算公式 把变速运动这一较复杂的问题当作简单的匀速运动来处理，用平均速度来描述做变速运动物体的快慢。 例：火车从北京行驶两小时到天津，通过的路程是140千米。火车虽然时快时慢，但我们设想火车在两小时匀速行驶了140千米。火车平均在单位时间内通过的路程，就是火车在这段路程中（或在这两小时内）的平均速度。即： 所以，做变速运动物体在时间t内通过的路程是s，那这个物体在时间t内的平均速度就是： 利用上式计算出来的平均速度，只能表示物体在所求的那段路程中（或这段时间内）的运动情况，不能表示运动中任何一段路程（或任何一段时间内）的运动情况。所以我们谈论平均速度一定要指明是哪段路程中的或哪段时间内的平均速度。 例题：课本第17页例题。教师进行规范化板演。并说明解物理计算题的格式、要求。 解题规范化要求： 1)认真审题、明确题意。 2)解计算题，要求写全已知、求、解、答。单位可在已知中统一。 3)解题过程，要求写出根据公式（或由此得到的导出式），然后按公式逐项代入已知数值和单位。单位要统一到符合求答要求，最后得出计算结果。 4)进行检验，无误后，写出答题。 3本节知识要点小结 提问：速度是表示什么的物理量？计算匀速直线运动的公式是什么？在国际单位制中速度的单位是什么？如