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文档简介
1、物理必修1 第一章 运动的描述 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc333560710 绪论教案 PAGEREF _Toc333560710 h 1 HYPERLINK l _Toc333560711 第一章 运动的描述 PAGEREF _Toc333560711 h 6 HYPERLINK l _Toc333560712 第一节质点 参考系和坐标系教案 PAGEREF _Toc333560712 h 6 HYPERLINK l _Toc333560713 板书设计 PAGEREF _Toc333560713 h 11 HYPERLINK l _Toc3335607
2、14 第一章 第二节时间和位移教案 PAGEREF _Toc333560714 h 12 HYPERLINK l _Toc333560715 板书设计: PAGEREF _Toc333560715 h 17 HYPERLINK l _Toc333560716 直线运动中位移随时间变化的图像 PAGEREF _Toc333560716 h 18 HYPERLINK l _Toc333560717 第一章第三节运动快慢的描述-速度教案 PAGEREF _Toc333560717 h 23 HYPERLINK l _Toc333560718 板书设计 PAGEREF _Toc333560718 h
3、27 HYPERLINK l _Toc333560719 第一章 第四节实验:用打点计时器测速度教案 PAGEREF _Toc333560719 h 29 HYPERLINK l _Toc333560720 第一章 第五节速度变化快慢的描述加速度教案 PAGEREF _Toc333560720 h 30 HYPERLINK l _Toc333560721 板书设计 PAGEREF _Toc333560721 h 36 HYPERLINK l _Toc333560722 教案2 加速度 PAGEREF _Toc333560722 h 39 HYPERLINK l _Toc333560723 直线
4、运动中速度随时间变化的图像 PAGEREF _Toc333560723 h 44绪论教案 二、教具: 大气压水杯 黑球变银球 双圈 楞次定律3-2 试电笔 三、教学过程自我介绍正式讲物理之前,先讲绪论 庄子说: 判天地之美,析万物之理(战国 庄子 道家 天人合一 万物平等 ,“天地与我并生,万物与我为一”) 借助他的思想揭示学物理的方法。谁是动词 判:判断 眼鼻耳嘴 调动各种感观,去观察实验 析:用大脑分析思考推理; 通过这样的方式研究万物中间的道理,万物一理,从一个事物推知万物所遵循的不平凡的规律;学好物理:从平凡处发现不平凡之事,于不凡处发现平凡之理。实验:大气压水杯 把水倒掉一部分 纸不
5、掉 3-3学习演示过一个常规大气压强实验:一个平口杯装满水,杯口覆盖一张纸,而后把杯口朝下。做完实验,任炜东问学生原因,一些学生露出“不过如此”的神情。把杯子里的水倒去一些,而后问:“现在纸还能托住水吗?”由于初中学过相关知识,学生们纷纷说水一定会流出来。又取了一张纸,盖在杯口上,奇迹出现了:水没从杯子里流出来。学生们惊讶不已,纷纷要解释原因。任炜东说,虽然倒去一部分水,使杯子内外大气压强抵消,但由于水存在表面张力,只要纸张选取适当,仍旧能托住杯中的水。学生的学习兴趣一下子上来了。实验:橡皮膜肥皂水实验:相见时难別亦难 楞次定律3-2 双圈实验:黑球变银球3-4光学实验:试电笔在教学中总是引导
6、学生去探究。试电笔中为什么要串联一个兆欧级的大电阻?为的是保证通过的电流很小,不伤人。这个事实说明很小的电流就能使氖管发光。但是把氖管直接接到低电压上,它却不亮,这是为什么?老师当时并没有给出答案。后来我们自己找书、商量,有人还做了实验,自己就认识到了气体导电的特点(当时气体导电是教学内容):要高电压击穿才能开始导电,而维持电流只需要很低的电压。器材简单家里很容易找到, 学好物理自己主动做实验去观察实验爱因斯坦观察和理解的乐趣,是大自然最优美的礼物。实验是人与自然的对话丁肇中一方面学校:分组实验2人 配合 判天地之美,析万物之理生活中:析万物之理一 什么是物理学 研究物质世界最基本的结构、最普
7、遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的一门学科。Ppt板书物理学分支很多,但它们有共同的地方用空间和时间表示(10(n)表示10的n次方)研究物理离不开空间和时间物理学空间尺度:怪莽头咬尾哈勃半径最大10(27)很大, 最小10(-15)很小,10(27)肯定很大,大到什么程度你有感受吗?10(-15)很小,有多小你能体会吗?怎么能够建立感性认识,从哪看?从我们切身感受的事物看,人的身高的数量级10(0).离我们近的太阳10(9) 比我们小原子10(-9)原子有多小?如果把我们自己比作太阳,原子就我们这么大。如果把我们比作原子,太阳有多大?10(18 ), 如果把我们自己
8、比作太阳,原子就我们这么大空间尺度 录像怎么认识物理学时间尺度从自己开始 一位80岁老人度过的人生是10(9) 秒,宇宙的年龄是10(18) 秒, Z0超子的寿命是10(-25)秒。如果把宇宙比作80岁的老人,那么人类一生短如1秒,转瞬即逝,渺小得毫不起眼。 可是我们却不能因此而碌碌无为,因为从Z0超子的视角看人类,(介子的寿命10(-9),如果把它当作1秒,)我们的一生就是永恒。空间尺度27 时间尺度-1510(27) 10(18) 10( ) 10(9) 10( ) 10(0)10( ) 10(-9) 10( ) 10(-15)二 物理有什么用一、低层次,学了物理使很多技术人员有了职业。二
9、、高层次,学了物理能够发展我们的科学技术,报效祖国、造福人类。(物理是自然科学基础如 ) 空间 探月 微电子 核物理放疗 量子力学 相对论- 集成 信息时代 跃迁-激光科技军事文艺 超导- 磁悬浮 X射线1952年拍DNA照片回顾历史 物理学推动人类社会发展 第一次工业革命标志是蒸汽机的发明和应用,18世纪 热学蒸汽时代第二次工业革命标志是电学得到了应用 19世纪电磁学第三次工业革命标志是核能,电子计算机等应用20世纪量子力学,相对论等理论的建立赞同高中物理带给我们什么?物理世界所遵循的客观规律,利用这些规律为我们服务,(以后可能不学物理)理性的思维,思辨的头脑,分析的能力,创新的精神。这是我
10、们一身受益三 高中物理研究什么对象 个体(质点)群体 从简单入手 力 运动核心内容: 能量转化(力热光)3高中物理的主要内容:力学、热学、电学、光学、原子物理五个部分。四怎样才能学好高中物理?刚上高中,物理难 ?心理准备:面对下面四件事怎么做 1紧急而且重要 2不紧急重要3紧急不重要 4不紧急不重要(举手比例)思考:我们现在遇到有多少是紧急的事?又有多少是因为我们缺少计划性把它变为紧急 ,所以这里面没有正确与否,但是我想一个有计划的人,有计划安排不紧急重要的事,比如能力的提高, 比如三年后的高考,对我们很重要,但不紧急,我们刚中考完,有些同学就忘了,先玩两年 高三技能准备 5R笔记1.记录(R
11、ecord)。2.简化(Reduce)。3.背诵(Recite)。 4.思考(Reflect)。5.复习(Review)回忆栏1 / 3 主栏2/3 第一章 运动的描述第一节质点 参考系和坐标系教案质点 参考系 空间 时间教学准备: 视频1:汽车驶过;视频2:太阳系课件;视频3:“地心说”课件;大钟表、火车时刻表图片教学过程: 一、机械运动和参考系 课件展示:一辆汽车急速驶过 问题: 你看到了哪些物体?哪些物体是运动的?哪些物体是静止的?请你对运动的物体进行描述学生讨论 小结,提出机械运动和参考系概念(一) 机械运动: 一个物体相对于另一个物体位置的改变 请你举一个机械运动的实例 请你举一个不
12、是机械运动的实例机械运动的分类1按运动形式分:平动和转动 平动特点:(1)物体上所有点的运动情况是一样的(研究清楚其上一点的运动情况就可以知道整个物体的运动情况,所以常常可以把这样运动的物体当成一个点来处理) (2)做平动的物体运动轨迹不一定是直线转动特点:做转动的物体上的各点都绕轴做圆周运动任何复杂运动都可以看成是平动和转动这两种运动合成的2按运动轨迹分:直线运动和曲线运动 3按速度分:匀速运动和变速运动 (二)参考系为了确定一个物体的位置和描述它的运动,要选择另外的物体作为标准,这个被选做参考标准的物体叫做参照物,也称为参考系请你举例说明一个运动,并指出参考系是什么同一个物体的运动,选取的
13、参考系不同,对运动的描述也不同例:(1)研究太阳系的运动 以太阳为参考系日心说 播放视频 以地球为参考系地心说 播放视频 (2)研究升降机内人的运动 以地面为参考系人是运动的 以升降机为参考系人是静止的(3)在火车上将水倒入杯子 火车上的乘客看向下的直线运动,地面看曲线运动 物体的运动是确定的,对物体运动的描述可以是不同的问题:哪些物体可以作为参考系,哪些物体不可以作为参考系呢? 习惯以地面为参考系,有时为了方便,也会选运动的物体做参考系例: 人以 2m/s的速度从长200米的火车的头走到火车的尾,需要多长时间?(火车静止未动) ts/v200/2100s人再从车尾以相同的速度走回车头需要多长
14、时间呢? 类比思考:逆水而行的船行至某一桥头之下时,一人不小心被刮掉了帽子一分钟后发现,掉头去追,若船速不变,多长时间后才能追上帽子?二、质点 问题: 我 坐火车去天津,时刻表里这样写着12:05北京站发车,12:55到达天津南站谁能帮我分析一下这个12:55指的是火车头到达的时刻还是火车尾到达的时刻呢? 学生讨论1定义: 如果物体的大小和形状在所研究的问题中可以忽略不计,则把它简化为一个有质量的点,称为 质点请你举例说明生活中我们在什么情况下是把一个物体当成质点看待的(1)两朋友打 时,有一方说:“我现在在家呢” (2)我们说某运动员跳高成绩是2.15m,你第一感觉是什么? (3)一列火车离
15、开站台,你是想到它的头部离开了还是尾部离开了? 通过一些实例,使学生理解在研究实际问题时,往往是抓住主要因素,忽略次要因素,这是一种研究物理问题的方法比如,在地球绕太阳的公转中,地球中任意一点相对于太阳的位移、速度和加速度都略有差别,但地球半径远小于地球与太阳间的距离,上述差别可以忽略不计,仍可视公转为质点运动但在研究物体的转动例如地球的 自转 中,地球上各点的位移、速度和加速度的方向及大小差别悬殊,完全不能忽略,此时地球就不能视为质点使学生在实际问题中体会出“忽略”是同类物理量比较的结果,不是人为地去掉某个因素2什么情况下可以把物体看成质点? 根据学生所举的实例分析得出: 1)平动的物体(各
16、点运动情况一样)用质心代替; 2)物体的尺寸远远小于所要研究的距离,各点速度、位移和加速度的差别可以忽略时; 3同一个物体,在研究不同问题时,有时可以看成质点,有时不可以看成质点不存在一个物体永远可以看成质点,也不存在一个物体永远不能看成质点例: 地球 公转质点 自转不能看成质点 研究物体下滑过程中速度变化时质点 研究物体何时翻转时不能看成质点 请你举例说明能够看成质点的物体;请你举例说明不能看成质点的物体我们所说的质点概念的准确内容是:没有形状、大小,而具有物体全部质量的点但严格意义上的有质量的点实际上是不存在的,它是一种科学抽象,是对实际物体的近似,是一个理想化的模型科学抽象是指抓住主要因
17、素,忽略次要因素,要对具体问题具体分析,这种研究方法在我们今后的研究中还会经常用到三、空间、时间、时刻 如果建立一个表示时间的一维直线系,则在这个坐标系中,时刻用点表示,时间间隔是两个时刻之差,用线段表示。例:见图121所示201345678t/s图121前2s第4s第6s末、第7s初2要注意严格区分时间间隔(时间)和时刻。例如:“第6秒末”、“第7秒初”、“6秒末”等指的都是时刻而不是时间。其中“第6秒末”、“第7秒初”指的是同一时刻,在时间轴上都是指t=6秒这一点;“6秒末”在时间轴上指t=6s这一点。“第4秒内”、“前2秒内”都是指时间间隔。其中“第4秒内”就是“第4秒初”(或“第3秒末
18、”)到“第4秒末”这两个时刻之间的时间间隔,时间长度为1秒,在时间轴上指t=3 s到t=4 s两点间的时间间隔。“前2秒内”就是“o时刻”到“2秒末”这两个时刻之间的时间间隔,时间长度为2秒,在时间轴上指t=0 s到t=2 s两点间的时间间隔。1.时刻:指的是某一瞬时在时间轴上用一个点来表示2.时间:是指物体在某处存在或变动过程的长短即两时刻间的间隔,在时间轴上用一段长度来表示问题:你学过的物理量中哪些是和时刻对应的?哪些是和时间对应的? (1)讨论辨别生活中“时间”的不同含义(2)画出时间轴,辨别点与线的含义3.测量时间工具? 秒表,滴漏,打点计时器,频闪照相仪 在实验室中常用秒表和打点计时
19、器或频闪照相的方法来测量时间,其中打点计时器和频闪照相的方法可以测量很短的时间间隔。四、指导阅读资料:空间与时间的关系板书设计一、机械运动和参考系 (一) 机械运动:位置的改变 机械运动的分类1按运动形式分:平动和转动 平动特点:(1)所有点的运动情况相同(2)运动轨迹不一定是直线转动特点:做转动的物体上的各点都绕轴做圆周运动2按运动轨迹分:直线运动和曲线运动 3按速度分:匀速运动和变速运动 (二)参考系这个被选做参考标准的物体叫做参照物,也称为参考系习惯以地面为参考系,有时为了方便,也会选运动的物体做参考系二、质点 1定义: 物体简化为一个有质量的点,称为 质点2什么情况下可以把物体看成质点
20、? 1)平动的物体 2)物体的尺寸远远小于所要研究的距离三、空间、时间、时刻 1.时刻:指的是某一瞬时在时间轴上用一个点来表示2.时间:即两时刻间的间隔,在时间轴上用一段长度来表示3.测量时间工具? 秒表,滴漏,打点计时器,频闪照相仪 打点计时器和频闪照相的方法可以测量很短的时间间隔。第一章 第二节时间和位移教案位置变化的描述 位移教学准备: 地球仪、北京地图图片、达喀尔汽车拉力赛图片、课件、多媒体设备教学过程: 教师活动 学生活动 点 评 引入新课 1投影出示达喀尔汽车拉力赛路线图及赛程安排,有学生进行讲解同时对我国的两名参赛选手进行点评,对学生进行祖国的荣誉感和责任感教育2请一名学生叙述其
21、上学的路线提问:我们如何在任意时刻都能准确地确定我在哪里?我要去的地方在哪里?选哪条路线最佳? 这就涉及到我们用来描述物体运动的三个物理量:位置、位移、路程观看图片、录像并思考学生讨论后回答问题对学生进行祖国的荣誉感和责任感教育学生对位置、位移、路程认识上的误区, 讲授新课 我们要想描述物体的运动,首先我们要知道什么是机械运动一、位置、位移、路程 1什么叫物体的位置呢? 教师要求学生在地球仪上找到北京的地理位置学生讨论后回答:运动物体在某时刻处于空间的某个点,这个点就叫物体的位置我们又如何描述物体的位置呢?(提示学生通过已有的数学知识解决问题) 位置可以由坐标描述,如: A 点位置由 A(x,
22、y) 描述质点的位置发生了变动,怎么描述这种变动呢? 注意:参考系和坐标系不是同一个东西,但他们是有联系的首先必须确定参考系,再在参考系上确定坐标系,只有坐标系确定了,矢量才有确切的含义从而引出确定位置的方法步骤:首先确定参考系,然后建立坐标系,用坐标确定物体的位置设问:如果物体不能看做质点,你能准确地描述它的位置吗?(位置这个物理量只有对质点才有确切的含义) 出示北京到上海的位移、路程的课件2位移 位移表示质点的位置变动,从初位置指向末位置的有向线段表示质点在这次运动中发生的位移,有向线段的长度表示位移的大小,有向线段的指向表示位移的方向如:物体从 A 点沿曲线运动到 B 点,这次运动对应的
23、位移用有向线段 AB 表示位移既有大小,又有方向,位移是矢量,通常用字母x表示位移质点在运动过程中,运动轨迹与位移一定重合吗?质点运动的轨迹不一定是直线,不一定重合3路程: 路程是指质点运动轨迹的长度,上面的例子中曲线 AB 的长度表示路程路程只有大小没有方向,是标量4讨论:位移和路程的区别是什么? 位移是矢量,路程是标量,位移只与始末位置有关而与路径无关,而路程与路径有关二、标量和矢量 1标量:只有大小没有方向(代数方法) 2矢量:既有大小又有方向(遵守平行四边形定则)具有不同的运算法则 知识应用:我们学习的物理知识在日常生活中有着非常广泛的应用我们今天所学习的位置的确定在现代就有着具体的体
24、现,物理研究性学习小组对 GPs定位系统做了较为详细的研究,请他们为我们做一个简要的介绍(请学生代表讲解) GPs定位系统图片 课堂练习: 典型例题关于位移和路程 一辆汽车从 A 点出发,向东行驶了 40km到达 C 点,又向南行驶了 30km到达 B 点,此过程中它通过的路程有多少?它的位移大小、方向如何? 课堂小结: 知识:位置、位移和路程 学生答:物体相对于其他物体位置的变化,叫做机械运动,简称运动学生回答学生通过对课件的分析、讨论,总结得出位移、路程的概念学生讨论得出位移、路程的区别学生研究性学习小组代表介绍 GPS定位系统 学生独立完成, 学生进行讲评学生总结分析与解:路程为标量,是
25、质点运动轨迹的长度,故汽车在上述过程中通过的路程为,即 70km;位移为矢量,可用从初位置 A 到末位置 B 的有向线段 AB 来表示,故汽车在上述过程中的位移大小为 即汽车位移方向为东偏南成的角教师展示学生结果,并由学生进行讲评使学生不断加深数学工具在物理学的学习和研究中的重要性的认识 问题设计要一步一步深入,设问要环环相扣,最终透过现象认清其本质这里的分析过程,让学生自己运用已学过的知识进行分析,要充分相信学生有这种能力,教师只要稍加引导,不要过多讲解,要充分调动学生学习的积极性,使学生获得解决问题的乐趣对学生给予鼓励,使学生学到更多的知识,认识到物理学在日常生活中的作用,激发学生的学习兴
26、趣培养学生的分析能力和判断能力板书设计: 一、位置、位移和路程 1位置:运动物体在某时刻处于空间的某个点,这个点就叫物体的位置2位移:初位置指向末位置的有向线段长度表示大小指向表示方向位移既有大小,又有方向,位移是矢量,通常用字母x表示位移3路程:路程是指质点运动轨迹的长度路程只有大小没有方向,是标量4位移和路程的区别 位移是矢量,位移只与始末位置有关而与路径无关路程是标量,与路径有关二、标量和矢量 1标量:只有大小没有方向(代数方法) 2矢量:既有大小又有方向(遵守平行四边形定则) 二者具有不同的运算法则直线运动中位移随时间变化的图像教学准备: 大张白纸(两人一组,每组一张)、小张坐标纸(每
27、组五张)、30cm透明塑料尺(每组一把)、教案、ppt课件、视频资料教学过程: 一、复习引入(问题制作 ppt课件)1位移与路程的区别与联系是什么? 2物体做直线运动位移方向如何表示? 3什么是匀速直线运动?什么是变速直线运动? 4初中学过的匀速直线运动中路程与速度、时间的关系式是什么? 5如果物体做方向不变的直线运动,位移的大小等于路程,xvt是匀速直线运动位移的计算式,通过这个表达式可知位移随时间变化的情况数学里我们还学过直角坐标系函数图像位移随时间的变化能不能用图像来描述呢?让我们来进行下面的活动二、活动探究活动方法(通过ppt课件呈现)1. 大张纸固定在桌面上,画直线 AB2. 小张坐
28、标纸上建坐标系,横轴t,纵轴x,叠放在大张纸上,纵轴与 AB 重合3. 透明塑料尺压在小纸上与 AB 重合但不影响小纸抽动4. 操作:笔尖在O点静止,匀速拉动坐标纸笔尖从O点沿纵轴匀速直线运动,匀速拉动坐标纸笔尖从O点沿纵轴变速直线运动,匀速拉动坐标纸学生活动:两人一组完成上述操作视频演示活动的内容学生在第10页坐标纸上画出相应的图像活动小结刚才的活动中,研究对象是笔尖,研究的问题是笔尖的直线运动,匀速拉动坐标纸起到记录时间的作用通过刚才的活动,我们画出了质点(笔尖)的位移随时间变化的图像不同的直线运动图像不同,通过图像我们可以很直观地了解到物体的运动情况三、认识位移时间图像(xt 图像) 以
29、纵轴表示位移x,横轴表示时间t,质点的位移随时间变化的图像叫做位移时间图像,简称位移图像(xt 图像)(ppt课件) 问题:图像中点的含义? 图像中的某一点表示运动物体在某时刻所处的位置2“讨论交流”要求:(1)按照“讨论交流1”的要求完成书上第11 页的表格(2)假设甲乙同时同地出发,在第12页的坐标纸上画出甲乙两同学的xt图像问题:匀速直线运动xt图像的特点是什么? 匀速直线运动的位移图像是一条倾斜直线3讲解斜率问题:xt图像斜率的物理意义是什么? 图像的斜率大小反映物体运动的快慢,斜率越大表明物体运动越快斜率正负反映物体运动的方向斜率为正,物体运动方向与规定正方向相同;斜率为负,物体运动
30、方向与规定正方向相反问题:比较甲乙两同学的xt图像,你能得出什么结论? 乙的速度大,乙的xt图像斜率大由图像写出匀速直线运动x、v、t的关系式从图像中找出甲乙两同学各行走 20m所需的时间* 注意 * 位移图像不是质点运动的轨迹问题:刚才我们假设甲乙同时同地出发,画了他们运动的xt图像,若不同时不同地出发,xt图像什么样?(学生画后回答) 课件展示:甲乙同时同地、不同时不同地出发的xt图像(展示同时加以说明) 4归纳小结xt图像反映直线运动中位移随时间变化的规律,由xt图像可知物体任意时刻的位置,由图像斜率可知物体速度,斜率为正,物体运动方向与规定正方向相同,斜率为负,物体运动方向与规定正方向
31、相反四、例题: 1. 如图所示,、 分别表示物体做什么样的直线运动?哪个物体运动较快? (ppt课件)解析: 、都为直线,表示的都是匀速直线运动的斜率绝对值大于的斜率,表示运动较快的斜率是负值,表示两物体运动方向相反拓展问题: (ppt课件) 、 两物体的运动方向一样吗?两图像的交点有什么意义吗?2图为一物体做直线运动的xt图像,问: (1)图中 OA、AB、BC、CD 各表示什么样的运动状态? (2)哪段时间物体运动最快?第4秒内的位移是多少? (3)5秒内物体的位移和路程分别是多少 (ppt课件) 解析: (1) OA 段是倾斜直线,为匀速直线运动AB 段平行于时间轴,时间变化,位置坐标不
32、变,说明物体静止BC 段是倾斜直线,为匀速直线运动CD 段是倾斜直线,为匀速直线运动(2) CD 段斜率值最大,说明运动最快第4秒位移:末位置坐标减初位置坐标,为10米(3) 0时刻和5秒末位置坐标相同均为零,所以5秒内的位移为 0路程为轨迹的长,所以5秒内的路程 60米拓展问题: (ppt课件) 5秒内物体做的是直线运动还是曲线运动? 图像的 C 点有什么意义吗?五、小结(ppt课件) 知识方面:什么是xt图像?xt图像的意义是什么? 方法方面:图像法研究物理问题六、作业(ppt课件) 第一章第三节运动快慢的描述-速度教案运动快慢与方向的描述 速度教学准备: 气垫导轨、气泵、滑块(两个)、光
33、电门、遮光板、计数器、运动传感器系统装置教学过程:教师展示资料,请学生关注关键字段,引出平均速度概念:在2007年8月31日 的世界田径锦标赛中,刘翔以12秒 95的成绩获得了冠军 我国另一位选手史冬鹏以13秒19的个人最好成绩夺得第五名问:你能用物理语言描述一下这段信息吗? 生:能说出“快慢”“速度”等字眼问: 这种比赛用的是什么方法比较运动的快慢? 生:相同位移,比时间问:你还有别的方法比较快慢吗? 生:相同时间,比位移师:如果时间、位移均不相同,如何比较? 生:比较单位时间内的位移或者单位位移所用的时间,师:我们把定义为平均速度(注:这是高中的第一个使用比值法定义的物理量,所以要把研究方
34、法说到位) 板书: (一)平均速度() 描述质点运动的平均快慢(对应于一段时间) 1运动物体在某段时间内的位移与所用时间的比值叫平均速度2公式:单位:3测量:位移及所用的时间师:请同学看课本上第16 页图1-4-5,讨论、交流测量平均速度的方法继续展示资料内容,引出瞬时速度概念问:能再次用物理语言描述这段信息吗? 生:能说出“刘翔有时快、有时慢”或类似的语言师:平均速度描述质点的运动不够准确,有时我们需要知道质点在任意一个时刻或通过某标志时的速度,叫做瞬时速度板书: (二)瞬时速度(对应于一个时刻) 1质点通过某位置(或某时刻)时的速度叫瞬时速度师:请同学看课本上第16 页图1-4-5,你能看
35、出什么信息? 生:物体的运动在不同的位置(或时刻)快慢不同师:你是通过什么信息分析得出的? 生:相等时间内比位移师:可这样比出来的依然叫平均速度呀学生:这段时间内的平均速度和那一时刻的瞬时速度差不多,所以可以代替师:这个“差不多”,很有意思其实这就为我们计算瞬时速度提供了一种方法,就是用平均速度代替瞬时速度(渗透极限的概念) 根据公式 ,当t 0时,可以认为其中质点做的是匀速直线运动,瞬时速度就等于平均速度板书:2当时间趋近于零时,质点所具有的平均速度值,叫质点的即时速度请学生体会:什么叫? 生:略师:这是个很抽象的事情,具有极限的思想“趋近于零”但又“不是零”,怎么理解?就是比你能想像到的任
36、何一个很小的数都小师:那我们怎么测量呀?,不能操作呀! 师:事实上,在进行实际的测量时,只要在实验精度允许范围之内,就可以将一个较短的时间认为是光电门就是这样一个测量瞬时速度的仪器演示实验: 利用光电门测变速运动的物体在两个不同位置的速度教学过程: (1)介绍实验装置:光电门、计数器、带有遮光片的滑块、气垫导轨在投影上打出光电门和遮光片,说明其原理,并在其中强调 时测量出来的平均速度就是瞬时速度(2)将气垫导轨一端垫起,使带有遮光片的滑块做加速运动通过计数器就可以读出两个位置的速度值(3)改变导轨下垫片的个数,情境不变,重复实验,将所得数据与前组数据相对照使同学体会:一般来讲,瞬时速度的测量都
37、是通过测平均速度得到的板书: 3测量:在实验精度允许范围内,一个微小时间段内的平均速度就是这段时间内任一点的瞬时速度传感器是另外一种更为精密的测量瞬时速度的仪器教师简要介绍运动传感器的原理,其中重点强调 时测量出来的平均速度就是瞬时速度演示实验:用运动传感器跟踪测量一个变速运动的物体(如手)的瞬时速度4瞬时速度的方向就是该时刻质点的运动方向5瞬时速度的大小叫瞬时速率6质点做直线运动时,我们可以用带有正负号的数来表示速度最后的环节中教师应当澄清几个概念板书: 应注意的几个问题: 1平均速度的大小不叫平均速率2平均速率是路程与时间的比值举例说明,在进行四百米中长跑时的平均速度和平均速率分别是多少说
38、明生活语言中的“速度”有不同的含义3平均速度和速度的平均不同解释速度的平均板书设计(一)平均速度() 描述质点运动的平均快慢(对应于一段时间) 1运动物体在某段时间内的位移与所用时间的比值叫平均速度2公式:单位:3测量:位移及所用的时间(二)瞬时速度(对应于一个时刻) 1质点通过某位置(或某时刻)时的速度叫瞬时速度2当时间趋近于零时,质点所具有的平均速度值,叫质点的即时速度3测量:在实验精度允许范围内,一个微小时间段内的平均速度就是这段时间内任一点的瞬时速度4瞬时速度的方向就是该时刻质点的运动方向5瞬时速度的大小叫瞬时速率6质点做直线运动时,我们可以用带有正负号的数来表示速度应注意的几个问题:
39、 1平均速度的大小不叫平均速率2平均速率是路程与时间的比值3平均速度和速度的平均不同 4、巩固训练: 一物体从甲地到乙地,总位移为2s,前一s内平均速度为v1,第二s内平均开速度为v2,求这个物体在从甲地到乙地的平均速度。师生共评:有的同学答案为这是错误的。平均速度不是速度的平均值,要严格按照平均速度的定义来求,用这段总位移与这段位移所用的时间的比值,也就只表示这段位移内的平均速度。 第一章 第四节实验:用打点计时器测速度教案教学过程:(一)打点计时器电磁打点计时器原理:被交变磁场磁化的振片在永久磁铁的作用下振动,振针打在复写纸上使纸带上打出一系列的点。电火花计时器原理: 电磁打点计时器电火花
40、计时器电源电压46V的交流电220V的交流电电源频率特 点纸带运动时受到的阻力小,比电磁打点计时器实验误差小(二)练习使用打点计时器 (步骤详见课本P22)思考与讨论 注意:1电源电压要符合要求: 2实验前检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要进行调节或更换器材。 3应先接通电源,待打点稳定时再拉动纸带。 4手拉纸带时,速度应快一些,以防止点迹太密集。(三)用打点计时器测量瞬时速度测量方法:某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。说明:理论上讲如果这两点离E点越接近(即t越短),这个平均速度越接近E点的瞬时速度,但是实际操作时距离太小会使测量误差增大,应该根据实际情况选
41、取这两个点。(四)用图像表示速度(直线运动)第一章 第五节速度变化快慢的描述加速度教案教学准备: 多媒体电脑及大屏幕投影 教学过程: (一)引课 1学生观看视频视频1: 2007 年10月 24 日18 点 05分 ,长征三号甲运载火箭载着“嫦娥一号”探月卫星发射升空 视频2: 一级方程式赛车(画面中有速度表,可看到指针在偏转) 视频 3: 人与豹子赛跑(或豹子追羚羊) 提出问题: 我们从以上片段中观察到什么现象?三个场景中有什么共同点? 学生讨论后回答: 看到物体都在运动,且运动速度都在变化教师指出: 我们身边有很多物体运动速度发生变化的例子由学生举例回答 (包括加速、减速的若干实例)2引导
42、学生进一步观察图片: 奥迪 A8 轿车整车参数提问: 图片中哪个参数能够反映出汽车启动时速度的变化情况? 学生回答: 速度由 0100km/h 加速时间为 6.9 秒 分析对比第一组数据: 速度变化 ( v) 所用时间 ( t) 奥迪 A8 轿车启动 0-100km/h 普通小轿车启动 0-100km/h 20s提出问题: 从这两组数据中我们获得了哪些信息? 引导学生观察并回答:两个物体都有速度,而且速度都在变化,但是速度变化的快慢不同提出问题: 谁的速度变化快?你是如何比较速度变化快慢的? 学生讨论后回答: 奥迪 A8 轿车速度变化快,因为发生相同的速度变化,奥迪 A8 轿车所用时间短分析对
43、比第二组数据: 速度变化 ( v) 所用时间 ( t) 奥迪 A8 轿车启动 0-100km/h (0-27.78m/s) 长征三号甲火箭发射 0-1300m/s120s引导学生细心观察: 速度变化及所用时间提出问题: 哪个物体速度变化得快呢?你是如何比较速度变化快慢的? 学生讨论后得出结果: 比较相同时间(即单位时间)内速度的变化,即 v 与t的比值 速度变化 ( v) 所用时间 ( t) 单位时间内速度的变化 ( v/ t) 奥迪 A8 轿车启动 0-100km/h 0-27.78m/s) 长征三号甲火箭发射 0-1300m/s120s学生通过计算知道: 长征三号甲火箭在发射时速度变化快提
44、出问题: 通过对以上数据的分析比较,我们能否找到计算物体速度变化快慢的公式? 学生回答: v/t(二)新课教学 为了 描述物体速度变化的快慢 ,我们引入一个新的物理量 加速度 1定义:平均加速度是速度的变化量与发生这一变化量所用时间的比值,符号为 2计算公式: 其中 3平均加速度与瞬时加速度(对比平均速度与瞬时速度) 平均加速度 粗略地反映了在一段时间内 速度变化的快慢,大小等于 速度的变化量与发生这一变化量所用时间的比值瞬时加速度(简称加速度) 是描述运动物体在某一时刻(或某一位置) 速度变化快慢的物理量瞬时加速度的概念是在平均加速度的基础上建立的,当发生变化的时间间隔趋近于零时,平均加速度
45、就变为瞬时加速度4加速度是矢量: 不仅有大小,还有方向如一物体做直线运动,我们沿的方向建立 ox 轴, 若物体做 加速运动: , 0, 则 a 0, 表示加速度的方向沿x轴正方向若物体做 减速运动: , 0, 则 a 0, 表示加速度的方向沿x轴负方向即 物体做加速直线运动时: a 与 方向相同物体做减速直线运动时: a 与 方向相反物体运动时,无论是速度的大小还是速度的方向,只要其中的一个因素发生了变化,物体的运动就存在加速度,所以物体做曲线运动时,一定具有加速度5加速度的单位: 国际单位:米每二次方秒,符号: 或常用单位:厘米每二次方秒,符号: 或(三)学生活动 1讨论交流 见课本第 21
46、 页的四幅图片:观察图片下方的文字计算第一幅图与第四幅图中轮船与小轿车的平均加速度由学生解释计算结果中加速度的“负号” 所代表的意义 见课本第 24 页“练习与评价”: 计算第1题中子弹速度由100m/s增加到 700m/s的平均加速度 见课本第 22页中的小资料:一些物体运动的加速度的数量级 见课本第 23 页中的“讨论交流”: 回答小车的运动是否都有加速度? 并请说明理由2回答问题: 一物体做直线运动,下列说法是否正确,并说明理由 速度越大,加速度就越大; 速度变化越大,加速度就越大; 速度变化越快,加速度就越大; 加速度越大,速度就越大; 加速度为零,速度一定为零; 速度为零,加速度一定
47、为零; 物体有加速度,速度不一定增加; 加速度增大,速度一定增大; 加速度减小,速度可能增大; 3知识拓展 (1)介绍“死亡加速度” 的实例 (设计一道适当的刹车问题,让学生计算)分析和讨论为什么赛车手在比赛时要带上头盔,开汽车时要戴好安全带等死亡加速度 在西方,交通管理部门为了交通安全,特地测定了死亡加速度为5000m/s2教师:你觉得这是什么意思?一般情况下,我们是不会遇到这个问题的,那么在什么情况下可能出现这个问题? 学生活动:一辆摩托车以 200km/h (约56m/s)的速度撞向一棵树,碰撞时间为毫秒级(约 0.01s),那么在这样短的时间内,产生的加速度为多少呢?(学生计算一下)
48、a v/t56/0.01 5600m/s2,可见在碰撞中能产生这么大的加速度由此可见,如果高速行驶中发生碰撞,就可能出现车毁人亡的惨剧,这也就是为什么道路上要有限速的原因)(2)能否从 vt 图中了解物体的加速度?举例说明(四)课堂小结 教师提问: 在这节课中我们涉及到了哪些描述物体运动的物理量? 对于加速度你今天都学到了哪些相关的知识? 知识来源于生活,回家后可以观察身边的运动物体或从网上查找一些相关数据,自主研究,进一步加深对加速度的理解板书设计加速度:描述物体速度变化的快慢1定义:速度的变化量与发生这一变化量所用时间的比值,符号为 2计算公式: 其中 3平均加速度与瞬时加速度(对比平均速
49、度与瞬时速度) 平均加速度 粗略地反映了在一段时间内 速度变化的快慢,大小等于 速度的变化量与发生这一变化量所用时间的比值瞬时加速度(简称加速度) 是描述运动物体在某一时刻(或某一位置) 速度变化快慢的物理量瞬时加速度的概念是在平均加速度的基础上建立的,当发生变化的时间间隔趋近于零时,平均加速度就变为瞬时加速度4加速度是矢量: 不仅有大小,还有方向如一物体做直线运动,我们沿的方向建立 ox 轴, 若物体做 加速运动: , 0, 则 a 0, 表示加速度的方向沿x轴正方向若物体做 减速运动: , 0, 则 a 0, 表示加速度的方向沿x轴负方向即 物体做加速直线运动时: a 与 方向相同物体做减
50、速直线运动时: a 与 方向相反物体运动时,无论是速度的大小还是速度的方向,只要其中的一个因素发生了变化,物体的运动就存在加速度,所以物体做曲线运动时,一定具有加速度5加速度的单位: 国际单位:米每二次方秒,符号: 或常用单位:厘米每二次方秒,符号: 或三、瞬时加速度 教师:类比平均速度和瞬时速度的关系,能否从平均加速度推出瞬时加速度?说说你的想法学生: 瞬时加速度是当时间趋近于零时的平均加速度1定义:瞬时加速度是当 时间趋近于零 时的平均加速度简称加速度2公式: av/t(t0) 3单位 : 米/ 秒2(m/s2) 教师:瞬时加速度的方向是怎样的? 学生:与速度的变化量v的方向相同4性质:矢
51、量学生活动:观察讨论教材第 23 页“讨论交流”的三幅图教师:v的变化都包括哪些方面? 学生:v的变化包括大小和方向,只要其中之一发生变化就会有加速度图 a 中物体速度先增大后减小,方向不变; 图 b 中物体速度大小不变,方向改变; 图 c 中物体速度的大小方向都改变了说明物体速度的改变应包含大小和方向两个方面,只要其一发生变化,速度就改变了,就说明有加速度四、总结教师总结:加速度虽然我们无法感知,但是在日常生活中经常会用到(1)以下四幅图片 分别展示出四种汽车速度从 0到100km/h 所用的时间,根据这些数据,这几辆车的什么性能不同?在实际行驶中体现在哪方面?(幻灯片配图片) 教师: 对于
52、一辆赛车来说,加速性能的好坏是非常重要的小结:现在可以把知识体系上又添上一个新的内容加速度可以说至此我们已经把描述物体运动的三个基本物理概念,即位移、速度、加速度都建立起来了,在后面的学习中我们将利用这些物理概念和方法进一步学习对运动的描述,并逐步把我们的知识体系完善起来通过本节课的学习,我们找到了如何描述物体运动速度变化快慢的方法,即引入了加速度的概念加速度由于无法被直接感知,所以这个概念的建立在历史上十分困难, 爱因斯坦曾经说过,“今天我们难以估量,在精确地建立加速度概念的公式并且认识它的物理意义时,该显示出多么大的想像力”这比起我们今天的学习过程要复杂很多课后思考问题: 1指出速度 v、
53、速度的变化量v、加速度a三个物理量的区别2再次回顾速度时间图像,并试着从速度时间图像认识加速度3查阅有关资料,看看加速度的概念在历史上是如何建立起来的,代表人物及研究方法是什么?你对加速度概念的建立方法有什么想法吗?教案2 加速度四、教学设计(一)新课导入 利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车,运动员等录像,提出问题,让学生思考讨论谁的速度“增加”得快?如何来表示增加的快慢? 课件展示:某竞赛用的跑车启动时,4s内速度达到108kmh;某高速列车启动时, 120s内速度达到108kmh;自行车4s内速度达到6 ms;而100 m12ms推算出这些物体启动时,速度的增加量和1 s内速度的增加
54、量,并填入下列表格:师:试根据上述数据,推算出这些物体启动时,速度的增加量和1 s内速度的增加量,并填入下列表格:启动物体速度增加量(ms)经历的时间(s)1 s内速度的增加量(ms)速度增加的快慢程度(最快、较快、较慢、最慢)A竞赛用跑车304较快B高速列车301200.25最慢C自行车641.5较慢D运动员1260最快比较A和B:它的速度的变化量相等(30ms),A经过的时间比B短,在速度变化量相等的情况下,运动时间短的物体速度改变快,即跑车比列车速度改变快比较A和C:它的经过的时间都是4 s,A速度的变化量比B大,在经过的时间相等的情况下,速度变化量大的速度改变快,即跑车比自行车速度改变
55、快比较C和D:它们的速度变化量和所用的时间都不相同,要比较它们速度改变的快慢,只有计算它们的平均每秒钟速度的变化量,单位时间内速度变化多的物体速度变化快,得运动员速度变化(每秒钟改变60ms)比自行车、列车、跑车速度变化(每秒钟改变s)快 因此,单位时间内速度变化量大的物体速度变化快上述四物体,运动员速度变化最快,火车速度变化最慢师:很明显,这几个运动物体速度的增加量不同,速度增加的快慢也不同,且速度增加大的不一定就增加得快为了描述物体运动中速度变化的快慢,人们引入了加速度的概念加速度是用来描述速度变化的快慢的物理量(二)新课内容1速度的变化量提问: 速度的变化量指的是什么?(速度由经一段时间
56、后变为,那的差值即速度的变化量。用表示。)提问: 越大,表示的变化量越大,即速度改变的越快,对吗?为什么?教师引导学生讨论得出: 要比较速度改变的快慢,必须找到统一的标准。也就是要找单位时间内的速度的改变量。学生阅读课本,教师引导学生得出:(1)定义:速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值 (2)物理意义:指进速度变化的快慢和方向(3)单位:米/秒2(m/s2)(4)加速度是矢量,方向与速度变化的方向相同(5)a不变的运动叫做匀变速运动。匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。例题1 做匀加速运动的火车,在40s内速度从10m/s增加到20m/s,求火车加速度的大小。汽车紧急刹车时做匀
57、减速运动,在2s内速度从10m/s减小到零,求汽车的加速度。分析:由于速度、加速度都是矢量,所以我们计算的时候必须先选一个正方向。一般选初速度的方向为正方向。分析讨论:(1)火车40s秒内速度的改变量是多少,方向与初速度方向什么关系? (2)汽车2s内速度的改变量是多少?方向与其初速度方向有何关系?(3)两物体的运动加速度分别为多少?方向如何呢?分析(1)物体:(1)作匀变速直线运动,40秒内属于的改变量为,方向与速度方向相同,方向方向相同,即与方向相同。 分析(2)物体:作匀变速直线运动,5秒内速度的改变量为,说明与方向相反。,说明方向与方向相同,与方向相反,作匀减速直线运动。强调:加速度的
58、正、负号只表示其方向,而不表示其大小。总结:匀加速运动:,为正值,与方向一致。匀减速运动:,为负值,与方向相反。练习:课本P31,第1题思考课本P31,第2题A物体运动的加速度等于0,而速度却不等于0。总结:加速度与速度没有直接关系:加速度很大,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);加速度很小,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);B两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,而加速度却比较小。总结:加速度与速度的变化量没有直接关系:加速度很大,速度变化量可以很小、也可以很大;加速度很小,速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”表示变化的快慢,不表示变化的大小。C物体具有
59、向东的加速度,而速度的方向却向西。总结:物体是否作加速运动,决定于加速度和速度的方向关系,而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小,不表示速度增大或减小。当加速度方向与速度方向相同时,物体作加速运动,速度增大;若加速度增大,速度增大得越来越快;若加速度减小,速度增大得越来越慢(仍然增大)。当加速度方向与速度方向相反时,物体作减速运动,速度减小;若加速度增大,速度减小得越来越快;若加速度减小,速度减小得越来越慢(仍然减小)。总结:速度、速度的变化和加速度的大小没有关系。v t图象看加速度学生阅读课本,教师引导学生回答下列问题:(1)速度时间图象描述了什么问题?怎样
60、建立速度时间图象?3中两条直线分别是两个物体运动的速度时间图象,通过图象比较两物体运动的异同点?(3)在图象中如何表示出物体运动加速度的大小?三、小结1、加速度的物理概念及意义。2、加速度与速度、速度变化量的区别。3、能在匀变速直线运动的vt图像中分析出v、a的大小、方向等。直线运动中速度随时间变化的图像引课 课件1:一个以10m/s的速度做水平匀速直线运动的物体学生活动1:在坐标纸上画出位移时间图像,并用视频台展示、交流,复习图像的物理意义第一阶段: 匀速直线运动 速度时间图像的研究 课件2:速度分别为10m/s与 20m/s的两个匀速直线运动物体的运动情景展示学生活动2:在同一个坐标系中画
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