第一单元《运动的描述》整体教学设计-高一物理系列

第一单元 《运动的描述》整体教学设计定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式，本单元以及下一单元的主要内容是从运动学的角度对做匀变速直线运动的物体，人们通常从直接观察入手。定的时刻或时间内明确做机械运动的物体的位置、位移、速度和本单元内容可分为四部分：《1.1质点》是机械运动的铺垫，它明确描述的对象是什么(质点)，用什么样的工具来描述(参考系)；《1.2时间位移》从位置变化的角度认识新的物理量——位移，这就包括如何描述物体的位置、位置的变化，某时刻位置变化和某段时间位移的变化情况；《1.3位置变化快慢的描述——速度》和数学知识产生联系，认识变化率的概念，从位移变化率的认识速度，加深对矢量的理解，以及如何测定速度；《1.4速度变化快慢的描述——加速度》从速度变化率的角度认识加速度，包括加速度的大小和方向，进一步理解矢量。1.注意循序渐进，打好基础3.注意位置和位移的区分4.注意突出变化率的概念物体位置随时间发生着变化，是一个过程，在这个过程中，需要区分变化的多少和变化的快慢，变化的快慢就是我们的变化率。在研究物体的运动中，位置变化率是核心内容，它不像变化的多少那么具体，教师在教学中需要更多的时间帮助学生锊清楚变化率的概念，这对加速度——速度的变化率的理解能起到很好的帮助作用。本单元从变化率的角度认识速度和加速度，还能帮助学生的认识得以拓展。例如：动能的变化量、重力势能的变化量、磁通量的变化量等，并能根据变化量去描述变化率，包括一些未知的物理量。【课时建议】第1节质点参考系1课时第2节时间位移2课时第3节位置变化快慢的描述速度2课时2课时(3)参考系3.练习与应用【板书设计】1.1运动的描述机械运动：物体的空间位置随时间变化叫做机械运动。一、物体和质点1、质点：忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点。2、作用：方便描述物体的运动，即用来代替物体的有质量的点。3、物体看成质点的条件：当所研究的问题与物体本身的形状大小无关时，可以将物体简化成质点。4、理想化模型：在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。二、参考系1、运动是绝对的，静止是相对的。2参考系:描述物体运动时,用来作为参考(假定为不动)的物体。3、原则上参考系可以任意选取。但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取。4、一般研究地面上运动的物体时选取地面为参考系。4.教学反思（1）本课程的教学设计要解决三个问题：一是通过在教学中创设多样的问题情景，引导学生讨论并总结质点的概念；二是能看成质点条件；三是如何引入参考系的意义，以及如何建立合适的参考系的问题。（2）本节课通过学生熟知的实例分析，让学生很自然地领会到“在某些情况下，可以不考虑物体的大小和形状”，“突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点”。这充分说明了将物体简化成质点的条件性，质点的两大基本属性。时间位移2.教材分析与教学建议(1)情景引入(2)时刻和时间间隔(3)位置和位移物理量，但是为了降低难度，新教材中并没有明确提出位矢的概念，如果学(4)直线运动的位移位移是位置的变化量，直线运动的位移应该是末位置的坐标减去初位置始位置指向末位置。教师可以给出几组初、末位置坐标让学生计算位移。在坐标系中，教师应启发学生(5)位移一时间图像用图像描述和表达物理规律是物理研究中常用的方法。位移一时间图物理图像，它将位移与时间结合起来，形象地表示了它们的关系，即物体在过不同时间间隔的位移。位移一时间图像可以直观、形象地描述物体的运时，只要物体在任意时刻的位置确定了，那么物体的运需要指出的是，位置与位移虽然并不是一个概体做直线运动，则位移与位置相等(△x=x),位置与时刻的变化关系，就是位移与时间的变化关系，此时位置一时刻图像，也称为位移一时间图像，即x-t图像。为使学生进一步理解二者的联系与区别，也可以让学生描绘一个计时起点物体不在坐标原点的直线运动的位置一时刻图像。教学的重点是如何绘制x-t图像以及对x-t图像的物理含义的理解。通过学习x-t图像，学生也会学生在初中数学课中学过绘制函数图像，因此教学中可借助学生的数学知识，将时间视为函数自变量，位移视为函数因变量，借助函数图像的描绘方法，描述x-1t图像，并分析其物理(6)位移和时间的测量要描述物体的运动，研究其位移随时间的变化规律，就要准确地记录练习与应用板书设计1.2时间位移（第1课时）一、时刻和时间间隔1、时刻指某一瞬时，在钟表指示的一个读数对应着的某一瞬间。2、时间是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。二、位置和位移1、为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。①一维坐标（直线坐标）②二维坐标（直角坐标）：2、路程：物体运动轨迹的长度。3、位移：由初位置指向末位置的有向线段。4、矢量和标量①矢量：有大小又有方向。②标量：只有大小，没有方向。1.2时间位移（第2课时）三、直线运动的位移位移的计算：（末位置坐标减初位置坐标）△x=x2-x1负号表示位移方向与正方向相反。位移—时间图像1、物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图象直观地表示。2、x-t图象的物理意义：表示质点做直线运动时位移随时间变化的规律，不是运动的轨迹。五、位移和时间的测量实验：练习使用打点计时器注意事项教学反思（1）本课程的教学设计要解决三个问题：一是通过在教学中创设多样的问题情景，引导学生讨论并总结质点的概念；二是能看成质点条件；三是如何引入参考系的意义，以及如何建立合适的参考系的问题。（2）本节课通过学生熟知的实例分析，让学生很自然地领会到“在某些情况下，可以不考虑物体的大小和形状”，“突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点”。这充分说明了将物体简化成质点的条件性，质点的两大基本属性。（3）位移时间图像的运用也是高中物理的第一个图像，位移是怎么在直角坐标系中画出来是难点，我们要抓住初末位置的有向线段来求解。（4）学生的动生能力较差，在打点计时器的使用要加强，注重他们的动手能力。位置变化快慢的描述速度1.教学目标(4)理解v-t图像的含义，能用实验数据绘制v-t图像，并会根据v-t图像分析物体运动的2.教材分析与教学建议(1)情景引入(2)速度新教材指出这里讨论的速度和初中所学的略有不同，此处教师要明确速度定义的变化，不必急于强化新的概念。因为学生刚接触位移等矢量概念，要建立更全面的速度概念还需要经过为加深学生对速度大小的感性认识，还可以让学生分组调查一些常见物体的运动速度。例如，光在真空中传播的速度，飞机、火车和轮船等交通工具行驶的速度，人走路或跑步的速度(3)平均速度和瞬时速度实际生活中很多运动是速度随着时间发生变化的变速运动。教视频等让学生分析和体会运动中速度的变化，在此基础上学生理解求得的速度表示的在学习瞬时速度时，有的学生可能认为某一时刻物体的位移和时间间隔都是0,t时刻的速解释，虽然现阶段学生所学的数学知识还不能很好地定量分析这个问题，但以速度是矢量，瞬时速度的方向是物体运动的位移方向，其大小叫作速率。速度，有的时候并未明确其方向，因而指的是速率。教师可以通过让学生分析对于数学基础较好的学生，也可以应用位移一时间图像分析，由平均速度(4)速度的测量时速度的方法。二者并没有质的区别，关键是时间间确程度也就不同。时间间隔足够小时，就可以用一段发现，测量速度的基本原理还是应用速度的定义——位移与时间之比仪器。本节最后“拓展实验”中介绍了借助传感器与计算机测量速度的实验方法。传感器在生产、生活实际中应用广泛，在物理实验中也因其操作便捷、精度高而越来越普及，学生应尽早接触、学习和应用。因此建议有条件的学校可以由教师课堂演示或学生课后探有条件的学校也应播放相关视频资料、讨论实验原理。虽然书中介绍的两种传感器用到红外线，通过测量一段时间内的位移，来求出这段时间的平均速度。又由于通常△t很短，所以平均速度(5)速度一时间图像学生在上一节曾学习过位移一时间图像，此处描绘和分析速度绘物理图像的方法和提高通过图像研究物理规律的能力。同时要注意，在上节作图方法的基础教师在此处应注意，如果打点计时器打出的纸带是用手拉着运动的，绘制出的v-t图像往往没有规律。3.练习与应用本节共3道习题，练习在不同情境中理解平均速度和瞬时速度的关系。第1题判断纸带的运动方向并用近似方法计算瞬时速度。第2题根据v-t图像分析物体的运动情境。第3题计算汽车刹车过程中某段时间的平均速度。分别从实验、图像和联系实际三个维度板书设计1.3位置变化快慢的描述——速度一、速度1、物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度。2、定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。3、定义式为：4、物理意义：描述物体运动的快慢。5、单位：国际单位制为m/s，其它单位：km/h。6、速度是一个矢量，有大小和方向。大小：单位时间内位移的大小。方向：速度方向就是物体的运动（位移）方向。二、平均速度和瞬时速度1、平均速度定义：物体在某一段时间内运动的平均快慢程度，叫做物体在这段时间（或这段位移）内的平均速度。2、定义式：3、物理意义：粗略地描述物体在时间△t内运动的平均快慢程度。4、平均速率：平均速度的大小不能叫做平均速率。5、平均速度是矢量方向：也是物体运动（位移）的方向。6、瞬时速度的定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。7、公式：8、物理意义：精确地描述物体运动的快慢。9、瞬时速度是矢量,大小：叫速率.方向：这一时刻物体运动（位移）的方向。10、匀速直线运动：①是速度大小和方向都不变的运动。②是瞬时速度不变的运动。③平均速度等于瞬时速度。三、测量纸带的平均速度和瞬时速度四、速度—时间图像由速度时间——图像可以看出速度的变化规律。教学反思①本节课主要学习了速度的概念及其物理意义，平均速度和瞬时速度的概念及物理意义。在用速度时间图像表达时还是比较困难的，我们只能给出几个简单的图线来加深学生对于速度变化的理解。学生在“变化”这块的思想确实不足的，以后得在这方面加强练习。②本节课的部分内容是学生在初中时接触过的，学生容易产生轻视的心理。为此加强两者概念的理解和区分，不断的强调两者的不同。③本节课的极限思想，会在学生脑海中产生思想的碰撞，我们这节课对于极限的思想点到为止，不需要扩展，我们只要它来帮助理解瞬时速度而已。第4节速度变化快慢的描述——加速度(1)通过抽象概括的过程，理解加速度的概念，知道加速度的定义式、方向和单位。2.教材分析与教学建议(1)情景引入(2)加速度通过实例，学生对加速度概念有了感性认识：加速度描述物体运动速度加速度的定义式时，新教材通过其与速度概念的类似之处——表示某个量变仿照速度的定,同样采用比值定义得出加速的定义：,并应用定义式中各物这部分内容教师可以节前“问题”的讨论分析为基础，通过提示与速学生自主得出加速度的定义式和单位，加深对概念的理解和对比值也可以让学生回忆初中时学过的用比值定义的物理量，如密度、压(3)加速度的方向从加速度定义式可以看出，加速度的方向即为速度变化量的方向，因而对物理学习基础好的学生可以直接从加速度定义式及矢量运算法则分析加速度的方向。但是加速度的方向不像位移和速度的方向那么直观，而且大多数学生对矢量及其运算的理解也才开始，难以区分速度方向和速度变化量的方向，因此理解加速度的方向存在困难。所以教学中，建议将新教材学生还没有很好地理解和掌握矢量及其运算方法，通过实例分难点。在这里，可以类比速度的矢量性分析得出加速度的方向：根据,速度v的方向与位移△x的方向一致，可以得出，根据加速度,加速度a的方向与速度变化量△v的方向一致。引导学生认识到：对于方向在同一条直线上的矢量运算，可以在规定正方向的前提下用正负在加速度的概念中，包含着速度、速度变化量及速度变化快慢(速度变化率)等不同概念，初学者容易将它们混淆。应结合生活中的实例，帮助学生辨析生活中似是而v-t图像形象地表示了物体运动速度变化的情况，将v-t图像和加速度的定义式结合起来，得出图线的斜率就是速度变化率加速度。而“科学漫步”栏目从更普遍的角度研究了“某量”“变化量”及“变化率”之间的区别与联系，突出了科学研究方法的共性学生在上一节学习了描绘物体运动的v-t图像，并且可以从v-t图像定性分析物体速度变化的情况(加速、匀速还是减速)。在此基础上，结合学生本节学习的加速度的定义式研究从v-t图像上求解加速度的方法。此处由于学生的基础和解决问题的思路不同，有的学生可能采取在v-t图像上找到物体做变速运动的一段时间△t及相应的速度变化量△v,再利用加速度的定义式求出加速度；有的学生可能从数学中直线的斜率含义出发，发现加速度就是v-t图像的需要说明的是，新教材中提出了v-t图像斜率的概念，明确指出v-t图像斜率的物理意这一部分教学可以组织学生以小组为单位分析v-t图像，讨论v-t图像的含义以及如何从v-t对学有余力的学生可以让其分析如图1-10中跳伞运动员下落过程的v-t图像，体会加速度发生变化的运动情况。然后启发学生仿照平均速度和瞬时速度的定义，提出平均加速度和瞬时加速度的定义。并引导学生进一步研究如何从v-t图像上求出平均加速度和“STSE”从交通工具的发展变化，到城市的发展、来的环境和社会的问题。此处可以组织学生学习和查3.练习与应用本节课配备5道习题，要求学生较好地理解加速度的定义式，以及速度、速度变化量与加速间”理解加速度的概念，并计算三种轿车的加速度值，尝试用所学的加速度知识解决活中遇到的问题，培养学生学习和研究物理的好奇心和求知欲。第2题需要学生按要求举例，从中体会速度、速度变化量与加速度之间的关系。第3题给出具体情境，要求学生比较速度、速度变化量及加速度的大小。第4题重在帮助学生认识加速度的矢量性在一维运动中的表示方法。第5题