物理必修1第一章教案.doc

第一章 运动的描述第1节 质点 参考系和坐标系课题名称质点、参考系和坐标系课时数1课时课型问题解决课课程标准学习目标1、 理解质点的概念及其是理想化模型的意义；2、 能在具体情形中判断物体能否被看做质点；3、 理解运动和静止的相对性，从而理解参考系对研究运动的重要性，知道参考系的选取原则；4、 体会坐标系确定物体位置的方法的优越性；重点难点重点：理解质点的概念及学会用理想化模型研究问题。难点：体会数学工具在物理学中的运用。学习过程评价任务（内容、问题、试题）学习活动（方式、行为策略）实验及探究1、 观察两辆小车在斜面上的运动问题1、描绘出车头和车尾的初始位置问题2、描绘两辆小车各做什么样的运动问题3、怎样确定两辆小车的位置变化模块一、质点概念 通过上述实验的小车做为研究对象，同学们描述一下车头和车尾的位置变化生成问题1：怎么描述小车的位置变化？ 生成问题2：运动物体在什么情况下可视为质点？模块二、参考系通过观察实验，让不同学生来描绘两辆小车的运动情况，生成问题3、描述物体运动如何选定参考标准？参考系：为描述运动方便被选做参考标准视做不动的物体。模块三、坐标系生成问题4、通过观察小车运动，怎样确定位置变化？创设情景教师演示并划图学生观察并思考问题结论是不同的，那为什么呢学生讨论：归纳总结形成质点概念学生观察不同物体运动，归纳总结形成结论:物体的形状大小对研究的问题几乎没有影响，即可视为质点。学生完成：训练评价1结论：选定不同的标准描述出的运动情况不同。学生讨论：归纳总结得出参考系概念学生完成教材练习1并加以评价学生讨论：形成结论：沿物体运动方向上画一条直线，规定原点和正方向，建立直线坐标系，通过运动小车经过的坐标位置来确定物体的位置。学生自主完成教材练习3讨论评价：课后反思第2节 时间和位移课题名称时间和位移课时数2课时课型问题解决课课程标准学习目标5、 通过自主学习知道时间和时刻的区别和联系6、 掌握位移的概念，了解路程与位移的区别7、 知道标量和矢量，知道位移是矢量8、 学会用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间9、 知道时刻与位置、时间与位移的关系重点难点重点：理解并区别时间与时刻以及位移和路程的概念及物理意义。难点：正确理解位移的概念及意义。学习过程评价任务（内容、问题、试题）学习活动（方式、行为策略）一、 时刻和时间间隔【问题1】在我校的作息时间表上，你能找出更多的时刻和时间间隔吗？分析展示：比如开始上课的“时间”是8:00就是指时刻；下课的“时间”8：40也是指的时刻。这样每个活动开始和结束的那一瞬间就是指时刻。上一节课需要40分钟指的是时间间隔，每一个活动所经历的一段时间都是指时间间隔。【问题2】综合教科书，你能列举哪些关于时间和时刻的说法？【总结】在数轴上用点表示时刻，用线段表示时间间隔，两个时刻的间隔表示一段时间。【问题3】根据下列“列车时刻表”中的数据，列车从广州到长沙、郑州和北京西站分别需要多长时间？T15站名T1618：19北京西14：5800：3500：41郑州08：4208：3605：4905：57武昌03：2803：2009：1509：21长沙23：5923：5116：25广州16：52.【问题4】平常所说的“时间”，有时指时刻，有时指时间间隔，如有人问你：“你们什么时间上课啊？”这里的时间是指时间间隔吗？【问题5】下图给出了时间轴，请你说出第3秒，前3秒，第3秒初第3秒末，第n秒的意义。【讨论交流】我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行.10月15日09时0分，“神舟”五号飞船点火，经9小时40分50秒至15日18时40分50秒，我国宇航员杨利伟在太空中展示中国国旗和联合国旗，再经11小时42分10秒至16日06时23分，飞船在内蒙古中部地区成功着陆.在上面给出的时间或时刻中，哪些指的是时间，哪些又指的是时刻？二、 路程和位移（情景展示）中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠，在沙漠中，远眺不见边际，抬头不见飞鸟.沙漠中布满了100200 m高的沙丘，像大海的巨浪，人们把它称为“死亡之海”.许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而丧生.归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题：我在哪里？我要去哪里？选哪条路线最佳？而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量：位置、位移、路程。【问题1】（投影中国地图）让学生思考：从北京到重庆，观察地图，你有哪些不同的选择？这些选择有何相同或不同之处？【问题2】根据上面的分析，总结回答位移及路程的定义？【讨论交流】【问题1】请看下面的一段对话，找出里面的哪些语言描述了位置，哪些语言描述了位置的变动.哪些是指路程，哪些是指位移。甲：同学，请问红孩去哪里了？乙：他去图书室了，五分钟前还在这儿.甲：图书室在哪儿？乙指着东北的方向说：在那个方位.甲：我还是不知道怎么走过去，有最近的路可去吗？乙：你可以从这儿向东到孔子像前再往北走，就能看见了.丙加入进来，说道：也可以先向北走，再向东，因为那边有好风景可看.甲：最近要多远？乙：大概要三百米吧.丙开玩笑说：不用，你如果能从索道直线到达也就是一百米.乙：别骗人了，哪有索道啊！丙：我是开玩笑的，那只好辛苦你了，要走曲线.甲：谢谢你们两位，我去找他了.学生分组讨论后，选代表回答问题.生1：乙手指的方向东北，就是甲在找红孩的过程中发生的位移的方向.生2：里面的三百米是指路程，一百米的直线距离是指位移的大小.生3：他们谈话的位置和图书室是两个位置，也就是甲在找红孩过程中的初末位置.请你举出生活中更常见的例子说明路程和位移.【问题2】请说明“绕跑道一圈”的位移和路程【小结】1、 位移是表示物体（质点）的位置变化。一般用有向线段表示末位置相对初位置的变化。有向线段的长度表示其大小，有向线段的方向表示位移的方向。2、 质点的位移与运动路径无关，只与初末位置有关。3、 位移与路程不同，路程是质点运动轨迹的长度，路程只有大小没有方向。三、 矢量和标量【问题1】像位移这样的物理量，既有大小又有方向，我们以前学过的物理量很多都只有大小，没有方向，请同学们回忆并说给大家听听？提示：对于讨论中学生可能提出这样的问题，像电流、压强这两个学生学过的物理量，它们是有方向的，但它们仍然是标量.这在以后的学习中会更进一步加深对矢量和标量的认识。【问题2】矢量和标量的算法有什么不同？四、 直线运动的位置和位移【问题1】我们怎样用数学的方法描述直线运动的位置和位移？如果物体做的是直线运动，运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置，如果是一段时间，对应的是这段时间内物体的位移.如图所示，物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2运动到“位置”x2，那么，（x2x1）就是物体的“位移”，记为x=x2x1.可见，要描述直线运动的位置和位移，只需建立一维坐标系，用坐标表示位置，用位置坐标的变化量表示物体位移.在一维坐标系中，用正、负表示运动物体位移的方向.如图所示汽车A的位移为负值，B的位移则为正值.表明汽车B的位移方向为x轴正向，汽车A的位移方向为x轴负向。教师指导学生仔细阅读教材时间和时刻这部分内容后再用幻灯仪投影展示学校作息时间表，提出问题引导学生分析。教师帮助总结并回答学生的提问。 让学生再列举出一些生活中能反映出时间间隔和时刻的事例，并让他们讨论。教师可以利用课件展示某一列车的时刻表，帮助学生分析列车运动情况。学生分组讨论，然后说说怎么用时间轴表示时间和时刻。 让学生根据表格找出结果 引导学生区分生活中的语言的差别。让学生分组讨论教师总结 教师提出问题让学生讨论交流。 展示情景并提出问题。让学生根据题目分析总结位移和路程的关系。教师指导总结。 让学生分组讨论后选代表回答。教师提出问题，并适时点拨，画一往复直线运动给学生讨论。学生在教师的指导下，自主阅读，积极思考，然后分小组展开讨论，每组选出代表，发表见解，提出问题。学生分组讨论，后回答老师提出的问题。学生分组讨论。学生回答。学生讨论后回答 学生根据分析得出结论。 学生讨论后回答，并交流自己的看法。课后反思第3节 运动快慢的描述速度课题名称运动快慢的描述速度课时数2课时课型问题解决课课程标准1、学习目标1、 理解物体运动的速度。知道速度的意义、符号、单位、矢量性。2、 理解平均速度的意义，学会用公式计算物体运动的平均速度，认识仪表中的速度。3、 理解瞬时速度的意义。4、 知道速度、速率；平均速度、平均速率的区别。重点难点重点：体会并区别速度、瞬时速度、平均速度、平均速率的概念及意义；难点：对瞬时速度的概念的形成与理解。学习过程学习内容（任务）及问题学习活动及行为一、 坐标与坐标的变化量【思考1】为了描述物体的运动，我们已经进行了两节课的学习，学习了描述运动的几个概念，大家还记得是哪几个概念?【思考2】当物体做直线运动时，我们是用什么方法描述物体位移的?【思考3】我们已经知道位移是描述物体位置变化的物理量，能不能说，物体的位移越大，物体运动得就越快?【思考4】那么，如何来描述物体运动的快慢?【讨论交流】【问题1】以百米赛跑为例，你参加赛跑的跑道是笔直的，你能说明“坐标”与“坐标的变化量”有何不同，又有何联系?【问题2】课件投影图13l，让学生观察，用数轴表示坐标与坐标的变化量，能否用数轴表示时间的变化量?【问题3】如果汽车沿轴向另外一个方向运动，位移x是正值还是负值?拓展：这种数学表述与实际的物理情景一致，如：汽车沿笔直的公路向东行驶，可以根据向东为x轴的正方向，讨论汽车的位置和位移。二、 速度【展示问题】(播放比赛片段)：北京时间8月28日凌晨2点40分，雅典奥林匹克体育场，这是一个值得所有中国人铭记的日子，21岁的上海小伙刘翔像闪电一样，挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点，以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军，12秒91的成绩平了由英国名将科林约翰逊1993年8月20日在德国斯图加特创造的世界纪录，改写了奥运会纪录。【问题1】那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?有几种方法呢?试举例说明。【问题2】请同学们再多想一些比较快慢的例子，哪些是用相同位移比时间，哪些是用相同时间比位移的?【小结】：运动的快慢跟运动的时间及通过的位移都有关系物理学中用速度来描述物体运动的快慢程度。【讨论交流】以下有四个物体，请同学们来比较一下它们运动的快慢程度初始位置(m)经过时间(s)末了位置(m)A自行车沿平直道路行驶020100B公共汽车沿平直道路行驶010100C火车沿平直轨道行驶500301 250D飞机在天空直线飞行500102 500【问题3】如何比较A和B、B和D、B和C的运动快慢?【小结】速度公式v=x/t单位：国际单位m/s或ms-1常用单位km/h或kmh-1 , /s或s-1【拓展】1、 当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程。2、 初中我们学的速度是路程跟时间的比值在单向直线运动中，它与位移跟时间的比值是相等的。3、 速度是矢量。4、 速度的大小在数值上等于单位时间物体位移的大小；速度的方向就是物体运动的方向。三、 平均速度和瞬时速度大自然中，物体的运动有快有慢。天空，日出日落；草原，骏马奔驰；树丛，蜗牛爬行仔细观察物体的运动，我们发现，在许多情况下，物体运动的快慢会发生改变：飞机的起飞，汽车的行驶，运动员的奔跑等x/t表示的是物体在时间间隔t内的平均快慢程度，称为平均速度。【总结】1、平均速度是指运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值2、平均速度是矢量，它的方向由位移的方向决定，它的大小表示这段时间内运动的快慢3、平均速度是在描述变速直线运动的情况下，能粗略描述物体运动快慢的物理量【讨论与交流】美国田径运动员刘易斯，在1991年的世界田径锦标赛上创下了986s的百米跑世界纪录，下表中给出了当时的实测记录请算出每个20m内的平均速度，并填人表中位移sm020406080100时间ts0296471646831986通过每20 m的时间ts 每20 m内的平均速度v(ms-1)【问题】在每个20m内的平均速度不同，那么我们在求平均速度的时候应该注意什么，大家讨论一下？【课堂探究】某同学不小心掉了半块饼干在地上，5min后发现饼干上聚集了许多蚂蚁，那么5 min之前这些蚂蚁离饼干的最远距离为多少?确定这个最远距离的关键是测出蚂蚁的爬行速度某班学生以小组为单位进行估测蚂蚁爬行速度的实验探究活动，下表是各小组的实验方案及结果组别实验方案平均速度v(cms-1 )1用面包吸引蚂蚁，使它在两直尺间运动1.22让沾有墨水的蚂蚁在纸槽内运动0.33让直玻璃管内的蚂蚁向另一墙运动1.044让蚂蚊在盛有粉笔灰的纸槽内运动0.455让蚂蚊在塑料吸管内爬行，同时点燃蚂蚊身后的塑科吸管2.40(1)表中各小组最后测得的蚂蚁的爬行速度各不相同，产生此现象的可能原因是什么?(2)5min前蚂蚁与饼干的最远距离约为多少?【讨论与交流】在上面我们讨论的美国田径运动员刘易斯的百米赛跑记录中，我们要想知道他在前10m内的平均速度已经可以求出来了，我们还可以求出他在前9 m内的平均速度前8 m内的平均速度前2m内的平均速度，最初1m内的平均速度，等等在这些求出的速度中，哪一个能更准确地描述刘易斯在起跑时的速度?【结论1】、取得的位移越接近最初起跑，越能准确描述他的运动快慢【结论2】、美国田径运动员刘易斯，平均连度只能粗略地描述运动的快慢而当我们把时间间隔取位移间隔取得越短时，越能更准确地描述在这一小段时间内的运动快慢，这就是瞬时速度。【结论3】、在质点从t到t+t时间内的平均速度x/t中，t取值非常非常小时,这个值就可以认为是质点在时刻，的瞬时速度【结论4】、瞬时速度，运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度准确地讲，瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度是矢量，大小反映了物体此时刻的运动快慢，它的方向就是物体此时刻的运动方向，即物体运动轨迹在该点的切线方向瞬时速度的大小叫做瞬时速率。四、 速度和速率学生阅读教材第16相应部分的知识点，让学生总结速度既有大小，又有方向，是矢量，速度的大小叫速率，教师引导学生看教材第18页图132观察汽车的速度计，讨论后说出你从表盘上获取的有用信息。信息1、汽车的速率指针指在相应数字的瞬间，就表示汽车在那一瞬时的速率是那个值信息2、还可以从表盘上直接读出公里里程信息3、日常生活中的“速度”有时指速度，也有时指速率，要看实际的物理情景。【讨论交流】甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈，都回到了出发点，他们的平均速度相同吗?怎样比较他们运动的快慢?平均速率等于物体运动通过的路程跟所用时间的比值他们两人通过的路程相同且都不为零，但所用时间不同显然用时短的运动得快，也就是平均速率大。教师首先指导学生仔细阅读“坐标与坐标的变化量”一部分。用课件投影左图并提出问题学生阅读材料根据分析回答问题。学生在教师的指导下，自主探究，积极思考，分组讨论后回答问题。提高学生学习兴趣，激发学生的爱国热情，让学生思考比赛中的数据。教师总结引导学生在分析表格中数据，通过比较等时不等位移，等位移不等时等数据的分析技巧来得出要学习的物理量。让学生思考比较与初中学习的“速度”概念的不同之处。要求学生讨论并总结。教师引导学生总结。指导学生提出解决问题的方法，拓展学生思维。指导学生总结结论，结论的表达应该步步深入，体现学生思维特点。指导学生阅读教材。让学生讨论，体验平均速度的缺陷，以便引入平均速率的概念。学生讨论，思考并回答。学生分组讨论用何种方法更加好地比较分析物体的运动快慢。学生比较体会现在提出的速度的概念的严谨性。学生根据情况讨论交流。学生根据要求讨论出结论后由教师指导评价。学生讨论总结。学生阅读教材，并总结速度与速率的不同之处。学生分析讨论。课后反思第4节 实验：用打点计时器测速度课题名称实验：用打点计时器测速度课时数1课时课型问题解决课课程标准。学习目标1知识与技能掌握打点计时器的原理及其使用方法。掌握对纸带上记录的原始数据进行处理的能力。能测定平均速度，画出v-t图象，通过图象来分析物体的运动情况。2过程与方法能分析、处理实验过程中出现的问题。掌握建立图像的一般规律，了解用图像研究物理问题的方法。掌握在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度这一近似方法。3情感、态度与价值观注意培养学生养成良好的实验习惯和实验态度。注意培养学生尊重原始测量数据这一实事求是的科学态度。重点难点重点： 打点计时器的使用方法。难点：对纸带上记录的原始数据进行处理。测定瞬时速度，画出v-t图像，并通过图像来分析物体的运动情况。学习过程评价任务（内容、问题、试题）学习活动（方式、行为策略） 新课导入 直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移，再经过计算或作图来判断物体的运动情况在实验中，我们可以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采用这种方法的测量误差较大打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢 【课堂活动】 同桌的同学合作，简易模拟打点计时器 1同桌两位同学之间，一位同学手拿一枝彩色画笔，另一位同学牵动一条宽约1 cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移动你按照一定的时间间隔点击纸带(比如每秒1次，或每秒2次)，比比看，看谁牵动纸带的速度变化最小想一想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响? 2两位同学竞走比赛，为了比较他们的运动情况，现在让每位同学都提着底部穿孔、漏沙比较均匀的两个沙袋一起竞走，然后通过他们的漏沙情况来判断他们的匀速运动情况和加速情况 以上两个探究活动目的是让学生体验打点计时器通过打点达到计时目的的原理 学生做完后讨论 分析1：相邻两点问的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大纸带运动的快慢不均匀，点子的间隔也不均匀，但对相邻两点间的时间间隔没有影响 分析2：参加竞走的两人若运动快慢比较稳定，则漏沙比较均匀，若加速运动，会发现快的时候漏沙少，慢的时候漏沙多 新课教学（引入打点计时器） 一、电磁打点计时器 阅读课本，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法 【交流与讨论】 电磁打点计时器使用低压交流电源工作，能不能使用直流电源，为什么?分析：原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为002 s这个值正好是电源频率的倒数 二、电火花计时器 学生阅读课本，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法 【交流与讨论】 从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小? 析：电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些总结：电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致(脉冲周期不大于50s，这一方面也远优于电磁打点计时器)，同时它的操作简易，使用安全可靠(脉冲放电电流平均值不大于5 A)问题讨论：打点计时器能记录哪些信息?(时间和位移) 三、练习使用打点计时器 学生自主阅读教材中的实验步骤提示 指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据? 【交流与讨论】 问题1电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置?(将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置将纸带从复写纸圆片下穿过) 问题2振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整? 分析1：可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置 2：可能是复写纸该换新的了 3：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置 4：可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止 5：电压在4 v和6 v的情况下，打点的清晰度有点差别，电压高的时候稍清晰，所以可调高一点电压 问题3开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处? 分析：因打点计时器是按间歇工作设计，故长期工作可能会因线圈发热而损坏让学生阅读课本，学习电火花打点计时器的安装方法：讨论回答： 纸带处理：从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点如果数出n个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少?(共()个) 学生亲自手拉纸带练习使用打点计时器，自己设计表格，记录测量数据 【思考与讨论】：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度? 讨论回答：测出两个点间的距离，数一下这两个点间共有多少个时间间隔，即有多少个O.02 s，用这个总距离去除以所需用的时间 四、用打点计时器测量瞬时速度 思想方法：用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度所取的时间间隔越接近该点，这种描述方法越准确 示例：如图，测量出包括E点在内的D、F两点问的位移x和时间t，算出纸带在这两点间的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度 可以大致表示E点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度然而D、F两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点 学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含这个点的一段时间内的位移z，同时记录对应的时间t，填入教材中设计好的表1中 根据算出刚填完的表1中各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，抄入教材表2中从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况 课后反思第5节 速度变化快慢的描述加速度课题名称速度变化快慢的描述加速度第 2 课时课型问题解决课课程标准学习目标1知识与技能（1）能判断物体是做加速运动还是减速运动。（2）知道平均加速度与瞬时加速度。（3）能用v-t图像描述加速度。2过程与方法（1）判断物体是做加速运动还是减速运动中，培养学生利用知识解决实际问题的能力。（2）通过一些生活实例，体验加速度的方向与速度方向在生活中的意义。3情感态度与价值观（1）培养学生主动与他人合作的精神，并能将自己的见解与他人交流。重点难点判断物体是做加速运动还是减速运动是本节的重难点。学习过程评价任务（内容、问题、试题）学习活动（方式、行为策略）一、 复习引入复习加速度的意义、运动性质的判定二、 问题讨论（规定初速度方向为正方向）1、 5m/s2的物理意义是什么？（每秒速度增大5m/s）2、 6 m/s2的物理意义是什么？（每秒速度增大6m/s）3、 4 m/s2的物理意义是什么？（每秒速度增大4m/s）4、 当物体做加速运动时，加速度增