【教案】人教版高一物理必修一教案

1、質點參考系和坐標系一、教材分析要描述物體的運動，首先要對實際物體建立一個物理模型，最簡單的的質點模型。由于運動的相對性，描述質點運動時必須明確所選擇的參考系。為了準確的、定量的描述質點的運動，還要建立坐標系。質點、參考系和坐標系是描述物體運動的基礎知識，教材逐步展開這些內容，最后介紹全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。本節(jié)是學習后面內容的基礎，也是整個力學的基礎。二、三維目標1知識與技能：（1）理解質點的概念，知道它是一種科學的抽象，知道科學抽象是一種普遍的研究方法。（2）理解參考系的選取在物理中的作用，會根據實際情況選定參考系。（3）會用坐標系描述物體的位置和位置的變化。2過程與方法：（1）體會物理模型在探索

2、自然規(guī)律中的作用，讓學生將生活實際與物理概念相聯(lián)系，通過幾個具體的例子讓學生自主討論，在討論與交流中，自主升華為物理概念。（2）通過參考系的學習，知道從不同角度研究問題的方法，讓學生從熟悉的常見現(xiàn)象和已有經驗出發(fā)，體驗不同參考系中運動的相對性，提示參考系在確定物體運動時客觀存在的必要性和合理性，促使學生形成勤于觀察、勤于思考的習慣，提高學生自主獲取知識的能力。3情感態(tài)度與價值觀：熱愛自然，關心科技，正確方法，科學態(tài)度。三、重點、難點重點：質點概念的理解，如何選取參考系。難點：什么情況下可以把物體看成質點。四、教具液晶投影機、筆記本電腦、三角尺。四、教學過程（一）引入1觀看一段反映物體運動的動畫

3、，然后思考問題。雄鷹在空中翱翔，足球在綠茵場上飛滾，連靜靜的山川也在“坐地日行八萬里”，宇宙中的一切物體都在不停地運動，運動是宇宙間永恒的主題，也是日常生活中常見的現(xiàn)象，詩人可以用“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，來描繪氣勢磅礴的瀑布，畫家也可以用美麗的畫筆描繪出動感十足的情景，那么作為我們未來的科學家，我們怎樣描繪物體的機械運動呢？（二）參考系關于機械運動，同學們肯定有許多的看法，下面我們一起來圍繞幾個常見的場景進行討論。（1）坐火車旅行圖片（2）飛機投彈圖片（3）地球繞太陽轉動圖片請同學們設想一下，你和一位同伴正坐在這輛火車上，鐵路邊的人看到火車中的乘客是什么情景，而同伴認為你是怎樣的。

4、地面上的人觀察跳傘運動員運動是怎樣的下落情況，而飛機駕駛員看跳傘運動員是怎樣下落的。地球在繞太陽轉動，而我們卻沒感覺到這又是為什么。雖然說物體的運動是永恒的，但在描述某一物體的位置隨時間的變化，卻又總是相對于其它物體而言的，這便是運動的相對性?？磥?，要描述一個物體的運動即位置隨時間的變化，首先要選定“某個其它物體”做參考，然后再觀察研究對象相對于這個選定物體的位置是否隨時間變化以及怎樣變化。象以上分析的，用來做參考的物體稱為參考系。思考：1敦煌曲子詞中有這樣的詩句：“滿眼風波多閃爍，看山恰似走來迎，仔細看山山不動，是船行?！逼渲小翱瓷角∷谱邅碛焙汀笆谴小彼x的參考系分別是什么？2坐在美麗的

5、校園內學習毛澤東的詩句“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”時，我們感覺是靜止不動的。這與詩句里的描述是否矛盾？說明理由。3描述一個物體的運動時，參考系：_A可以任意選取 B是一定的4選擇不同的參考系來觀察同一個物體的運動時，其結果：_A一定不同 B可能不同 C一定相同由于運動描述的相對性，凡是提到運動，都應該弄清楚它是相對哪個參考系而言的，要比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系，比較才有意義！參考系選擇得當就會使問題研究變的簡潔、方便！比如，一個星際火箭在剛發(fā)射時，主要研究它相對于地面的運動，所以把地球選作參考系，但是，當火箭進入繞太陽運行的軌道時，為了研究的方便，便將太陽選作參考系。為研

6、究物體在地面上的運動，選地球作參考系最方便。再如，初中有這一問題，有一隊伍正在勻速前進，通訊員從隊尾勻速行至隊首，再從隊首行至隊尾，求時間。這一問題我們選擇隊伍作參考系就非常方便。因此，選擇參考系是研究問題的關鍵之一。（二）質點知道了物體運動的相對性之后，我們再來研究物體相對于參考系的運動情況。還是看剛才的三幅圖。在地球繞太陽轉動的圖片中，地球在繞太陽公轉，注意地球同時又在自轉，所以地球的各部分離太陽的遠近在不斷變化，可見要準確地描述物體的運動，并不是一件容易的事。分析：當我們討論地球的公轉時怎么看待地球？有什么巧妙的方法。地球是一個龐然大物，直徑約為12800km108km，也就是說地球直徑

7、約是它與太陽距離的萬分之一。學生：因此，研究地球公轉時，由于地球的大小而引起的地球各個部分的差異很小，可以忽略不計，也就是說可以忽略地球的大小，把它視為一個點。忽略地球的大小和形狀把地球看作一個點時，能夠忽略地球質量嗎？（質量是物體的固有屬性）剛才，同學們其實已經做了一件偉大的事，什么偉大的事呢，在研究某一問題時，對結果影響非常小的因素把它忽略掉，突出研究對象的主要方面，這是一種科學抽象，物理學中稱之為物理模型。例如，剛才研究地球公轉時把地球本身的大小、形狀忽略不計，突出地球具有質量，而把地球簡化為一個有質量的點就是建立了物理模型，物理學中稱這種不考慮物體的大小和形狀，而突出物體具有質量的點，

8、稱為質點。于是，對實際物體運動的描述就轉化為對質點運動的描述。那么，如果研究地球自轉，考查地球上各點的運動，還可以把地球看作質點嗎？為什么？不能，因為地球上各點的運動情況不一樣。又如，研究火車在沿平直軌道運動時，可以把火車看作質點嗎？研究火車過橋呢？研究火車車輪上各點的運動情況呢？這些情況下能把火車看作質點嗎？那么什么情況下可以把物體看作質點，質點又有哪些特征？1一個物體能否被看作質點，取決于它的大小和形狀在所研究問題中是否可以忽略不計，而跟自身體積的大小、質量的多少和運動速度的大小無關。2一個物體能否被看作質點，取決于所研究問題的性質，即使是同一個物體，在研究的問題不同時，有的情況下可以看作

9、質點，而有的情況可能不可以看作質點。3質點是沒有大小，沒有形狀，具有物體全部質量的點。 4質點是一種科學抽象，是一種理想化的模型。思考：1下列關于質點的說法中，正確的是（ C ）A體積很小的物體都可看成質點B質量很小的物體都可看成質點C不論物體的質量多大，只要物體的尺寸跟物體間距相比甚小時，就可以看成質點D只有低速運動的物體才可看成質點，高速運動的物體不可看作質點2在以下的哪些情況中可將物體看成質點（ A C ）研究某學生騎車回校的速度對這位學生騎車姿勢進行生理學分析研究火星探測器從地球到火星的飛行軌跡研究火星探測器降落火星后如何探測火星的表面3在以下的哪些情況中可將物體看成質點在處理（ B

10、D ）A研究一端固定可繞該端轉動的木桿的運動時，此桿可作為質點來處理B在大海中航行的船要確定它在大海中的位置，可以把它當做質點來處理C研究雜技演員在走鋼絲的表演時，雜技演員可以當作質點來處理D研究地球繞太陽公轉時，地球可以當作質點來處理。（三）坐標系如果一個可以看作質點的物體沿直線運動，怎樣定量描述物體的位置變化呢？為了定量地描述物體的位置及位置的變化需要在參考系上建立適當的坐標系，如果物體在一維空間運動，即沿一條直線運動，只需建立直線坐標系，就能準確表達物體的位置；如果物體在二維空間運動，即在同一平面運動，就需要建立平面直角坐標系來描述物體的位置；當物體在三維空間運動時，則需要建立三維坐標系

11、。其三要素是：原點、正方向和單位長度。例1：如圖所示，桌面離地面的高度是，坐標系原點定在桌面上，設豎直向下為坐標軸的正方向，A、B離地面的高度分別是、，問A、B的坐標應該是多少？例2：如圖所示，一輛汽車從市民廣場的鐘樓出發(fā)沿人民路駛向孩兒巷和更俗劇場方向，我們怎樣描述汽車的位置隨時間的變化？鐘樓12：00人民路 孩兒巷12：09更俗劇院12：14端平橋12：07和平橋12：03同學們認為怎樣確定坐標系的坐標軸、原點、正方向和單位長度呢？對質點的直線運動，一般選質點運動軌跡為坐標軸，質點運動的方向為坐標軸正方向，選取質點經過坐標軸原點的時刻為時間的起點。學生閱讀教材“科學漫步”欄目思考書中提出的

12、問題267（四）課堂小結：1知識整理：質點 參考系 坐標系2研究方法抓住實際物理現(xiàn)象的主要因素，忽略次要因素，排除非本質因素的干擾，突出反映事物的本質特征，從而使物理現(xiàn)象或過程得到簡化，建立物理模型，這就是我們必須掌握的科學研究方法科學抽象。第一節(jié)質點參考系和坐標系【三維目標】知識與技能認識建立質點模型的意義和方法能根據具體情況將物體簡化為質點，知道它是一種科學的抽象，知道科學抽象是一種普遍的研究方法。理解參考系的選取在物理中的作用，會根據實際情況選定參考系。認識一維直線坐標系，掌握坐標系的簡單應用。過程與方法體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用，初步掌握科學抽象理想化模型的方法。通過參考系的學

13、習，知道從不同角度研究問題的方法。體會用坐標方法描述物體位置的優(yōu)越性。情感態(tài)度與價值觀認識運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運動和靜止的相對性，培養(yǎng)學生熱愛自然、勇于探索的精神。滲透抓住主要因素，忽略次要因素的哲學思想。滲透具體問題具體分析的辯證唯物主義思想。教學重點理解質點概念以及初步建立質點要點所采用的抽象思維方法。在研究具體問題時，如何選取參考系。如何用數學上的坐標軸與實際的物理情景結合起來建立坐標系。教學難點在什么情況下可以把物體看作質點。課時安排課時教學過程導入我們知道宇宙中的一切物體都在不停地運動著，機械運動是最基本、最普遍的運動形式，那么什么是機械運動呢？請列舉幾個運動物體的例子。機械運動

14、簡稱運動，指物體與物體間或物體的一部分和另一部分間相對位置隨時間發(fā)生改變的過程。新課教學一、物體和質點問題：選擇以上一個較復雜的運動（例如鳥的飛行），我們如何描述它？引導學生分析：描述起來有什么困難？我們能不能把它當作一個點來處理？在什么條件下可以把物體當作質點來處理？小結只有質量，沒有形狀和大小的點叫做質點。質點是一種科學抽象，一一種理想化的模型，這種忽略次要因素、突出主要因素（質量）的處理方法是一種非常重要的科學研究方法。一個物體能否看成質點，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計，而跟自身體積的大小、質量的多少和運動速度的大小無關。一個物體能否被看成質點，取決于所研究的問題的

15、性質，同一個物體在不同的問題中，有的能被看作質點，有的卻不能被看成質點。學生討論：。是不是只有很小的物體才能看作質點？地球的自轉和轉動的車輪能否被看作質點？物理中的“質點”和幾何中的點有什么相同和不同之處？二、參考系導入坐在教室里的同學看到其他同學都是靜止的，卻不知道他們都在繞著太陽在高速運動著，這里面蘊含了什么問題呢？學生活動讓學生觀察圖1.1-3和1.1-4，閱讀圖右文字，回答以下問題得出什么結論？就圖1.1-4能否提出一些問題？（例如為什么跳傘者總是在飛機的正下方）目的是為了培養(yǎng)學生的觀察能力和提取有用知識的能力。小結參考系是參照物的科學名稱，是假定不動的物體。運動和靜止都是相對的。參考

16、系的選擇是任意的，一般選擇地面或相對地面靜止的物體。學生討論：。小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走月亮在蓮花般的云朵里穿行坐地日行八萬里，巡天遙看一千河在上述三例中，各個物體的運動分別是以什么物體為參考系的。三、坐標系創(chuàng)設實例：從一中到冶浦橋的公交車或劉翔的110m欄。提出問題：怎樣定量（準確）地描述車或劉翔所在的位置。教師提示：你的描述必須能反映物體（或人）的運動特點（直線）、運動方向、各點之間的距離等因素。學生討論教師總結為了定量描述物體的位置隨時間的變化規(guī)律，我們可以在參考系上建立適當的坐標系，這個坐標系應該包含原點、正方向和單位長度。對于質點的直線運動，一般選取質點的運動軌跡為坐標軸，質點

17、運動的方向為坐標軸的正方向，選取計時起點為坐標軸的原點。單位長度的選定要根據具體情況。位置的表示方法，例：x=5m。學生討論：如果物體在平面上運動（例如滑冰運動員），我們應如何建立坐標系？小結可以建立一個直角坐標系，此時可以用（x，y）表示物體的位置。鞏固練習1下列物體能看做質點的是 （ ）A沿著斜面下滑的木塊 B。研究斜面上的木塊是下滑還是翻滾C。電扇的葉片 D。自轉中的地球2下列關于質點的說法中，正確的是（ ）A地球很大，一定不能看做質點 B。原子核很小，一定能看做質點 C。同一物體在不同的情況中，有時可看做質點，有時則不可看做質點 D。質點是一種理想化模型，無實際意義下列說法中正確的是（

18、）。研究物體的運動，首先必須選定參考系。參考系必須選擇地面。研究同一物體的運動時，選取地面或相對地面靜止的物體為參考系，所得出的關于物體運動的結論是相同的。選取不同的參考系，所得出的關于物體運動的結論可能是不同的詩句“滿眼風波多閃灼，看山恰似走來迎，仔細看山山不動，是船行”中，“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別為（）。船和山。山和船。地面和山。河岸和流水布置作業(yè)教材第13頁問題與練習第二節(jié)時間和位移三維目標知識與技能知道時間和時刻的區(qū)別和聯(lián)系理解位移的概念，了解路程與位移的區(qū)別。知道標量和矢量，知道位移是矢量，時間、時刻和路程是標量。能用數軸或一維直線坐標表示時刻和時間、位置和位移

19、。知道時刻與位置、時間與位移的對應關系。初步了解矢量與標量不同的運算法則。過程與方法通過具體問題引出時間、時刻、位移、路程等概念，要使學生學會將抽象問題形象化化的處理方法。會用坐標表示時刻與時間、位置和位移及相關方向。會用矢量表示和計算質點的位移，用標量表示路程。情感態(tài)度與價值觀通過時間位移的學習，要讓學生了解生活與物理的關系，同時學會用科學的思維看待事實。養(yǎng)成良好的思考表述習慣和科學的價值觀。教學重點時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。位移的概念以及它與路程的區(qū)別。教學難點幫助學生正確認識生活中的時間與時刻。理解位移的概念，會用有向線段表示位移。課時安排課時教學過程引入提問一個走讀生，

20、上學的時候是什么時間離開家的？在路上用了多長時間？怎么走的？什么時間到校的？根據學生的回答提出，要想清楚地描述物體運動情況，僅僅用上節(jié)課所學的內容是不夠的，我們需要學習更多的物理量。新課教學一、時間和時間間隔在一開始學生的回答中，學生離家和到校所對應的是時刻概念，在路上所用的時間就是時間間隔，它等于兩個時刻之差。如果建立一個表示時間的一維直線系，則在這個坐標系中，時刻用點表示，時間間隔是兩個時刻之差，用線段表示。學生討論如圖所示，物體沿直線從O點開始運動，如果各點之間的時間間隔都是一秒，則下列各說法中分別表示哪一點或線段。OABCDE前3s內：第2s內：（第）2s末：第3s初：第二個2s內：二

21、、路程和位移重新討論提問學生的問題，問學生為什么不從另外一條路走？學生會很快回答另外一條路遠，那么從不同的路徑走就沒有相同之處嗎？當然有，那就是初始位置和末位置是相同的，所以為了準確描述這兩種運動，就需要引入兩個不同的概念。小結路程是物體運動軌跡的長度位移是描述物體位置變化的物理量，用從初位置到末位置的有向線段表示，即物體位移的大小由初末位置決定，方向由初位置指向末位置。問題：物體的位移大小有沒有等于路程的情況？答：在單向直線運動中位移的大小等于路程。課堂訓練下列關于位移和路程關系的正確說法是（ ）物體沿直線向某一方向運動，通過的路程就是位移物體沿直線運動，通過的路程等于位移的大小物體通過的路

22、程不等，位移可能相同物體通過一段路程，位移不可能為零三、矢量和標量象位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量，象路程這樣只有大小，沒有方向的物理量叫做標量。問題：回憶初中所學過的物理量，說明它們是標量還是矢量。答：溫度、時間、質量、密度等是標量，速度是知量。問題：我們知道，如果一個口袋中原來有20kg大米，再放入10kg大米，口袋里共有30kg大米。那么如果一個物體第一次的位移大小為20m，第二次的位移大小為10m，則物體的總位移是不是30m呢？ 問題：閱讀教材的思考與討論，能否得出分位移和合位移的關系？并由此得出知量運算的一般法則（實驗班）。教師總結當兩個矢量共線時，可以用算術運算，但首先要

23、設定正方向。當兩個矢量不共線時，合矢量和分矢量必將構成一個三角形，它們分別是三角形的三條邊。不共線矢量的運算法則叫做平行四邊形定則，又叫三角形定則。四、直線運動的位置和位移問題：要想準確描述物體的位置變化怎么辦？答：對于做直線運動的物體，可以用直線坐標系來描述。在直線坐標系中，位置用點來描述，記為x=?；位移是位置的變化，記為x，x=x2-x1。分析討論：一個物體從點沿直線運動到點，已知點的坐標為，點的坐標為，求物體的位移？負號的含義？能否在直線坐標系中表示出來？小結：物理中矢量的正負不表示大小，只表示方向，當規(guī)定了正方向后，正值表示與正方向同向，負值表示與正方向反向。反之亦然。鞏固練習1下列

24、關于位移和路程的說法中，正確的是（ ）位移的大小和路程總是相等，但位移是矢量，路程是標量位移描述直線運動，路程描述曲線運動位移取決于始末位置，路程取決于實際運動路線運動物體的路程總大于位移一個質點在x軸上運動，各個時刻的位置如下表（質點在每一秒內都做單向直線運動）時刻01234位置坐標m05-4-1-7（）幾秒內位移最大。1s內。2s內。3s內。4s內（）第幾秒內位移最大（）。第1s內。第2s內。第3s內。第4s內（）幾秒內的路程最大（）。1s內。2s內。3s內。4s內（）第幾秒內的路程最大（）。第1s內。第2s內。第3s內。第4s內某人沿著半徑為R的水平圓形跑道跑了1.75圈時，他的（）R。

25、路程和位移的大小均為RR、位移的大小為R、位移的大小為布置作業(yè)教材第頁問題與練習。第三節(jié) 運動快慢的描述速度三維目標【知識目標】1理解速度的概念，知道速度是表示物體運動快慢的物理量，知道速度的定義2知道速度是矢量，知道速度的單位、符號和讀法了解生活實際中的某些直線運動的速度大小數據3理解平均速度的概念，知道平均速度的定義式，會用平均速度的公式解答有關的問題4知道瞬時速度的概念及意義，知道瞬時速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系5知道速度和速率以及它們的區(qū)別【能力目標】1運用平均速度的定義，把變速直線運動等效成勻速直線運動處理，從而滲透物理學的重要研究方法等效的方法2培養(yǎng)遷移類推能力【情意目標】1通過解決

26、一些問題，而向復雜問題過渡，使學生養(yǎng)成一種良好的學習方法2通過師生平等的情感交流，培養(yǎng)學生的審美情感【教學方法】1通過例題和實例引導學生分析如何辨別快慢2通過討論來加深對概念的理解【教學重點】速度，平均速度，瞬時速度的概念及區(qū)別【教學難點】1.怎樣由速度引出平均速度及怎樣由平均速度引出瞬時速度2.瞬時速度與平均速度之間有什么區(qū)別和聯(lián)系及在運動中瞬時速度是怎樣確定的采用物理學中的重要研究方法 等效方法（即用已知運動來研究未知運動，用簡單運動來研究復雜運動的一種研究方法）來理解平均速度和瞬時速度【師生互動活動設計】1教師通過舉例，讓學生自己歸納比較快慢的兩種形式2通過實例的計算，得出規(guī)律性的結論，

27、即單位時間內的位移大小3教師講解平均速度和瞬時速度的意義【教學過程】初始位置/m經過時間/s末了位置/mA自行車沿平直道路行駛020100B公共汽車沿平直道路行駛010100C火車沿平直軌道行駛500301250D飛機在天空直線飛行500102500問題1：比較A和B誰運動的快，為什么？問題2：比較B和D誰運動的快，為什么？結論：比較物體運動的快慢，可以有兩種方法：1）一種是在位移相同的情況下，比較所用時間的長短，時間短的物體運動快，時間長的物體運動慢；2）另一種是在時間相同的情況下，比較位移的大小，位移大的物體運動得快，位移小的物體運動得慢；問題3：比較B和C誰運動的快，為什么？一速度1定義

28、：位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值，用v表示2物理意義：速度是表示運動快慢的物理量，2定義式：3單位：國際單位：ms（或ms-1）常用單位：kmh（或kmh-1）、cms（或cms-1）4方向：與物體運動方向相同 說明：速度有大小和方向，是矢量二平均速度和瞬時速度如果物體做變速直線運動，在相等的時間里位移是否都相等？那速度還是否是恒定的？那又如何描述物體運動的快慢呢？問題：百米運動員，10s時間里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢？回答：每秒平均跑10m。百米運動員是否是在每秒內都跑10m呢？ 答：否。說明：對于百米運動員，誰也說不來他在哪1秒破了10米，有的1秒鐘跑10米多，有的1秒鐘跑不

29、到10米，但當我們只需要粗略了解運動員在100m內的總體快慢，而不關心其在各時刻運動快慢時，就可以把它等效于運動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時的速度就稱為平均速度。所以在變速運動中就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。1平均速度1）定義：在變速直線運動中，運動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間（或這段位移）的平均速度，用表示 2）說明：a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時間內的平均快慢程度。這實際上是把變速直線運動粗略地看成是勻速運動來處理b這是物理學中的重要研究方法等效方法，即用已知運動研究未知運動，用簡單運動研究復雜運動的一種研究方法問題8：百米賽跑運

30、動員的這個=10m/s代表這100米內（或10秒內）的平均速度，是否是說明他在前50米的平均速度或后50米內或其他某段的平均速度也一定是10m/s？c平均速度只是對運動物體在某一段時間內（或某一段位移內）而言的，對同一運動物體，在不同的過程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必須指明“哪段時間”或“哪段位移”的d.平均速度只能粗略地描述一段時間（或一段位移）內的總體快慢，這就是“平均速度”與勻速直線運動“速度”的根本區(qū)別e.平均速度不是各段運動速度的平均值，必須根據平均速度的定義來求解。2瞬時速度（1）定義：運動物體經過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做此時刻（或此位置）的瞬時速度（2）

31、意義：反映物體在某一時刻（或經某一位置）時運動的快慢，它能精確地描述變速運動的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運動（3）對瞬時速度的理解：瞬時速度是在運動時間時的平均速度，即平均速度在時的極限就是某一時刻（或某一位置）的瞬時速度。（4）瞬時速度的方向：瞬時速度是矢量，在直線運動中，瞬時速度的方向與物體經過某一位置時的運動方向相同，（若是曲線運動，瞬時速度的方向是軌跡上物體所在點的切線方向（與軌跡在該點的延伸方向一致）三速率：瞬時速率1）定義：瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率。2） 瞬時速率的測量：技術上通常用速度計來測量瞬時速率。2平均速率： 瞬時速度的大小是瞬時速率，那平均速度的大小是否也

32、可以叫平均速率呢？（NO）其實我們初中所學的速度也不是沒有意義的，我們給了他一個新的名字平均速率。 1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值。 2）速率是標量。3）注意：平均速率不是平均速度的大小。【例題1】一個做直線運動的物體，某時刻速度是10m/s，那么這個物體 ( )s內位移一定是1m在這一時刻之后1s內位移一定是10m在這一時刻起10s內位移可能是50m如果從這一時刻起開始勻速運動，那么它繼續(xù)通過1000m路程所需時間一定是100s【解析】某時刻速度是10m/s指的是該時刻的瞬時速度，不能說物體從此時起以后運動的快慢情況，以后做直線運動或勻變速直線運動，或非勻變速直線運動均可能。所以

33、選項A、B均錯。如果從某時刻（速度為10m/s）起質點做非勻變速直線運動，從這一時刻起以后的10s內位移可能為50m，所以選項C正確，如果從這一時刻起物體做勻速直線運動，那么經過1000m路程所需時間t=100s。正確選項是C、D?！纠?】一物體沿直線運動，先以3m/s的速度運動60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運動60m，物體在整個運動過程中平均速度是多少？【解析】根據平均速度的定義公式，s為總位移，t為總時間，等于前一段位移與后一段位移所用時間之和。 全過程的位移s=120m 物體在前一段位移用的時間為 后段位移用的時間為整個過程的用的總時間為t=t1+t2=50s整個過程的平均速度m/s

34、m/s*注意：全過程的平均速度只能由全過程的總位移與通過全路程所用的總時間的比值得出。如果用求速度的平均值去做m/s這樣得出的結果是錯誤的。可見，平均速度概念與速度的平均值概念是不完全相同的。【鞏固練習】第四節(jié)實驗:用打點計時器測速度三維目標知識與技能了解打點計時器的計時原理,理解紙帶中包含的物體運動的信息(時間和位移)會安裝并使用打點計時器,理解利用紙帶測量速度的原理并會測量瞬時速度明確速度-時間圖象的物理意義,描點法畫圖象的方法,并畫出該實驗的速度-時間圖象過程與方法通過學生自己看打點計時器的說明書,培養(yǎng)學生獨立學習的能力通過實驗得出物體的運動信息,用數學的方法表述出來.培養(yǎng)學生獲取信息處

35、理信息的能力,體會處理問題的方法,領悟如何間接測量一些不能直接測量的物理量的方法通過畫速度-時間圖象培養(yǎng)學生用圖象法處理數據的能力,體驗數學工具在物理發(fā)展中的作用體驗實驗中理性思維的重要,即要動手,又要動腦經歷科學探究過程認識科學探究的意義,嘗試應用科學探究的方法研究物體的運動情感態(tài)度價值觀感受打點計時器的巧妙設計思路,體會物理原理在解決實際問題中的指導作用,增強將物理知識應用于實際生活的意識經歷實驗過程,體驗科學實驗過程的艱辛與喜悅,并樂于探索自然界的奧秘體驗用圖象方法描述物理現(xiàn)象的樂趣,培養(yǎng)學生用數學方法處理物理問題的意識培養(yǎng)學生的交流與合作精神,有將自己的見解與他人交流的愿望,并養(yǎng)成尊重

36、他人的習慣教學重點學會使用打點計時器能根據紙帶計算物體運動的瞬時速度會用描點法描繪物體的速度-時間圖象,并從中獲取物理信息教學難點處理紙帶的方法,用描點法畫圖象的能力教具準備打點計時器, 學生電源, 導線, 紙帶, 刻度尺, 小車細線及鉤碼, 坐標紙課時安排2課時教學設計新課導入測定物體的運動速度并不是一件容易的事,特別是物體的速度在不斷變化時.為了簡化我們今天只研究物體的直線運動.當物體沿直線運動時,其位移在不斷變化,要研究物體的運動,我們首先要準確記錄物體的運動信息.怎樣記錄呢?課堂活動請同桌的兩位同學合作用彩筆和紙帶模擬打點計時器.思考1. 彩筆打出的點能不能準確記錄紙帶的位置?2. 在

37、打點時間間隔大致相同的情況下,紙帶拉動的快慢對紙帶上點的間隔有無影響?學生討論:師總結:彩筆打出的點可以記錄紙帶的位置.但在打點時間間隔大致相同的情況下,紙帶拉動的快慢對紙帶上點的間隔有影響(拉的越慢紙帶上點越密,反之就會越稀疏)考慮到用手打點的時間間隔不能準確相等,所以無法準確測定物體的運動速度.原因在哪?生:原因出在用手打點時的時間間隔不能嚴格相等,要是有一臺打點時間間隔嚴格相等的儀器問題就可以解決了.新課教學師:我們今天要介紹的打點計時器就是可以精確記錄時間間隔和位移的儀器.一 電磁打點計時器布置學生閱讀打點計時器的說明書:明確打點計時器的結構,個部分的名稱,工作原理及使用方法.6V.當

38、電源頻率為50Hz時, 打點計時器每隔0.02s打一個點.通電前把紙帶穿過限位孔并壓在復寫紙的下面.通電時,線圈產生的交變磁場使振動片磁化,振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中,由于振動片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化,在永久磁鐵的作用下,振動片將上下振動.其振動周期與線圈中交流電的周期一致,即為0.02s.如果紙帶運動振動片一端的振針就會在紙帶上打出一系列的點.思考:電磁打點計時器用低壓交流電源工作,能不能用直流電源呢,為什么?師總結:電磁打點計時器的工作原理是靠交流電的方向改變來改變電磁鐵的磁極方向,從而使振動片上下振動的,且振動片的頻率與交流電的頻率一致.若使用50Hz的交流電打點周期正

39、好是頻率的倒數為0.02s.若使用直流電振動片將無法振動, 打點計時器將打不出點!二 電火花打點計時器布置學生閱讀打點計時器的說明書:明確打點計時器的結構,個部分的名稱,工作原理及使用方法.師總結:電火花打點計時器可以代替電磁打點計時器使用.與電磁打點計時器不同的是:電火花打點計時器的工作電壓是220V的交流電.使用時將電源插頭直接插在交流220V插座內就可以了.點火花打點計時器用墨粉和電火花打點.墨粉盤夾在兩條紙帶之間,當按下脈沖輸出開關時會產生高溫電火花,高溫電火花可以使墨粉汽化在紙帶上.當輸入交流電的頻率是50Hz時,電火花打點計時器也每隔0.02s打一個點.實驗是紙帶的兩面可以重復使用

40、,注意降低實驗成本.思考1:從原理上講兩種打點計時器哪中誤差更小,為什么?學生討論:師總結:電磁打點計時器使用時阻力較大:阻力包括振針和紙帶間的摩擦以及限位孔和紙帶間的摩擦.而電火花打點計時器在使用過程中阻力極小,這極小的阻力來自紙帶運動的本身而不是打點時產生的,因而系統(tǒng)誤差較小.同時電火花打點計時器操作簡易,安全可靠.思考2: 打點計時器能記錄哪些信息?生:時間(時間間隔)和位移三 練習使用打點計時器學生自主閱讀教材中的實驗步驟提示:教師指導學生練習使用打點計時器并引導學生思考下列問題:問題1. 電磁打點計時器中怎樣安放復寫紙和紙帶?師總結:將復寫紙?zhí)自趶蛯懠埗ㄎ讳N上,推動調節(jié)片可以調節(jié)復寫

41、紙位置.將紙帶從復寫紙圓片下穿過即可.問題2. 振針打的點不清晰或打不出點可能有哪些情況?怎樣調節(jié)?2.可能是振動片的振動幅度太小了,可以調節(jié)振動片的位置3.可檢查壓紙框的位置是否升高而阻礙了振動片使振針打不到紙帶上,可將壓紙框向下調節(jié)到原來的位置 4.可能是振針的位置太高,調節(jié)振針直到能打出點為止6V的電壓太低,可適當調高電壓,但不得超過10V2s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開打點計時器的電源?師總結: 打點計時器打開電源后要經過一個短暫的時間才能穩(wěn)定工作,所以應先打開電源讓打點計時器工作1問題4. 打點計時器打完點后要及時關閉電源,這樣做有什么好處?師總結:因為打點計時器是按照間歇性工

42、作設計的,長期工作會導致線圈發(fā)熱而損壞問題5.處理紙帶時從某個能看清楚的點開始,往后數出n個點,這些點之間的時間間隔應該怎樣確定?問題6.怎樣根據紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度?師總結:測出兩個點的距離,數出兩個點之間有n段時間間隔,則.在用公式即可計算出平均速度四 用打點計時器測量瞬時速度思想方法:用某段時間內的平均速度來粗略的代替這段時間內的某點的瞬時速度.所取的時間間隔越接近該點計算出的瞬時速度就越精確.DEFG如圖:要計算E點的瞬時速度可以用D-E的平均速度來替代,也可以用EF的平均速度來替代,還可以用DF包含E點切比較靠近E點,所以用DF的平均速度來替代E點的瞬時速度是最精確的!可以

43、用同樣的方法計算出圖中各點的瞬時速度填入課本24頁的表2中,從表中列出的點我們可以粗略的了解紙帶的運動情況.五 用圖象表示速度在表2中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點的速度.要想知道紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助于圖象怎樣用圖象來表示物體的運動速度呢?學生討論:師總結:在坐標紙上建立直角坐標系,用縱坐標表示物體的運動速度,用橫坐標表示時間,根據表2中各個時刻的速度,將(v,t)作為一組坐標在圖象中描點,將點連線后得出的圖象稱為速度-時間圖象(v-t圖象),簡稱速度圖象.學生實際操作:思考:我們從根據實際測量數據所描出的點的走向可以大致看出紙帶的速度變化規(guī)律.在把點連成線的時候我們是用折線來連

44、還是用光滑的曲線來連呢?學生討論:師總結:速度的變化應該是比較平滑的,所以,如果用一條平滑的曲線來”擬合”這些點應該更符合實際情況.小結t圖象:表示做運動的物體的速度隨時間變化的規(guī)律.板書設計4 用打點計時器測速度電磁打點計時器靠電磁感應帶動振針振動通過復寫紙打點電火花打點計時器靠產生的電火花放電蒸發(fā)墨粉打點打點計時器的使用注意使用方法和領悟注意事項測量瞬時速度用包含某點的一段時間的平均速度來粗略表示該點的瞬時速度速度時間圖象以時間為橫坐標,速度為縱坐標,描點連線作出的平滑圖象布置作業(yè)課本第26-27頁”問題與練習”補充練習1. 運動的物體帶動紙帶被打點計時器打上一系列的點,這些點的距離不一定

45、相等,但這些點能說明 ( )A 運動物體在一段時間內的位移B 運動物體在一段時間內的運動快慢C 運動物體在某時刻的位置D 運動物體的運動性質2. 通過打點計時器得到的一條紙帶上的點子不均勻,下列判斷正確的是 ( )A 點子密集的地方物體的運動速度比較大B 點子密集的地方物體的運動速度比較小C 點子不均勻說明物體在做變速運動D 點子不均勻說明打點計時器有故障3.在你練習使用打點計時器時,小車拖動紙帶并在上面打下一系列的小點,根據你所打出紙帶,在判斷紙帶表示的運動是勻速直線運動還是變速直線運動時 ( )A 應通過測量紙帶表示的運動的全程來判斷B 必須通過計算任意兩點間的平均速度來判斷C 必須通過計

46、算全程的平均速度來計算D可以通過測量每相鄰兩點間的距離,看其是否相同來判斷參考答案單 元 檢 測一、選擇題下列下列質點的說法中正確的是（）。質點是一個理想化模型，實際并不存在。因為質點沒有大小，所以與幾何中的點沒有區(qū)別。凡輕小的物體都可以看作質點。如果物體的大小和形狀對所研究的問題屬于無關或次要因素，就可以把物體看做質點關于質點的位移和路程，下列說法中正確的是（）。位移是矢量，位移的方向即質點運動的方向。位移的大小不會比路程大。路程是標量，即位移的大小。當質點做直線運動時，路程等于位移的大小。關于時刻和時間，下列說法正確的是（）。時刻表示時間極短，時間表示時間較長。時刻對應物體的位置，時間對應

47、物體的位移。作息時間表上的數字均表示時刻。1min只能分成60個時刻地面看雨滴豎直下落時，坐在勻速前進的車廂中的乘客看雨滴是（）。向前運動。向后運動。傾斜落向前下方。傾斜落向后下方如圖所示的是沿同一直線運動的甲、乙物體的x-t圖像，由圖像可知（）t1t2t3t/sx/mxoO甲乙。甲物體開始運動的時間比乙早t1。當t=t2時甲、乙兩物體相遇。當t=t2時甲、乙兩物體相距最遠。當時甲、乙兩物體相距xo當紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點痕，下列說法正確的是（）。點痕記錄了物體運動的時間。點痕記錄了物體在不同時刻的位置或某段時間內的位移。點在紙帶上的分布情況反映了物體的形狀。點在紙帶上

48、的分布情況反映了物體的運動情況下列描述的各種情況可能存在的是（）。加速度方向不變，而速度方向改變。物體的加速度很大，速度變化卻很小。物體的速度在增加，加速度卻在減小。物體的加速度為負值，速度卻為正值一物體做勻變速直線運動，某時刻速度的大小為4m/s，1s后速度的大小變?yōu)?0m/s，在這1s內該物體的（）。速度變化的大小可能小于4m/s。速度變化的大小可能大于10m/s。加速度的大小可能小于4m/s2。加速度的大小可能大于10m/s2物體做勻加速直線運動的加速度為2m/s2，其意義是（ ）。物體在任意1s末的速度是該秒初的速度的2倍。物體在任意1s末的速度比該秒初的速度大2m/s。物體在第1s末

49、的速度是2m/s。物體在任意1s初的速度比前1s末的速度大2m/s。下列關于瞬時速度和平均速度的說法中正確的是（）。若物體在某段時間內任一時刻的瞬時速度都等于零，則它在這段時間內的平均速度一定等于零。若物體在某段時間內的平均速度等于零，則它在這段時間內任一時刻的瞬時速度一定等于零。勻速直線運動中物體任意一段時間內的平均速度都等于它任一時刻的瞬時速度。變速直線運動中一段時間內的平均速度一定不等于它某一時刻的瞬時速度二、填空題。在鉛球運動中，運動員的成績（是或不是）位移，（是或不是）路程。質點做直線運動，若通過前1/3位移的速度為1m/s，通過后2/3位移的速度為2m/s則通過全程的平均速度為_m

50、/s；若前1/3時間內速度為1m/s，后2/3時間內速度為2m/s，則通過全程的平均速度為_m/s。足球以10m/s的速率飛來，被運動員以16m/s的速率反向踢回，若以足球飛來的方向為參考正方向，則足球速度變化量為 m/s；若運動員與足球的接觸時間為0.5s，則足球的平均加速度大小為 m/s2。三、分析計算題。用文字說明等式S1=-S2的含義，S表示物體的位移。物體做直線運動，其位移圖象如圖（2-2）所示，試求；10S/mO302020t/s3010（2-2）（1）5s末的瞬時速度（2）20s內的平均速度（3）30s內的平均速度（4）30s內的位移。甲、兩地相距，兩輛車分別以速率和同時從甲、乙

51、兩地相向行駛，一只小鳥以恒定速率在兩輛車間來回飛行，直至兩輛車相遇，則小鳥飛行的總路為多大？ADHGFBCE。一位電腦動畫愛好者設計了一個“貓捉老鼠”的動畫游戲，如圖所示，在一個邊長為a的大立方體木箱的一個頂角G上，老鼠從貓的爪間逃出，選擇了一條最短的路線沿著木箱的棱邊奔向洞口，洞口處在方木箱的另一個頂角A處，若老鼠在奔跑中保持速度大小v不變，并不重復跑過任一條棱邊，及不再回到G點。聰明的貓也選了一條最短路線奔向洞口（設貓和老鼠同時從G點出發(fā)），則貓的奔跑速度多大時，貓恰好在洞口再次抓住老鼠？某高樓電梯上升的速度圖像如圖所示，試求：（）在t1=1s、t2=5s、t3=8s時刻的速度和加速度；（

52、）畫出電梯上升的加速度圖像。12345678O105t/sv/ms-11.1 質點 參照系和坐標系一、教學目標知識與技能認識建立質點模型的意義和方法能根據具體情況將物體簡化為質點，知道它是一種科學的抽象，知道科學抽象是一種普遍的研究方法。理解參考系的選取在物理中的作用，會根據實際情況選定參考系。通過實例理解參考系，知道參考系的概念及運動的關系，會用坐標系描述物體的位置。過程與方法體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用，初步掌握科學抽象理想化模型的方法。通過參考系的學習，知道從不同角度研究問題的方法。體會用坐標方法描述物體位置的優(yōu)越性。情感態(tài)度與價值觀認識運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運動和靜止的相對性，

53、培養(yǎng)學生熱愛自然、勇于探索的精神。滲透抓住主要因素，忽略次要因素的哲學思想。滲透具體問題具體分析的辯證唯物主義思想。二、教學重點與難點2.從參考系中明確地抽象出了坐標系的概念難點：理解質點的概念三、教學方法聯(lián)系日常生活中的實例,老師引導學生得出有關物理概念四、教學設計（一）新課導入從生活實例引入: 如: 汽車在馬路上飛馳 汽車對馬路位置改變 江水咆哮地奔向遠方江水對河岸位置改變總結:一個物體對另一個物體相對位置變化運動稱之為機械運動怎樣描述機械運動，即怎樣地描述物體上各點的位置及其隨時間的變化呢？（二）新授內容研究物體的運動，第一步是要確定物體的位置。物體都具有大小和形狀，在運動中物體的各點的

54、位置變化一般說來是不同的，所以要詳細描述物體的位置及其變化，并不是一件簡單的事情。例如：()投擲手榴彈時怎么樣測量投擲距離？()把教室的課桌向后推出怎么樣測量距離？(3)你從校門口向校園內走100m，你現(xiàn)在在哪兒？在學生議論過程中，引導學生想到我們在處理這些問題時，常常不考慮物體各部分的差異，把物體簡化成為沒有大小、形狀的點，或者說用一個有質量的點來代替物體。引入質點是為了使物體的位置有一個確切的概念，使物體的復雜運動轉化成點的運動。()質點的定義：用來代替物體的有質量的點叫做質點。即沒有形狀、大小、體積而具有質量的一個點，質點具有物體的全部質量。()質點是人們?yōu)榱耸箤嶋H問題簡化而引入的理想化

55、模型。引入理想化模型，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，盡可能把復雜問題簡單化，是物理學上經常用到的一種研究問題的方法科學抽象。物理學對實際問題的簡化，必須從實際出發(fā)，撇開不考慮的只能是與當前考察無關的因素，和對當前考察影響很小的次要因素。（3）關于質點簡化的條件性一個物體能否抽象成質點，并不是取決于物體的形狀和體積大小，這要看具體情況而定。平動的物體一般可以看作質點做平動的物體，由于物體上各點的運動情況相同，可以用一個點代表整個物體的運動，在這種情況下，物體的大小、形狀就無關緊要了，可以把整個物體當質點。例如：平直公路上行駛的汽車，車身上各部分的運動情況相同，當我們把汽車作為一個整體來研究它的運動

56、的時候，就可以把汽車當作質點。當然，假如我們需要研究汽車輪胎的運動，由于輪胎上各部分運動情況不相同，那就不能把它看作質點了。要注意的是：同一物體在不同情況下有時可看質點，有時不可以看作質點，一列火車從北京開到上海，研究火車的運行的時間，可將火車看成質點，而火車過橋時，計算火車過橋的時間，不可以將火車看成質點。有轉動但轉動為次要因素例如：研究地球公轉時，可把地球看作質點；研究地球自轉時，不能把地球看質點。物體的形狀、大小可忽略再如：乒乓球旋轉對球的運動的較大的影響，運動員在發(fā)球、擊球時都要考慮，就不能把乒乓球簡單看作質點。參考系是研究機械運動的標準，要研究一個物體的運動，首先必須選取參考系。（1

57、）要描述一個物體的運動，就必須選擇另外一個物體作為標準，這個被選來作為標準的另外的物體就叫做參考系。一個物體一旦被選為參考系，就認為它是靜止的。在選定參考系后要假定自己站在參照物中去觀察物體的運動。（請同學們思考課本P12圖1.1-4。并思考觀察結果為什么不同。）(2)選擇不同的參考系來觀察同一個物體的運動，觀察的結果可能會有所不同。 (3) 比較兩個物體的運動時必須選擇同一參照系，比較才有意義。(4)在運動學中，參考系的選取是任意的，但在實際選擇參考系時應以運動的描述盡可能簡單為原則。在沒有特別說明時，通常以地面為參考系。例如，描述地面上物體的運動時，通常選地面或相對于地面而靜止不動的其他物

58、體作為參考系。練習：課本P13 練習2位置就是質點在某時刻所在的空間的一點。物體做機械運動時，其位置發(fā)生變化，為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當的坐標系。坐標系是在參考系的基礎上抽象出來的概念，是抽象化的參考系。（1）坐標系即參考系的具體化，是在參考系上建立的，坐標系相對參考系是靜止的。具體有： 一維坐標：描述物體在一條直線上運動，即物體做一維運動時，可以以這條直線為x軸，在直線上規(guī)定原點、正方向和單位長度，建立直線坐標系。如圖111所示，若某一物體運動到A點，此時它的位置坐標XA3m，若它運動到B點，則此時它的坐標XB-2m（“-”表示沿X軸負方向）。XmABO03

59、-2圖111 二維坐標：平面直角坐標，描述物體在一平面內運動，即二維運動時，需采用兩個坐標確定它的位置，如圖112。 三維坐標：立體坐標系，描述物體在空間的運動。(2) GPS定位儀確定地球物體的具體方位，提供準確時間。要注意以下幾點：（a）坐標系相對參考系是靜止的。（b）坐標的三要素：原點、正方向、標度單位。（c）用坐標表示質點的位置。 （d）用坐標的變化描述質點的位置改變。 【課堂練習】課本P13 第3題（三）小結： 見上藍字（四）課后作業(yè)： 課本P13 第2題高中物理課堂教學教案 年 月 日課 題課 型新授課（2課時）教 學 目 標知識與技能1知道時間和時刻的區(qū)別和聯(lián)系2理解位移的概念，

60、了解路程與位移的區(qū)別3知道標量和矢量，知道位移是矢量，時間、時刻和路程是標量4能用數軸或一維直線坐標表示時刻和時間、位置和位移5知道時刻與位置、時間與位移的對應關系過程與方法1圍繞問題進行充分的討論與交流，聯(lián)系實際引出時間、時刻、位移、路程等，要使學生學會將抽象問題形象化的處理方法2會用坐標表示時刻與時間、位置和位移及相關方向3會用矢量表示和計算質點位移，用標量表示路程情感態(tài)度與價值觀1通過時間位移的學習，要讓學生了解生活與物理的關系，同時學會用科學的思維看待事實2通過用物理量表示質點不同時刻的不同位置，不同時間內的不同位移(或路程)的體驗，領略物理方法的奧妙，體會科學的力量3養(yǎng)成良好的思考表