高中物理教案必修1第一章教案

1、 古希臘著名思想家亞里士多德曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：不了解運(yùn)動(dòng)，就不了解自然。 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述在我們周圍，到處可以看到物體在運(yùn)動(dòng)：汽車在公路上飛馳，江水在咆哮地奔向遠(yuǎn)方，鳥兒在飛翔，樹葉在搖動(dòng)連我們腳下的地球，也在不停地自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)。物體的空間位置隨時(shí)間的變化，是自然界中最簡(jiǎn)單、最基本的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)（mechanical motion）.在物理學(xué)中，研究物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分支叫做力學(xué)（mechanics）.人們?cè)诹W(xué)的研究中，不僅了解物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，而且還創(chuàng)造了科學(xué)研究的基本方法。所以霍爾頓（G·Holton）說(shuō)：“無(wú)論從邏輯上還是從歷史上講，力學(xué)都是物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)及

2、其他學(xué)科研究的典范力學(xué)之于物理學(xué)如同骨骼之于人體?！痹谶@一章，我們研究怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng)。1、質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系一、知識(shí)目標(biāo)1、知道參考系的概念。知道對(duì)同一物體選擇不同的參考系時(shí)，觀察的結(jié)果可能不同。2、理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道它是一種科學(xué)的抽象，知道科學(xué)抽象是一種普遍的研究方法。二、教學(xué)重點(diǎn)1、在研究問題時(shí)，如何選取參考系。2、質(zhì)點(diǎn)概念的理解。三、教學(xué)難點(diǎn) 在什么情況下可把物體看出質(zhì)點(diǎn)四、教材分析本節(jié)教科書的第一段道出了全章教科書的目標(biāo)，就是研究“怎樣描述物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)”。教科書一開始就從參考系中明確地抽象出了坐標(biāo)系的概念，指導(dǎo)思想是強(qiáng)調(diào)一般性的科學(xué)方法，即為這樣的思想作準(zhǔn)備：解決問題時(shí)首先把

3、實(shí)際問題抽象成物理模型，然后用數(shù)學(xué)方法描述這個(gè)模型，并尋求解決的方法。要研究物體位置的變化問題，首先必須解決位置確定問題，教科書把“物體和質(zhì)點(diǎn)”當(dāng)作一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)是針對(duì)物體而言的，實(shí)際的“物體”都“占有一定的空間”，在通常的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，“不同部位的運(yùn)動(dòng)情況是不相同的”，從而“給描述運(yùn)動(dòng)帶來(lái)了困難”，解決問題的關(guān)鍵是“能否用一個(gè)點(diǎn)來(lái)代替物體”。教科書通過(guò)學(xué)生熟知的實(shí)例分析，讓學(xué)生很自然地領(lǐng)會(huì)到“在某些情況下，真的可以不考慮物體的大小和形狀”，“突出物體具有質(zhì)量這一要素，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)”。這充分說(shuō)明了將物體簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)的條件性，質(zhì)點(diǎn)的兩大基本屬性。為了強(qiáng)調(diào)坐標(biāo)的概念，教科書用數(shù)學(xué)和物

4、理學(xué)中通用的符號(hào)，即在直線運(yùn)動(dòng)中用x表示質(zhì)點(diǎn)的位置，極坐標(biāo)，用x=x1x2表示質(zhì)點(diǎn)的位移。在表示物理量的變化時(shí)，“”實(shí)際上是我們以前都在使用的符號(hào)，學(xué)生不會(huì)感到困難。相反，由于有了明確表示物理量的變化量的符號(hào)，學(xué)生更易區(qū)分某物理量與這個(gè)物理量的變化量。明確地把某個(gè)物理量與這個(gè)物理量的變化區(qū)分開，這是本書的特點(diǎn)。物理學(xué)中經(jīng)常要區(qū)分這兩種物理量，有意識(shí)地強(qiáng)調(diào)它們的區(qū)別，對(duì)于以后的學(xué)習(xí)會(huì)有好處。下一節(jié)中，時(shí)刻與時(shí)間間隔的關(guān)系也是這樣?！翱茖W(xué)漫步”欄目中的“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”是擴(kuò)展性內(nèi)容，其后附有進(jìn)一步研究的問題，例如“這個(gè)定位器處于我國(guó)哪個(gè)城市的什么部位？從顯示屏中你還能獲得哪些信息？”。這樣做的目

5、的也是使學(xué)生養(yǎng)成勤于觀察、勤于思考的習(xí)慣，提高學(xué)生自主獲得知識(shí)的能力。這類問題不作為針對(duì)所有學(xué)生的強(qiáng)制性要求。五、教學(xué)步驟1、物體和質(zhì)點(diǎn) 在研究某一問題時(shí)，對(duì)影響結(jié)果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型，這是一種科學(xué)抽象。那以前接觸過(guò)這樣的物理模型嗎？ 如：光滑的水平面、輕質(zhì)彈簧。 這些都是把摩擦、彈簧質(zhì)量對(duì)研究問題影響極小的因素忽略掉了。今天我們又要建立一種新的物理模型質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)，并完成下列問題： 填寫： （1）質(zhì)點(diǎn)就是沒有 ，沒有 ，只具有物體 的點(diǎn)。 （2）能否把物體看作質(zhì)點(diǎn)，與物體的大小、形狀有關(guān)嗎？ （3）研究一輛汽車在平直公路上的運(yùn)動(dòng)，能否把汽車看作質(zhì)點(diǎn)？要研究這輛汽車車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)

6、情況，能否把汽車看作質(zhì)點(diǎn)？ （4）原子核很小，可以把原子核看作質(zhì)點(diǎn)嗎？ （5）運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路線，叫質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng) 軌跡 ； 是直線，叫直線運(yùn)動(dòng)； 是曲線，叫 。共評(píng)：質(zhì)點(diǎn)是沒有形狀、大小、具有物體全部質(zhì)量的點(diǎn)。這是一種科學(xué)抽象，就是要抓住主要特征，忽略次要因素，這就必須是具體問題具體分析。如果在我們研究的問題中，物體的形狀、大小以及物體上各部分運(yùn)動(dòng)的差異是次要的或不起作用的，就可以把它看作質(zhì)點(diǎn)。比如在平直公路上運(yùn)動(dòng)的汽車，研究它運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，汽車的大小、形狀及車上各部分運(yùn)動(dòng)的差異是次要的，可把汽車看作質(zhì)點(diǎn)。而研究車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，是研究汽車上部分的運(yùn)動(dòng)，就不能把汽車看作質(zhì)點(diǎn)，再比如原子核很小，要是研究

7、質(zhì)子與質(zhì)子的作用時(shí)，就不能把它看作質(zhì)點(diǎn)。2、（1）參考系：為了描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的物體，叫參考系。（2）選擇不同的參考系觀察同一個(gè)運(yùn)動(dòng)，觀察的結(jié)果會(huì)有不同。 舉例：描述同一個(gè)運(yùn)動(dòng)，選擇不同參考系，觀察結(jié)果也不一樣。 舉例：運(yùn)動(dòng)的汽車，是選擇地面為參考系，如選司機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)，汽車是靜止的。 （3）總結(jié)：參考系是可任意選取，但選擇的原則要使運(yùn)動(dòng)和描述盡可能簡(jiǎn)單。比如，研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)，選擇地面或相對(duì)地面動(dòng)的物體作參考系要比選太陽(yáng)作參考系簡(jiǎn)單。3、坐標(biāo)系 如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)，為了定量描述物體的位置變化，可以以這條直線為軸，在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度，建立直線坐標(biāo)系。 一般來(lái)說(shuō)，

8、為了定量地描述物體的位置的變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系（coordinate system）.教學(xué)中注意以下幾點(diǎn)：（1）坐標(biāo)系相對(duì)參考系是靜止的。（2）坐標(biāo)的三要素：原點(diǎn)、正方向、標(biāo)度單位。（3）用坐標(biāo)表示質(zhì)點(diǎn)的位置。 （4）用坐標(biāo)的變化描述質(zhì)點(diǎn)的位置改變。4.“科學(xué)漫步”本欄目中的“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”是擴(kuò)展性內(nèi)容，可以由學(xué)生自己閱讀，如果學(xué)生對(duì)此有興趣，通過(guò)自己查找資料寫出一篇科技報(bào)告放到墻報(bào)上或在班會(huì)上做個(gè)科技報(bào)告，都是很有意義的。這樣的活動(dòng)不必要求所有學(xué)生都做，但在一學(xué)期中，每個(gè)學(xué)生都應(yīng)參加一兩個(gè)。本書“科學(xué)漫步”、“科學(xué)足跡”等欄目與過(guò)去的“閱讀材料”不同點(diǎn)之一是，其后往往附有

9、進(jìn)一步研究的問題。例如，本節(jié)結(jié)合圖1.1-6提問，這個(gè)定位器處于呢個(gè)成是的哪個(gè)部位，等等。這樣做的目的也是使學(xué)生養(yǎng)成勤于觀察、勤于思考的習(xí)慣，提高學(xué)生自主獲得知識(shí)的能力。這類問題不作為針對(duì)所有學(xué)生的強(qiáng)制性要求。五、教學(xué)資源1.天球坐標(biāo)系為確定天球上某一點(diǎn)的位置，在天球上建立的球面坐標(biāo)系。有兩個(gè)基本要素：基本平面。由天球上某一選定的大圓所確定。大圓稱為基圈，基圈的兩個(gè)幾何極之一作為球面坐標(biāo)系的極。主點(diǎn)，又稱原點(diǎn)。由天球上某一選定的過(guò)坐標(biāo)系極點(diǎn)的大圓與基圈的交點(diǎn)所確定。 天球上一點(diǎn)在此天球坐標(biāo)系中的位置由兩個(gè)球面坐標(biāo)標(biāo)定：第一坐標(biāo)或稱經(jīng)向坐標(biāo)。作過(guò)該點(diǎn)和坐標(biāo)系極點(diǎn)的大圓，稱副圈，從主點(diǎn)到副圈與基圈

10、交點(diǎn)的弧長(zhǎng)為經(jīng)向坐標(biāo)。第二坐標(biāo)或稱緯向坐標(biāo)。從基圈上起沿副圈到該點(diǎn)的大圓弧長(zhǎng)為緯向坐標(biāo)。天球上任何一點(diǎn)的位置都可以由這兩個(gè)坐標(biāo)唯一地確定。這樣的球面坐標(biāo)系是正交坐標(biāo)系。對(duì)于不同的基圈和主點(diǎn)，以及經(jīng)向坐標(biāo)所采用的不同量度方式，可以引出不同的天球坐標(biāo)系，常用的有地平坐標(biāo)系、赤道坐標(biāo)系、黃道坐標(biāo)系和銀道坐標(biāo)系等。2.地心地固空間直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O與地球質(zhì)心重合，Z軸指向地球北極，X軸指向格林尼治平均子午面與赤道的交點(diǎn)，Y軸垂直于XOZ平面構(gòu)成右手坐標(biāo)系。3.地心地固大地坐標(biāo)系地球橢球的中心與地球質(zhì)心重合，橢球面與大地水準(zhǔn)面在全球范圍內(nèi)最佳符合，橢球短軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合（過(guò)地球質(zhì)心并指向北極），大地緯度

11、，大地經(jīng)度，大地高。如圖所示。地球北極是地心地固坐標(biāo)系的基準(zhǔn)指向點(diǎn)，地球北極的變動(dòng)將引起坐標(biāo)軸方向的變化。2、時(shí)間和位移一、知識(shí)目標(biāo)1、知道時(shí)間和時(shí)刻的含義以及它們的區(qū)別。知道在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量時(shí)間的方法。2、知道位移的概念，知道它是表示質(zhì)點(diǎn)位置變動(dòng)的物理量，知道它是矢量，可以用有向線段來(lái)表示。3、知道位移和路程的區(qū)別。二、教學(xué)重點(diǎn)時(shí)刻與時(shí)間、路程和位移的區(qū)別三、教材分析本節(jié)所研究的是描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程的概念。研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，從空間上講，就是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的延伸程度位移和路程；從時(shí)間上講，就是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的持續(xù)程度時(shí)間間隔。位移使學(xué)生第一次接觸，極容易與路程搞混。教材先通過(guò)從北京到重慶可以選擇不同的交通方式

12、導(dǎo)入問題，然后用圖1.22所示情景讓學(xué)生形成路程與位移的感性認(rèn)識(shí)，最后概括出路程與位移的概念，充分體現(xiàn)了概念建立的思維過(guò)程。學(xué)生從這節(jié)開始接觸矢量的概念。教材第15頁(yè)黑體字“矢量”之前的文字并不是矢量的定義，因?yàn)椴皇侵灰粋€(gè)物理量有方向它就是矢量，矢量還要滿足一定的運(yùn)算法則。路程的標(biāo)量性與位移的矢量性的處理，教材第14頁(yè)通過(guò)旁注向?qū)W生闡述了路程并不涉及運(yùn)動(dòng)的方向。通過(guò)位移所描述的意義和位移的表示方法體現(xiàn)位移的方向性。教材并不是要在這里進(jìn)行矢量計(jì)算的教學(xué)，第15頁(yè)的旁注已經(jīng)說(shuō)明了這一點(diǎn)。15頁(yè)“思考與討論”的目的只是引發(fā)學(xué)生思考，這一欄目的設(shè)置就是重視過(guò)程與方法教學(xué)的一種措施。如果學(xué)生沒有經(jīng)過(guò)深

13、入思考就聽到老師所講的“矢量相加法則”，也許他也能掌握這個(gè)知識(shí)，但他少了一次發(fā)現(xiàn)問題并力求解決問題的努力，他在這方面的能力沒有提高，發(fā)現(xiàn)問題并力求自己解決問題的意識(shí)也就沒有增強(qiáng)。所以，不重視“思考與討論”就難以充分落實(shí)過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的課程目標(biāo)。用坐標(biāo)系描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的方法在本節(jié)得到了實(shí)施。用坐標(biāo)表示位置學(xué)生不應(yīng)干感到困難，但用坐標(biāo)差表示位移學(xué)生第一次接觸，特別是位移方向性在坐標(biāo)差中的體現(xiàn)學(xué)生會(huì)感到困惑，是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。 “問題與習(xí)題”第4題的目的是強(qiáng)化坐標(biāo)概念，區(qū)分幾個(gè)相關(guān)但不同的物理量。要注意發(fā)揮它在這方面的作用。四、教學(xué)步驟1、時(shí)刻、時(shí)間間隔（也稱時(shí)間）回答： 幾點(diǎn)鐘開

14、會(huì)，幾時(shí)上課，幾點(diǎn)發(fā)車 這都是時(shí)刻，而會(huì)議長(zhǎng)達(dá)2個(gè)小時(shí)，這是從開始到結(jié)束的實(shí)踐間隔等等。 如果把時(shí)刻、時(shí)間在數(shù)軸上表示出來(lái)，那含義就一目了然：8 9 10 t/h45min 10 45min上課 下課上課 下課 （1）要指出時(shí)刻、時(shí)間間隔在數(shù)軸上的表示特點(diǎn)。 （2）時(shí)間的單位有 、 、 ，符號(hào)分別為 、 、 。 （3）在實(shí)驗(yàn)室研究物體運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，需要測(cè)量和記錄很短的時(shí)間，常用 來(lái)測(cè)量。 強(qiáng)調(diào)：要在時(shí)間軸上表示出時(shí)刻、時(shí)間：時(shí)刻表示為一點(diǎn)，時(shí)間表示為一線段。這在以后的直線運(yùn)動(dòng)中的速度的研究中，常要用到這兩個(gè)概念。2、位移和路程 由北京去上海，你可以選擇不同的交通工具：乘火車、乘飛機(jī)，還可以先坐汽

15、車到天津然后換輪船到達(dá)上海。使用不同的交通工具，交通路線不同及運(yùn)動(dòng)軌跡是不一樣的，走過(guò)的路程不相同，但是，就位置的變動(dòng)而言，你總是由初始位置北京到達(dá)了末位置上海（直線距離約1080Km） 天津F上海BCD北京A物理學(xué)中用一個(gè)叫做位移的物理量來(lái)表示質(zhì)點(diǎn)的位置變動(dòng)。同學(xué)們閱讀課本，并討論位移的圖示方法及位移和路程的區(qū)別。3、矢量和標(biāo)量在物理學(xué)中，像位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量。像質(zhì)量這些只有大小，沒有方向的物理量，叫做標(biāo)量。4、直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移這部分的教學(xué)主要解決方法問題，具體有如下幾個(gè)方面： （1）坐標(biāo)的正負(fù)表示位置在原點(diǎn)的哪一側(cè)，坐標(biāo)的數(shù)值表示位置到原點(diǎn)的距離。 （2）坐標(biāo)差的

16、計(jì)算是用末位置的坐標(biāo)減去處位置的坐標(biāo)。（3）坐標(biāo)差的正負(fù)表示位移的方向與坐標(biāo)軸正方向相同還是相反，坐標(biāo)差的數(shù)值表示位移的大小位置移動(dòng)的距離。教學(xué)中要投放具體問題，讓學(xué)生進(jìn)行定量表示，并要求將計(jì)算結(jié)結(jié)果標(biāo)注在坐標(biāo)軸上。四、教學(xué)資源1.時(shí)間計(jì)量單位（1）法定計(jì)時(shí)單位秒、分、時(shí)、天（日）、年是法定的時(shí)間計(jì)量單位，也是時(shí)間距離的具體概念。秒：秒是時(shí)鐘面上最短的法定計(jì)時(shí)單位，由時(shí)鐘面上最細(xì)最長(zhǎng)的“秒針”計(jì)量。秒針每走動(dòng)一下并發(fā)出“咋”的響聲，為“1秒鐘”。秒針沿時(shí)鐘面每走過(guò)一個(gè)點(diǎn)位的時(shí)間，為“5秒鐘”；沿鐘面12個(gè)點(diǎn)位轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間，為“60秒鐘”。 分：分是時(shí)鐘面上大于秒的法定計(jì)時(shí)單位，由略短并粗于秒

17、針的“分鐘”計(jì)量。 秒針每走60秒鐘，分針也同時(shí)隨之走過(guò)“l(fā)分鐘”。分針沿時(shí)鐘面每走過(guò)一個(gè)點(diǎn)位的時(shí)間，為“5分鐘”；轉(zhuǎn)動(dòng)一周12個(gè)點(diǎn)位的時(shí)間，為“60分鐘”。 時(shí)：時(shí)是時(shí)鐘面上最長(zhǎng)的法定計(jì)時(shí)單位，由最短最粗的“時(shí)針”計(jì)量。 分針每走60分鐘，時(shí)針也同時(shí)隨之走過(guò)一個(gè)點(diǎn)位，為“1小時(shí)”。時(shí)針沿鐘面轉(zhuǎn)動(dòng)一周（12個(gè)點(diǎn)位）的時(shí)間，為“12小時(shí)”。 天（日）：天是一個(gè)晝夜的法定計(jì)時(shí)單位。24個(gè)小時(shí)的時(shí)間，為“l(fā)天”。 年：年是公歷的法定計(jì)時(shí)單位，365366天，為“l(fā)年”。（2）常用時(shí)間單位 刻：15分鐘為“1刻”；4刻鐘為“1小時(shí)”。 周：7天，為1周（星期）”；4周，為“1個(gè)月（2831天）”。 季

18、度：3個(gè)月，為“1季度”；4個(gè)季度，為“1年”。2.美研制出世界最精確的時(shí)鐘 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院稱，他們已研制出一種新的時(shí)鐘，每秒鐘能夠可靠地振蕩1000萬(wàn)億次，因此有望成為世界上精確度最高的時(shí)鐘。 在目前使用的計(jì)量單位中，時(shí)間計(jì)量是宇宙間測(cè)量精度最高的物理量?，F(xiàn)在國(guó)際上使用最多的原子鐘的振蕩頻率通常是數(shù)納秒（一納秒10億分之一秒），它是通過(guò)調(diào)整超高頻激光，使之和鈀原子發(fā)射的光波頻率相匹配而實(shí)現(xiàn)的。一般，全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星上都攜帶有原子鐘，其精確度足以滿足設(shè)計(jì)要求，可對(duì)地球進(jìn)行精確的三點(diǎn)定位。 但是，物理學(xué)家希望能有振蕩頻率更快的時(shí)鐘，用于科學(xué)前沿問題的研究，例如弄清決定電磁相互作用強(qiáng)度的

19、所謂精細(xì)結(jié)構(gòu)是否真的穩(wěn)定等問題?？茖W(xué)家認(rèn)為，這種新型時(shí)鐘應(yīng)當(dāng)易于制造，且振蕩頻率應(yīng)比相對(duì)較低的微波頻率快1000倍。存在的問題是，沒有一種裝置能夠如此快的計(jì)數(shù)。 為解決這一問題，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院時(shí)間及頻率分部的計(jì)量科學(xué)家成立了一個(gè)研究小組，研制出“光學(xué)傳動(dòng)裝置”。該裝置可將激光光波的高速振動(dòng)轉(zhuǎn)化成振蕩系數(shù)正好慢100萬(wàn)倍的激光強(qiáng)度的波動(dòng)，并利用標(biāo)準(zhǔn)檢波器來(lái)顯示激光強(qiáng)度在1秒內(nèi)所振蕩的次數(shù)，然后將得到的數(shù)值乘上100萬(wàn)。 3、運(yùn)動(dòng)快慢的描述速度一、課標(biāo)要求1.理解坐標(biāo)變化量的物理意義，能用坐標(biāo)變化量表示直線運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間。2.通過(guò)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度認(rèn)識(shí)瞬時(shí)速度。通過(guò)瞬時(shí)速度，初步了解

20、極限的思想。3.通過(guò)對(duì)日常生活中有關(guān)速度的實(shí)例的分析，體會(huì)變化率的概念及表達(dá)方式。4.理解速度和速率的物理意義，知道速度是矢量。二、教材分析 本節(jié)的第一部分內(nèi)容繼續(xù)強(qiáng)調(diào)某個(gè)物理量與它的變化量的關(guān)系，意在對(duì)該部分知識(shí)溫故與拓展，為后繼內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。學(xué)生通過(guò)初中物理的學(xué)習(xí)和生活體驗(yàn)，已經(jīng)有了速度的初步概念，但這種概念比較膚淺，也不準(zhǔn)確。本書沒有在一般性的速度概念和平均速度的概念上面下功夫，而是比較簡(jiǎn)潔地深入到瞬時(shí)速度的概念。本書定義瞬時(shí)速度使用到了極限的思想，但沒有提出“極限”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。只要不要求極限的數(shù)學(xué)定義、不要求極限的運(yùn)算，中學(xué)生完全可以接收極限的思想，包括后面設(shè)計(jì)的定積分的思想研究位

21、移等。用極限的思想定義瞬時(shí)速度是建于這樣一種思想：把一個(gè)變化的事物分解成很小的部分，每個(gè)小部分都可以看成是不變的，可以用比較簡(jiǎn)單的方法去處理，在把各個(gè)小部分的結(jié)果再合起來(lái)，就得到整個(gè)問題的解，這是近代數(shù)學(xué)物理中常用的方法。在現(xiàn)代信息技術(shù)中，把模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)時(shí)，要分割、取樣、量化，實(shí)際上就是取極限的過(guò)程。所以極限的思想已經(jīng)不是個(gè)知識(shí)，它是一種方法、一種觀念，對(duì)于以后的學(xué)習(xí)甚至科學(xué)思想方法的形成都是很重要的。 “說(shuō)一說(shuō)”和“做一做”兩個(gè)欄目都是擴(kuò)展性學(xué)習(xí)內(nèi)容，前者偏重于思考，后者偏重于動(dòng)手操作。它單是知識(shí)性的擴(kuò)展，而在于激發(fā)學(xué)生的興趣、激發(fā)學(xué)生的思考，或發(fā)展學(xué)生的動(dòng)手操作能力。STS欄目強(qiáng)調(diào)

22、的是科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系。本節(jié)“速度與現(xiàn)代社會(huì)”講的是，由于交通工具速度的提高，成熟規(guī)模的擴(kuò)大，戰(zhàn)爭(zhēng)觀念改變了，不同文化的交融加快了STS的意義在于揭示科技與社會(huì)的互動(dòng)關(guān)系，而非單純的科學(xué)知識(shí)在技術(shù)上的應(yīng)用。如果只講科學(xué)的發(fā)展使得汽車、飛機(jī)、輪船等技術(shù)發(fā)展了，人們可以“日行千里”，卻不涉及城市建設(shè)、戰(zhàn)爭(zhēng)觀念、文化交流等社會(huì)層面的內(nèi)容，那就不是本來(lái)意義的STS。這點(diǎn)應(yīng)引起注意。本節(jié)STS借協(xié)和客機(jī)停飛一事，引導(dǎo)學(xué)生討論“交通工具的速度是不是越快越好”這樣的問題，這是一個(gè)開放性的問題，意在讓學(xué)生去思考，去討論。 “問題與練習(xí)”中的第3題要計(jì)算速度，這本是十分容易的事，但要獲得計(jì)算所需數(shù)據(jù)，學(xué)生需讀

23、懂列車時(shí)刻表，這可能成為難點(diǎn)。三、教法建議1.坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量 本小節(jié)重在強(qiáng)化某個(gè)物理量與它的變化量的關(guān)系，教學(xué)中注意突出如下幾點(diǎn)： （1）位置“坐標(biāo)的符號(hào)”、“坐標(biāo)的數(shù)值”與“坐標(biāo)的正負(fù)”的意義。 （2）某個(gè)物理量的變化量的一般計(jì)算方法是：用后來(lái)的量減去原來(lái)的量。 （3）用位置坐標(biāo)差表示位移，強(qiáng)化“差的數(shù)值”與“差的正負(fù)”的意義。 2.速度 本小節(jié)的核心是用速度描述運(yùn)動(dòng)快慢的方法，主要突出了三個(gè)方面的思想：比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法；速度的定義方法；速度的矢量性。該部分學(xué)生接受起來(lái)不會(huì)有太大的困難，所以不可在這里就差過(guò)多的時(shí)間，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要抓住如下幾點(diǎn)： （1）讓學(xué)生明確比較位置變化快慢的

24、必要性和基本途徑：比較相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小或比較通過(guò)相同位移所需要的時(shí)間。要列舉實(shí)例讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)。 （2）物理學(xué)中比較位置變化快慢的標(biāo)準(zhǔn)：比較相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小?？闪信e運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上描述運(yùn)動(dòng)員跑得快慢的方法：用最后的成績(jī)描述時(shí)，比較的是相通路程（或位移）所用的時(shí)間，既看誰(shuí)用的時(shí)間短；觀察比賽過(guò)程中的比賽情景時(shí)，比較的是相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程（或位移），既看誰(shuí)在最前面（3）速度的定義方法和單位的意義：用位移與發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間的比值描述運(yùn)動(dòng)的快慢。速度為6m/s時(shí)，讀作6米每秒，表示如果勻速運(yùn)動(dòng)在一秒內(nèi)通過(guò)6m的位移。要注意強(qiáng)調(diào)v=x/t表示的是比值定義法，v與x、t沒有決定關(guān)系。 （4）速度

25、的矢量性：其方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向。3.平均速度和瞬時(shí)速度 平均速度與瞬時(shí)速度是為不同的描述需要而引入的，而用極限的思想定義瞬時(shí)速度學(xué)生是第一次接觸，所以教學(xué)中既要讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)極限的思想，又要控制教學(xué)的難度，可以考慮這樣進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)： （1）通過(guò)實(shí)例讓學(xué)生感悟“物體的運(yùn)動(dòng)快慢是變化的，絕對(duì)準(zhǔn)確地描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢是困難的”。 （2）說(shuō)明v=x/t描述的是物體在t時(shí)間內(nèi)或x位移上的平均快慢程度，以此引入平均速度的概念。 （3）引導(dǎo)學(xué)生思考“從t到t+t時(shí)間內(nèi)的平均速度，在t取不同值時(shí)跟t時(shí)刻速度的關(guān)系”，從而接受“在t非常小時(shí)，就可以認(rèn)為v=x/t是物體在時(shí)刻t的速度”這一極限思想，以此引入瞬時(shí)速

26、度的概念。要注意的是只需體現(xiàn)極限的思想，不要引入“極限”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。（4）對(duì)瞬時(shí)速度，要列舉實(shí)例讓學(xué)生理解：某時(shí)刻瞬時(shí)速度的數(shù)值，等于從該時(shí)刻起，以該速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的距離。（5）勻速直線運(yùn)動(dòng)是平均速度與瞬時(shí)速度相等的運(yùn)動(dòng)，通常敘述中的速度到底是平均速度還是瞬時(shí)速度，要通過(guò)上下文結(jié)合判斷，以培養(yǎng)學(xué)生具體問題具體分析的學(xué)習(xí)習(xí)慣。4.速度和速率 本小節(jié)的教學(xué)主要應(yīng)解決三個(gè)問題：一是速率是指速度的大小；二是交通工具上速度計(jì)顯示的是瞬時(shí)速率；三是明確日常生活中人們常說(shuō)的速度大多是指速率。 本節(jié)需要注意的一個(gè)問題是：瞬時(shí)速率等于瞬時(shí)速度的大小，但平均速率不一定等于平均速度的大小。例如，沿閉合

27、圓周運(yùn)動(dòng)一圈，位移是零，平均速度是零，但平均速率并不等于零。5.“做一做”和“說(shuō)一說(shuō)” “做一做”可安排在課外活動(dòng)時(shí)間做，以興趣小組的組織形式開展，重在突出描述的方法，對(duì)長(zhǎng)距離和短距離上的速度，可以聯(lián)系到平均速度和瞬時(shí)速度；“說(shuō)一說(shuō)”可以在課堂上展開討論，重在澄清認(rèn)識(shí)，領(lǐng)會(huì)瞬時(shí)速度的概念。6.關(guān)于STS本節(jié)STS借協(xié)和客機(jī)停飛一事，引導(dǎo)學(xué)生討論“交通工具的速度是不是越快越好”這樣的問題。教學(xué)中只要學(xué)生參與就可以了，不要企圖得到什么結(jié)論性的意見。四、教學(xué)資源1.速度在1米/秒以下的表演(1)10的負(fù)11次方米秒(10微微米/秒) 青藏高原緩慢上升青藏高原只是在近二百萬(wàn)年左右的時(shí)間內(nèi)，從海拔100

28、0米的高度達(dá)到了現(xiàn)在的海拔4700米的高度。它的平均上升速度是58.7微微米/秒。但每個(gè)地質(zhì)時(shí)期它隆升的速度并不均勻，在距今兩百萬(wàn)年前的早更新世時(shí)期，它上升了1000米；在距今一百萬(wàn)年前的中更新世時(shí)期又上升了1000米；但從晚更新世以來(lái)的僅10余萬(wàn)年，它卻上升了1500米以上，平均每年升高10毫米，其中，從距今一萬(wàn)年前起，它上升的速度加快，平均每年上升70毫米?，F(xiàn)在，它仍處在快速上升的時(shí)期。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，迄今為止，10微微米/秒的速度并不是人類觀測(cè)到的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最慢速度。物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最慢速度仍有待于進(jìn)一步的觀測(cè)和確定。(2)10的負(fù)10次方米秒(1埃/秒) 爾威茲加樹慢慢長(zhǎng)高自然界樹木生長(zhǎng)的速度

29、，真是千差萬(wàn)別，有的快得驚人，有的慢得出奇。例如在前蘇聯(lián)的喀拉哈里沙漠中，有一種名叫爾威茲加的樹，個(gè)子很矮，整個(gè)樹冠是圓形的，從正面看，象是沙地上的小圓桌。它的生長(zhǎng)速度極慢，100年才長(zhǎng)高30厘米，即1埃/秒。也就是說(shuō)，每秒鐘它僅僅長(zhǎng)高十億分之一厘米。(3)10的負(fù)9次方米秒(1納米/秒) 東非大裂谷不斷開裂據(jù)地球物理勘探資料分析，東非裂谷帶存在著許多活火山。這些活火山的不間斷活動(dòng)，導(dǎo)致大裂谷不停地向兩邊開裂，雖然速度非常緩慢，但近200萬(wàn)年來(lái)，卻達(dá)到了平均每年開裂大約24厘米的速度。按中間數(shù)每年開裂3厘米的速度計(jì)算，速度達(dá)到了1納米/秒?？蓜e小看這個(gè)速度，它1萬(wàn)年就是300多米。如果依此不停

30、地開裂下去，未來(lái)的某一天，東非大裂谷終會(huì)將它東面的陸地從非洲大陸分離出去，從而產(chǎn)生一片新的海洋以及眾多的島嶼。(4)10的負(fù)8次方米秒(10納米/秒) 海岸一步步后退本世紀(jì)初，我國(guó)局部地區(qū)海岸侵蝕還相當(dāng)嚴(yán)重。特別是在采沙過(guò)度的海岸，近23年內(nèi)海水向陸地侵蝕100多米，侵蝕最嚴(yán)重的地方達(dá)200300米。黃河入海口一帶的海岸，仍以2.3米/年、即72納米/秒的速度后退。(5)10的負(fù)7次方米秒(100納米/秒) 沙丘緩緩移動(dòng)自1950年以后，由于我國(guó)塔里木河上游耕墾不斷擴(kuò)大，致使塔里木河下游生態(tài)環(huán)境急劇惡化，主要表現(xiàn)在水源減少，特別是若羌縣所屬阿拉干以下，在1972年后已經(jīng)斷流，地下水位下降，水質(zhì)

31、變壞，森林植被衰敗，土地沙漠化加劇發(fā)展。到1985年，低矮沙丘以10米/年、317納米/秒的速度向前移動(dòng)。由于水源枯竭和植被死亡，更使原有的灌叢沙堆迅速向流動(dòng)沙丘方向發(fā)展。(6)10的負(fù)6次方米秒(1微米/秒) 大氣塵粒降落大氣中還含有大量的塵粒和其它固體物質(zhì)。尤其是粒徑為0.1微米到5微米的微粒，對(duì)于地表能量平衡影響甚大。根據(jù)測(cè)定，此類塵粒中的少部分塵粒在大氣中的下沉速度約為1厘米/小時(shí)，即2.8微米/秒。如在2公里高空處存在著這類粒子時(shí)，約需20多年的時(shí)間才能沉降到地面。在英國(guó)發(fā)現(xiàn)一種生長(zhǎng)很快的花卉植物，這種花卉屬于西洋丁香家族的一種。在14天的時(shí)間里它長(zhǎng)高3.65米，也就是說(shuō)每天長(zhǎng)254

32、毫米，長(zhǎng)高速度達(dá)到了2.9微米/秒。2.速度在1米/秒以上的表演(1)10的0次方米秒(1米/秒)濃煙擴(kuò)散1米/秒到9米/秒速度，是日常生活中較為常見的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度。具備這一區(qū)間運(yùn)動(dòng)速度的物質(zhì)，常常與人們的生活密切相關(guān)。火災(zāi)產(chǎn)生的高溫濃煙擴(kuò)散速度為約1米秒左右，其垂直擴(kuò)散速度比水平方向快35倍。這種帶有毒氣的煙給救人、自救和疏散造成極大威脅。一級(jí)風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速是1米/秒。當(dāng)微風(fēng)吹起，樹葉輕微擺動(dòng)，炊煙能表示風(fēng)向，海水則微微泛起波浪。我國(guó)東海海域的黑潮流的平均流速為1米/秒。成年人步行的平均速度約為1米/秒，游泳的速度約為2米/秒。球形閃電大多出現(xiàn)在雷雨交加的時(shí)刻或暴風(fēng)雨前后，呈發(fā)光的火球形狀，中

33、心極亮。這種火球的顏色多變，直徑通常為1040厘米。發(fā)生球形閃電的持續(xù)時(shí)間僅在幾十秒之間。它常常以2米/秒的速度作水平移動(dòng)，有時(shí)停留在半空中，有時(shí)又降落地面。我國(guó)的風(fēng)力資源極為豐富，絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風(fēng)速更大,在這些地區(qū)，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是很有前途的。海水流動(dòng)速度為每秒3米，潮汐的流動(dòng)速度為5米/秒。一個(gè)直徑8米左右的載人降落傘，其下降速度是6米/秒。長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的速度約為7米/秒。雨水降落的一般速度約為8米/秒。世界上第一臺(tái)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)器人最大行走速度9米/秒，能提動(dòng)6千克重物，定位精度達(dá)0.1毫米。據(jù)科學(xué)家估算，霸王龍的奔跑速度平均約

34、為9米/秒。(2)10的2次方米秒(100米/秒) 大風(fēng)暴席卷高山1958年4月12日美國(guó)新漢普郡，在1916米高的華盛頓山上,大風(fēng)暴的風(fēng)速達(dá)到了每小時(shí)371公里，即103米/秒,這是風(fēng)暴風(fēng)速最大的世界記錄。1999年10月22日，登普西世界紀(jì)錄協(xié)會(huì)擁有的一臺(tái)名為“白色閃電電動(dòng)流線型汽車”的電動(dòng)汽車，在美國(guó)猶他州的邦納維爾鹽沼達(dá)到了395.821公里/小時(shí)，即110米/秒的創(chuàng)紀(jì)錄速度。神經(jīng)脈沖沿神經(jīng)纖維的傳輸速度為120米/秒。次聲波在空氣中的傳播速度約為300米/秒，聲波在空氣中傳播速度是340米/秒?！暗罓枴睂?dǎo)彈又叫“圓環(huán)胎”導(dǎo)彈，北約國(guó)家稱作“薩姆15”導(dǎo)彈，它是一種機(jī)動(dòng)型全天候近程防空

35、武器，導(dǎo)彈發(fā)射后在極短的時(shí)間里就能達(dá)到每秒860米的高速度，它可以攻擊最大飛行速度達(dá)到700米秒的飛機(jī)或?qū)?，而目前大部分機(jī)動(dòng)式防空武器只能攻擊速度約5O0米秒的空中目標(biāo)。子彈射出槍口的速度大約是900米/秒。（3）10的3次方米秒(1公里/秒) 地震波迅猛擴(kuò)散聲音在水中的速度為1.453公里/秒。在第一次世界大戰(zhàn)中，德國(guó)制造了一種炮身長(zhǎng)34米的大炮，炮彈的速度達(dá)到1.6公里/秒。氣象火箭升空的速度約為1.7公里/秒。地震波的縱波傳播速度約56公里秒。在震中區(qū)，人們對(duì)縱波的感覺是上下顛動(dòng)。橫波的傳播速度約為35公里秒。在震中區(qū)，人們對(duì)橫波的感覺是前后左右晃動(dòng)。因橫波速度比縱波速度小，故橫波跟在

36、縱波后面。電磁炮是利用電磁力為炮彈加速的電磁發(fā)射系統(tǒng)。電磁炮彈主要用于反導(dǎo)彈和反衛(wèi)星作戰(zhàn)。電磁炮的速度可達(dá)320公里/秒，能有效地摧毀空間的各種人造衛(wèi)星和導(dǎo)彈。人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的速度是7.9公里/秒，這一速度被稱為“第一宇宙速度”。(4)10的4次方米秒(10公里/秒) 流星雨追撞地球在太陽(yáng)系中除了九大行星和它們的衛(wèi)星以外，還有彗星、小行星及一些更小的天體。小天體的體積雖小，但它們也和九大行星一樣，在圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。如果它們有機(jī)會(huì)經(jīng)過(guò)地球附近，就有可能以每秒幾十公里的速度闖入地球大氣層，與地球大氣發(fā)生劇烈摩擦，從而發(fā)出耀眼的光芒。這就是我們經(jīng)常看到的流星。流星雨是一種有成群的流星看起來(lái)像是從

37、夜空中的一點(diǎn)中迸發(fā)出來(lái)，并墜落下來(lái)的特殊天象。這一點(diǎn)或一小塊天區(qū)叫做流星雨的輻射點(diǎn)。流星雨中流星運(yùn)動(dòng)速度都在12公里/秒到72公里/秒之間。到2004年的今天，美國(guó)人發(fā)明的太空飛行器還正在飛出太陽(yáng)系。其中最遠(yuǎn)的是旅行者一號(hào)，前幾年的數(shù)據(jù)是已經(jīng)離開太陽(yáng)120多億公里，每年差不多要離開太陽(yáng)5.7億公里。它的飛行速度是17.4公里/秒。(5)10的9次方米秒(100萬(wàn)公里/秒)或以上 類星體輻射源超光速分離1960年，射電天文學(xué)家用當(dāng)時(shí)世界上最大的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到兩個(gè)射電源。結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們都是很暗的藍(lán)色的星，盡管看起來(lái)像恒星，但又不是通常的恒星。天文學(xué)上稱它們?yōu)轭愋巧潆娫?，?jiǎn)稱類星體。令人驚奇的是，在某些

38、類星體中，其分立的子電波源間出現(xiàn)分離的相對(duì)速度居然快過(guò)光速！1977年以來(lái)的發(fā)現(xiàn)證實(shí)，其中一個(gè)類星體的內(nèi)部有兩個(gè)輻射源，并且它們還在相互分離，分離的速度竟高達(dá)288萬(wàn)公里/秒，是光速的9.6倍! 這種與廣義相對(duì)論矛盾的現(xiàn)象應(yīng)該如何理解呢？這里要對(duì)對(duì)光速極限這個(gè)結(jié)論要加一點(diǎn)注解。有一種不正確的理解，認(rèn)為光速極限是一切速度的極限。錯(cuò)了，光速只是物體運(yùn)動(dòng)速度的一種極限，或能量傳遞速度的一種極限。如果不注意這個(gè)條件，一般地談速度。那么，找尋超光速的現(xiàn)象在物理學(xué)中并不是難事。舉一個(gè)極常見的例子。在節(jié)日的晚上，當(dāng)探照燈射向高空的云層時(shí)，由于云層的反射，你會(huì)在云層上看到一個(gè)亮點(diǎn)。當(dāng)?shù)孛嫔系奶秸諢袈D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，

39、亮點(diǎn)卻以極快的速度在運(yùn)動(dòng)。如果能有足夠高的云層，這個(gè)亮點(diǎn)的速度就可以超過(guò)光速。這時(shí)，沿著亮點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌道并沒有能量的傳遞，所以它的速度并不受光速極限的限制。探照燈的例子可以解釋類星體的超光速現(xiàn)象：類星體的中心母體噴射出兩股相反方向的粒子流(相當(dāng)于探照燈的光)，它照射在星系際介質(zhì)上(相當(dāng)于高空中的云)，從而激起射電輻射(相當(dāng)于亮點(diǎn))。因此，只要中心母體有小的擺動(dòng)。粒子流照射所激起的輻射區(qū)就會(huì)迅速地移動(dòng)。光速不是這種輻射區(qū)移動(dòng)速度的極限，因而超過(guò)光速是許可的。在宇宙大爆炸的初期，宇宙經(jīng)歷了一次極為短暫的暴漲階段，在宇宙誕生后的10-35 -10-33秒，宇宙奇點(diǎn)的直徑就由10的負(fù)26次方米擴(kuò)張到了1

40、0的24次方米(約相當(dāng)于1億光年)！依此計(jì)算，宇宙奇點(diǎn)在這一時(shí)間段的暴漲速度達(dá)到了10的52次方萬(wàn)公里/秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于30萬(wàn)公里/秒的光速。宇宙如此高速暴漲的能量自何而來(lái)，仍是一個(gè)未解之謎。目前，超光速現(xiàn)象還處在研究和論證階段。發(fā)現(xiàn)沒有止境，探索還要繼續(xù)。大千世界精彩的“速度”表演還會(huì)有新的內(nèi)容展現(xiàn)在人們面前！ 4、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度一、課標(biāo)要求1.了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的基本構(gòu)成，知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理，并學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。2.通過(guò)實(shí)例學(xué)會(huì)根據(jù)紙帶上的點(diǎn)分析速度的變化情況，并學(xué)會(huì)測(cè)定平均速度。3.通過(guò)實(shí)例學(xué)會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度。4.學(xué)會(huì)用圖象表示速度變化規(guī)律的方法

41、，理解用平滑曲線“擬合”坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)來(lái)反映客觀規(guī)律的思想。二、教材分析 這節(jié)課有三個(gè)目的：1.學(xué)會(huì)是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；2.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)瞬時(shí)速度；3.用圖象表示速度隨時(shí)間的變化情況。 由紙帶上某兩點(diǎn)間的位移x和相應(yīng)的t就能算出它們之間的平均速度。與過(guò)去的教學(xué)不同的是，教材由此又向前走了一步，說(shuō)明在x（或t）很小時(shí)，這樣算出的平均速度可以看作瞬時(shí)速度，而不是絕對(duì)意義上的瞬時(shí)速度。對(duì)于這一點(diǎn)，老師們可能還不習(xí)慣。這是因?yàn)槲覀冞^(guò)去的物理教學(xué)過(guò)于理想化、絕對(duì)化，或說(shuō)與實(shí)際問題的距離比較大。實(shí)際的測(cè)量技術(shù)測(cè)得的瞬時(shí)速度都是某段時(shí)間內(nèi)的平均速度，而不是絕對(duì)意義上的瞬時(shí)速度。例如汽車上的速度計(jì)，無(wú)論是用離心

42、測(cè)速的方法還是用發(fā)電機(jī)測(cè)速的方法，轉(zhuǎn)動(dòng)部分都有一定的慣性，對(duì)速度變化的反應(yīng)都需要一段時(shí)間，因此，它們實(shí)際測(cè)得的速度都不是數(shù)學(xué)意義上的“極限”。本節(jié)要求用很小時(shí)間間隔內(nèi)的平均速度作為瞬時(shí)速度，除了有意加強(qiáng)瞬時(shí)速度的理解外，也是拉近物理課與實(shí)際、與技術(shù)的距離。 用圖象表示物理量的變化，在生活中是常見的方法，本書在這方面加強(qiáng)了很多。 這節(jié)實(shí)驗(yàn)之后用圖象表示速度時(shí)，思路與過(guò)去有些不同： 過(guò)去在描點(diǎn)之后往往說(shuō)，“用一條直線（或××曲線）連接這些點(diǎn)”，為什么要用直線（或××曲線）而不用別的曲線？因?yàn)樵谶^(guò)去的實(shí)驗(yàn)中我們都已經(jīng)知道，坐標(biāo)系中的兩個(gè)物理量之間的關(guān)系就是直線

43、（例如勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系）。這是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的做法。 這節(jié)中，測(cè)的是手拉紙帶的速度，事先并不知道速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，也就是說(shuō)不知道圖象是一條什么曲線。這種情況下我們只能根據(jù)所描點(diǎn)子的分布和走向，嘗試用某條曲線來(lái)“擬合”這些測(cè)量點(diǎn)。這是探究性實(shí)驗(yàn)中常用的方法。這兩種情況下的作圖，操作步驟相似，但思路不一樣，邏輯線索不一樣，教學(xué)中要注意表達(dá)清楚。第24頁(yè)的“說(shuō)一說(shuō)”中即要求學(xué)生學(xué)會(huì)用圖象表示速度與時(shí)間的關(guān)系，又要求學(xué)生知道優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員與沒有受過(guò)訓(xùn)練的學(xué)生兩人在百米賽時(shí)速度變化的不同點(diǎn)。這個(gè)欄目的目的是讓學(xué)生體會(huì)到，解決實(shí)際問題要有比較寬的知識(shí)面做基礎(chǔ)，只有課本上的知識(shí)是不行的。25頁(yè)“

44、做一做”欄目的目的是把學(xué)科教學(xué)與信息技術(shù)結(jié)合起來(lái)。由于這項(xiàng)工作在我國(guó)剛剛開始，各地條件不同，所用器材的差別很大，所以這里只給出了原則性的指導(dǎo)，給出了思路。教師應(yīng)該根據(jù)具體條件開展這方面的教學(xué)。三、教法建議1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電火花計(jì)時(shí)器 這兩種計(jì)時(shí)器由于計(jì)時(shí)原理相同，所以在實(shí)際應(yīng)用中不加區(qū)分，根據(jù)學(xué)校的實(shí)際條件，用哪一種都行。對(duì)這部分的教學(xué)要注意： （1）突出計(jì)時(shí)原理，不過(guò)分追求工作原理。 （2）要充分向?qū)W生展示實(shí)物，以使學(xué)生掌握接入電源的方法和穿紙帶的方法。 （3）明確紙帶上的點(diǎn)是如何反映時(shí)間和物體運(yùn)動(dòng)情況的。（4）讓學(xué)生知道電火花計(jì)時(shí)器必電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器誤差小的原因。2.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

45、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器主要包括兩個(gè)方面，一是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝，特別是紙帶的安裝；二是用紙帶上的點(diǎn)研究物體的運(yùn)動(dòng)。由于是第一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，所以教學(xué)中要注意： （1）要讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下按步驟有序操作，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的習(xí)慣。 （2）掌握由紙帶上的點(diǎn)確定物體運(yùn)動(dòng)位移與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的方法與原理。（3）牽拉紙帶一定要讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，然后與紙帶上的點(diǎn)跡分布相對(duì)應(yīng)，以感悟運(yùn)動(dòng)速度變化情況。（4）要注意測(cè)量點(diǎn)與打點(diǎn)的區(qū)別，并學(xué)會(huì)靈活選定測(cè)量點(diǎn)。3.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算平均速度絕大多數(shù)學(xué)生都能掌握，但用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度多數(shù)學(xué)生可能會(huì)感到困惑。教學(xué)中要突出： （1）平均

46、速度與瞬時(shí)速度主要是描述的精確程度不同。 （2）這里采取的描述方法是：用包含該點(diǎn)在內(nèi)的一小段位移上的平均速度代替該點(diǎn)的瞬時(shí)速度。 （3）要求每個(gè)0.1s測(cè)一次速度，這主要是為了處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算方便，在實(shí)際教學(xué)中根據(jù)紙帶上的點(diǎn)的分布情況靈活確定。 （4）要嚴(yán)格按實(shí)際測(cè)出數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，不可主觀臆造，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅進(jìn)行科學(xué)研究的學(xué)習(xí)品質(zhì)。4.用圖象表示速度 用圖象表示速度，在這里主要是作為一種處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，而不是作為一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，這一點(diǎn)在實(shí)際教學(xué)中要充分注意。作為一種方法的教學(xué)，要按一定的思維程序進(jìn)行： （1）建立坐標(biāo)系，設(shè)定合適的刻度，注明單位。 （2）嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，根據(jù)點(diǎn)的分布定分

47、析速度的變化特點(diǎn)。 （3）描出的點(diǎn)是不連續(xù)的，之所以要用平滑曲線來(lái)“擬合”實(shí)驗(yàn)中描出的點(diǎn)，是因?yàn)楦鱾€(gè)時(shí)刻都有速度，速度隨時(shí)間是連續(xù)變化的，而實(shí)驗(yàn)中又不可能把所有時(shí)刻的速度都測(cè)出來(lái)。5.“說(shuō)一說(shuō)”與“做一做”“說(shuō)一說(shuō)”中要求學(xué)生在知道優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員與沒有受過(guò)訓(xùn)練的學(xué)生兩人在百米賽時(shí)速度變化的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)用圖象表示速度與時(shí)間的關(guān)系。教學(xué)中要讓學(xué)生主動(dòng)思考，充分討論，將感性認(rèn)識(shí)用理性的方法表達(dá)出來(lái)，突出對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)。“做一做”欄目中用的實(shí)驗(yàn)器材較先進(jìn)，不同學(xué)校的條件差異很大，所以教學(xué)中教師應(yīng)該根據(jù)具體條件開展這方面的教學(xué)，也可以師生進(jìn)行互動(dòng)參與。但不管采用深器材，要突出實(shí)驗(yàn)原理和研究思路。關(guān)于

48、“科學(xué)漫步”這部分內(nèi)容，可以通過(guò)演示讓學(xué)生明確：一是數(shù)字計(jì)時(shí)器的使用；二是氣墊導(dǎo)軌能提高實(shí)驗(yàn)精度的原因；三是測(cè)速度的基本物理思想。四、教學(xué)資源J02011型數(shù)字計(jì)時(shí)器使用方法(1)使用前的檢查與調(diào)整：第一步，先不插入光電門，把功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K1撥向S1計(jì)時(shí)檔，打開電源開關(guān)，數(shù)碼管應(yīng)跳字。第二步，把兩個(gè)光電門分別插入輸入插座“”、“”，數(shù)碼管應(yīng)停止跳字；如果仍不斷跳字，表明光電門的發(fā)光管光線沒照準(zhǔn)接受管，或者光電門的四芯插頭沒插好，應(yīng)仔細(xì)加以調(diào)整，直至數(shù)碼管停止跳字為止。第三步，檢查清零性能，按一下“復(fù)位”鈕，數(shù)碼管應(yīng)全部清零；間隔2、3秒鐘連續(xù)接通電源，數(shù)碼管應(yīng)能自動(dòng)全部清零。儀器接通電源后，要

49、經(jīng)五分鐘預(yù)熱，使時(shí)基脈沖達(dá)到穩(wěn)定后，再開始使用。(2)S1檔計(jì)時(shí)：K1置“S1”檔，對(duì)任一光電門遮光，便開始計(jì)時(shí)，露光則停止計(jì)時(shí)。數(shù)碼管顯示的數(shù)字為遮光的時(shí)間值。(3)S2檔計(jì)時(shí)：K1置“S2”檔，對(duì)任一光電門第一次遮光即開始計(jì)時(shí)，第二次遮光則停止計(jì)時(shí)。數(shù)碼管顯示的數(shù)字為兩次遮光間隔的時(shí)間值。S1和S2檔計(jì)時(shí)所得時(shí)間值的讀數(shù)，為數(shù)碼管顯示的數(shù)字與所取的時(shí)基信號(hào)單位之積。假如顯示的數(shù)字為153，時(shí)基信號(hào)為1毫秒時(shí)，讀數(shù)為153毫秒；時(shí)基信號(hào)為10毫秒時(shí)，續(xù)數(shù)則為1.53秒。(4)光控計(jì)數(shù)：K1置“計(jì)數(shù)”，對(duì)任一光電門每遮光一次，數(shù)碼管就累加一個(gè)字，顯示出遮光的次數(shù)。(5)數(shù)碼管窗口玻璃絲有機(jī)玻璃

50、，經(jīng)摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，以致感應(yīng)數(shù)碼管的亮段消失，要待一會(huì)才能恢復(fù)。因此，在使用過(guò)程中，禁忌用手或其它干燥物揩試窗口玻璃，以免造成數(shù)碼管暫時(shí)不亮的現(xiàn)象。5、速度變化的快慢加速度一、課程標(biāo)準(zhǔn)1.理解加速度的物理意義，知道加速度是矢量。知道平均加速度和瞬時(shí)加速度。2.通過(guò)對(duì)日常生活中有關(guān)加速度的實(shí)例的分析，進(jìn)一步體會(huì)變化率的概念及表達(dá)方式。3.理解勻變速運(yùn)動(dòng)的意義，能用vt圖象表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)，并能通過(guò)圖象確定加速度。二、教材分析 本節(jié)以“思考與討論”作為開始，以實(shí)際情景讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)加速度的意義和引入加速度必要性。所以教師在導(dǎo)入加速度的概念時(shí)，要注意落實(shí)“思考與討論”，讓學(xué)生充分發(fā)表意見，這樣學(xué)生們才

51、會(huì)感到有必要引入一個(gè)新的物理量，它不是表示速度的大小，而是與速度的變化有關(guān)。本來(lái)比較速度變化的快慢也有兩種方法：一種是比較相同時(shí)間內(nèi)速度變化量的大小；另一種是比較發(fā)生相同的速度變化所需要的時(shí)間長(zhǎng)短。但教材是將比較質(zhì)點(diǎn)位置移動(dòng)快慢的思想直接遷移過(guò)來(lái)，通過(guò)實(shí)例分析，使學(xué)生明白不同運(yùn)動(dòng)物體的速度變化快慢不同，表現(xiàn)在速度的變化與發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間的比值不同，從而引入加速度的定義方法a=v/t。加速度表示速度的變化快慢，包括速度增加的快慢和減小的快慢，不能誤認(rèn)為只要有加速度的運(yùn)動(dòng)速度就一定是增加的。廣義地講，加速度不僅可以描述速度大小的變化快慢，而且也可以描述速度方向變化的快慢，本節(jié)教材不研究速度方向

52、變化的情景。加速度的矢量性是一個(gè)難點(diǎn)，教材是以與速度方向相同或是相反來(lái)表述加速度的矢量性的。如果以初速度方向?yàn)檎较?，那么加速度就有正?fù)之分，加速度的正負(fù)表示加速度的方向，不表示加速度的大小。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是下一章要研究的基本內(nèi)容，關(guān)于勻變速運(yùn)動(dòng)的概念，教材是通過(guò)說(shuō)明加速度有平均加速度與瞬時(shí)加速度之分引入的，并沒展開討論。物理學(xué)的發(fā)展離不開數(shù)學(xué)，學(xué)好高中物理也離不開數(shù)學(xué)。本教材注意加強(qiáng)了數(shù)學(xué)在物理教學(xué)中的作用，把圖象作為一種重要的研究方法，充分利用圖象來(lái)表達(dá)速度變化的規(guī)律。 30頁(yè)下部的課文是要從速度時(shí)間圖象中看出物體的加速度。教材沒有涉及“斜率”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，但是要求學(xué)生知道，曲線的傾斜程

53、度反映加速度的大小。學(xué)生要能從圖象上量出v和t的值，然后根據(jù)定義計(jì)算加速度。 31頁(yè)“科學(xué)漫步”的目的是把物理課中學(xué)到的速度、加速度的概念拓展到物理課之外。自然現(xiàn)象甚至到社會(huì)現(xiàn)象中的許多道理都是相通的，學(xué)生要形成一種習(xí)慣，把學(xué)校中某課程中學(xué)到的道理遷移到其他領(lǐng)域。學(xué)過(guò)科學(xué)課程之后，學(xué)生看待世界視角應(yīng)該與前不同，這就是新課標(biāo)所要求的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)的價(jià)值觀。31頁(yè)“變化率”的安排也是出于三維課程目標(biāo)的考慮。 “問題與練習(xí)”第4題除了練習(xí)計(jì)算加速度外，還有助于理解平均速度與瞬時(shí)速度的關(guān)系。分別算出兩個(gè)遮光板經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的平均速度，這就是過(guò)程始末的瞬時(shí)速度。沒有必要推算兩個(gè)遮光板的前沿經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，要讓學(xué)生理解 “追求無(wú)限精確”的思想是無(wú)意義的，這種思想是脫離實(shí)際的，應(yīng)該改變。三、教法建議1.思考與討論 本部分要讓學(xué)生充分發(fā)表意見，讓他們感到引入一個(gè)新的物理量的必要性，這個(gè)新的物理量不是表示速度的大小，而是與速度的變化快慢有關(guān)。 本部分的教學(xué)任務(wù)是通過(guò)實(shí)際需要提出問題，初步領(lǐng)會(huì)將要引入加速度的意義。在具體研究加速度的概念之前，必須讓學(xué)生充分思考討論，明確“速度大”、“速度變化大”和“速度變化