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文档简介
1、第一章 运动的描述教材分析包伟清一课程标准:1通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。2通过对质点的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。3经历匀变速直线运动的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。4能用公式和图像描述匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。二解读课程标准:1强调力学是物理学的基础,也是物理学及其他科学研究的典范对物体运动的研究是物理学产生和发展的源头之一。在物理学中,研究物体做机械运动规律的分支就是力学。人们在力学的研究中,不仅了解了物体作
2、机械运动的规律,而且还创造了科学研究的基本方法。力学是物理学及其他科学研究的典范,其表现是多方面的。在本章中最为突出的是理想化模型的建立质点模型的建立。理想化模型源于具体事物又高于具体事物,是感知、思维的产物。它的建立既是一种典范,又具有普遍意义。2明确区分位置和位移质点位置随时间的变化规律是运动学的核心问题。教科书明确提出位置坐标以区分位置和位移,研究质点的位置坐标随时间变化的关系。3突出了变化率的概念任何事物的变化总是伴随着一个过程。在这一过程中,我们关心两件事,一是变化的多少,一是变化的快慢即变化率。在本章研究的直线运动中,速度是位移的变化率,加速度是速度的变化率。变化率在描述各种变化过
3、程中起着非常重要的作用。4注重对科学思维方法的感悟通过认识描述运动的物理量:位移、路程、速度、瞬时速度、平均速度、时间、时刻、加速度等,学会用比值定义物理量。在对瞬时速度、瞬时加速度的理解和学习的过程中,体会极限思想,并学会用图象法研究和反映物理规律、辩析物理慨念、解决实际问题,从而提高应用数学工具解决物理问题的能力。5教学中加强与生活、技术、社会的联系,渗透STS的思想STS强调的是科学、技术与社会的互动关系,而不仅仅是科学在技术中的应用。本教材无论是概念的引入、阐述、应用、练习中都注意理论联系实际。如在质点、参考系和坐标系的教学中联系全球卫星定位系统;在速度一节教学中,在“STS”栏目中设
4、置了“速度与现代社会”的文章。介绍了车辆速度的提高与城市发展等方面的关系,并讨论了环境、资源等问题。在测定物体运动的速度的实验中,还特别介绍借助传感器用计算机测定速度的新方法。在涉及科学技术与社会的问题时,重要的是启发学生进行这方面的思考,鼓励他们发表自己的见解。6注意为学生自主学习、教师教学方式的多样化创造条件教科书编写注意激发学生学习的兴趣和积极性,让学生积极参与、乐于探究。如教科书增加了许多旁批,设置了“说一说”,“做一做”,“思考与讨论”等栏目,充分调动了学生参与的积极性和自主学习的主动性。又如在测速度的实验中介绍了多种测速度的的方法,供教师选用。三课时分配建议:第1单元:1、质点参考
5、系和坐标系(1学时)2、时间和位移(2学时)第2单元:3、运动快慢的描述速度(2学时)习题课(1课时)4、实验:练习使用打点计时器(2学时)5、速度改变快慢的描述加速度(2学时)习题课(1课时)四教学要求和建议:本章重点讲述的是描述机械运动的物理量:质点、参考系和坐标系、位置、位移、路程、时间、时刻、速度、瞬时速度、平均速度、加速度等,不仅是下一章学习的基础,也是以后力学各章学习的基础知识。作为高中物理的第一章对学生的要求虽然不高,但在教学中更应注重教会学生探究物理问题的方法和研究物理问题的科学思维方法,为后面的学习打好基础。第一节 质点参考系和坐标系【三维目标】知识与技能:1、知道质点的概念
6、及条件。2、理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。3、会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。过程与方法:1、体验质点的条件及意义,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。2、体验不同参考系中运动的相对性,知道从不同角度研究问题的方法,促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获取知识的能力。3、体会用坐标方法,描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较。增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力。情感、态度与价值观:1、认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止的相对性。培养学生热爱自然、关心科技发展、勇于探索的精神.2、通过质点概念和参考系的学习,体会物理规律与
7、生活的联系.3、渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想.4、渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观.5、通过本节学习,激发学生学习高中物理课程的兴趣。【重点难点】重点:1、理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法;2、参考系的选择。难点:将一个实际的物体抽象为质点的条件。【教学过程和方法】(一)质点模型是高中物理提出的第一个理想模型我们对质点概念的形成,以及质点模型的建立过程,其教学要求是初步的。学生对科学思维方法也只能是有所认识,要求不能太高。教科书对质点模型建立的思维过程有以下考虑:1物理概念、规律是对一定的物理模型来说的,物理模型的建立过程
8、体现了科学思维方法。2更重要的是引导学生领悟质点概念的提出和分析、建立质点模型的过程;为此,教材通过实例说明要准确描述物体的运动是十分困难的,分析困难的原因,并逐步指出建立质点概念的必要性,充分展示了物理学研究的科学思维过程,让学生体验什么是科学思维的方法。如在教学中可以创设这样的问题情景:2003年10月15日,我国自行研制的第一艘载人宇宙飞船成功升空。据报道,“神舟五号”载人宇宙飞船的载人舱长7.4m、直径2.8m。升空后,显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点。科学家们研究它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时,是否还需要考虑载人舱自身的大小和形状呢?当我们忽略飞
9、船的大小和形状把它看作一个点时,能够飞船的质量吗?(质量是物体的固有属性)教师引导学生讨论并总结质点概念。此处教会学生研究问题的方法理想模型法。在研究某一问题时,对结果影响非常小的因素把它忽略掉,突出研究对象的主要方面,这是一种科学抽象,物理学中称之为理想模型。渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想。又如:可通过“做一做”:书本在桌面上各种运动情景中能否被看成质点?由学生结合实例总结将一个实际的物体抽象为质点的条件:(1)一个物体能否被看作质点,取决于它的大小和形状在所研究问题中是否可以忽略不计,而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。(2)一个物体能否被看作质点,取决于所研究问
10、题的性质,即使是同一个物体,在研究的问题不同时,有的情况下可以看作质点,而有的情况可能不可以看作质点。此处可适当的加入对平动和转动的理解,提出是不是平动的物体一定能使作质点,转动的物体一定不能视作质点。(二)参考系的教学学生在初中已学过参照物,教师可让学生举例说明同一物体对不同的参照物运动情况不同,教师说明“参照物”的科学名称是“参考系”即可。(三)坐标系的建立:坐标系的建立是教学重点。可创设一个情景让学生思考,如:假设你在教室前沿南北方向笔直地走了几步,如果要你精确地描述出你前后的位置,你会怎么表示呢?由此可总结出选择某个标志作为参考,借助数学方法来说明位置,即建立坐标系来描述物体的位置。为
11、后面位移的导入作铺垫。由学生自主探究如何选择坐标轴和正方向、如何选坐标原点、如何确定坐标轴上的刻度值。通过对不同的运动,如直线运动、平面运动、空间运动如何选择坐标系来准确描述运动物体的位置,提前滲透高中研究的运动不再局限在一维空间,为将来帮助学生建立空间运动情景作铺垫。教材在“科学漫步”栏中介绍了全球卫星定位系统(GPS),教材没有介绍定位原理,而是通过让学生了解图中显示屏上提供的信息来说明它的许多用途。此处不仅加深了学生对坐标系的理解,更强调的是科学、技术与社会的互动关系,可让学生利用课余时间收集一些有关全球卫星定位系统(GPS)的资料,提高学习物理的兴趣。【教学目标细化】目标等级目标细化典
12、型例题级1理解质点的定义,知道质点是一个理想化的物理模型,掌握把物体视为质点的条件。例:下列关于质点的说法中,正确的是( )A体积很小的物体都可看成质点B质量很小的物体都可看成质点C不论物体的质量多大,只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计,就可以看成质点D只有低速运动的物体才可看成质点,高速运动的物体不可看作质点2理解参考系的概念,知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的;例:对于参考系,下列说法正确的是( )A参考系必须选择地面B研究物体的运动,参考系选择任意物体其运动情况是一样的C选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同D研究物体的运动,必须选定参考系3理解坐标
13、系概念,会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化。例:质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点静止。若AC=100m,BC=30m,以B点为原点,向东为正方向建立直线坐标,则:出发点的位置为 m,B点位置是 m,C点位置为 m,A到B位置变化是 m,方向 。C到B位置变化为 m,方向 。例:如图所示,桌面离地面的高度是0.8m,坐标系原点定在桌面上,设竖直向下为坐标轴的正方向,A、B离地面的高度分别是1.3m、0.4m,问A、B的坐标应该是多少?级1 掌握把物体视为质点的条件并分析实际问题。例:下列情形中的物体可以看作质点的是(C ) A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中 B.一枚硬币用
14、力上抛,猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上 C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中D花样滑冰运动员在比赛中2参考系的实际应用:会根据实际情况选定参考系。参考系转化时物体运动转化的实际应用(运动的相对性)例:敦煌曲子词中有这样的诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是( )A船和山 B山和船 C地面和山 D河岸和流水例:甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系,又是运动的,那么,以乙物体为参考系,丙物体的运动情况是 ( )A一定是静止的 B一定是运动的C运动或静止都有可能 D条件不足,无法判断级【反馈练习】级1
15、、下列物体能看做质点的是( )A沿着斜面下滑的木块 B研究斜面上的木块是下滑还是翻滚C电扇的叶片 D自转中的地球2、公路上向左匀速行驶的汽车如图甲,经过一棵果树附近时,恰有一颗果子从上面自由落下,图乙是其运动的轨迹.地面上的观察者看到的运动轨迹是( )车中人以车为参考系看到的果子的运动轨迹却是( )(不计阻力)3、关于人造地球通讯卫星的运动,下列说法正确的是( )A以地面卫星接收站为参照物,卫星是静止的。B以太阳为参照物,卫星是运动的。C以地面卫星接收站为参照物,卫星的轨迹是圆周。D 以太阳为参照物,卫星的轨迹是圆周。4、关于坐标系,下列说法正确的是( )A建立坐标系是为了定量描写物体的位置和
16、位置变化 B坐标系都是建立在参考系上的C坐标系的建立与参考系无关D物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置5、指出以下所描述的各运动的参考系是什么?(1) 太阳从东方升起,西方落下; (2) 月亮在云中穿行;(3) 汽车外的树木向后倒退。6、一物体从O点出发,沿东偏北30°的方向运动10 m至A点,然后又向正南方向运动5 m至B点。(sin30°=0.5)(1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹;(2)依据建立的坐标系,分别求出A、B两点的坐标。级7甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,丙看到乙匀速下降,那么,从地面上看,
17、甲、乙、丙的运动情况是 (AB)A、甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙停在空中B、甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙匀速上升C、甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙匀速下降,且v丙v乙D、以上说法均不对解析:甲、乙、丙三人在观察其他物体的运动时,是以自已所乘的热气球为参孝系的楼房和地面连为一体,是同一个参考系,甲看到楼房匀速上升,说明甲相对于地面匀速下降;乙看到甲匀速上升,说明乙相对于地面也在匀速下降,且乙下降的速度大于甲下降的速度;甲看到丙匀速上升,则丙的运动有三种可能:1.丙静止;2.丙匀速上升;3.丙匀速下降,但。在这三种可能的情况下,丙看到乙一定是匀速下降,符合题意。故选择AB正确。第二节 时
18、间和位移【三维目标】知识与技能:1、知道时间和时刻的区别和联系。2、理解位移的概念,了解路程与位移的区别。3、知道标量和矢量,知道位移是矢量,时间、时刻和路程是标量。4、能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移。5、知道时刻与位置、时间与位移的对应关系过程与方法:1、联系实际引出时间、时刻、位移、路程等,使学生学会将抽象问题形象化的处理方法。2、会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向,体会用坐标方法,描述物体运动的优越性。3、会用矢量表示和计算质点位移,用标量表示路程,体会矢量在物理中的意义。情感、态度与价值观:1、通过时间位移的学习,要让学生了解生活与物理的关系,同时学会用科学
19、的思维看待事实。2、通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置,不同时间内的不同位移(或路程)的体验,领略物理方法的奥妙,体会科学的力量。3、养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。4、从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点。5、通过本节学习,激发学生学习高中物理课程的兴趣。【重点难点】1、时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。2、位移的概念以及它与路程的区别。【教学过程和方法】本节介绍描述质点运动的时刻、时间间隔、路程、位移、矢量等概念的含义和区别。本节和上节的内容都是为下面的速度和加速度的学习奠定基础。时刻和时间间隔、位置、路程、距离和位移的含义学生容
20、易混淆,要注意让学生弄清楚它们的区别。(一)时刻和时间间隔可通过实例让学生体会为什么要研究时刻和时间间隔以及它们的区别。如:通过火车运行的时刻表,你都能读出哪些信息?锻炼学生从生活中发现物理问题的能力。学生容易出错的是在时间轴上标出第3秒,前3秒,第3秒初第3秒末。(二)路程、距离和位移1利用教科书中图分析北京到重庆你有哪些不同的选择?这些选择有何相同或不同之处?通过实例分析路程、距离、位移等概念的含义,以及它们之间的关系和区别。2位移是有大小和方向的物理量,是矢量。学生第一次接触矢量感到不习惯是自然的,我们可考虑充分利用有向线段表示矢量的直观、形象的特点,用初位置指向末位置的有向线段来表示位
21、移。让学生进一步领悟描述质点位置的变化量是位移,根据位移就能确定质点的新位置。3联系实际例子,让学生初步了解矢量相加的法则。如本节的“思考与讨论”的内容同样是教学的重要环节,但不是要求矢量的教学一步到位。不要将结论告诉学生,让学生从一个实例出发思考矢量相加的法则。让学生初步领悟矢量加法不同于标量加法,这只是矢量加法教学的一个铺垫。关于矢量的加法问题要在第三章相互作用中完成。(三)直线运动的位置和位移、坐标和坐标的变化量此处可把第三节速度一节中的坐标和坐标的变化量提前到这节与物体直线运动的位置和位移对应。教材以一辆汽车沿平直公路行驶为例,让学生通过思考与讨论理解用坐标轴上的点x表示物理的位置,用
22、坐标轴上的有向线段x表示位移大小和方向的方法。由于学生第一次涉及矢量的正负的含义,可先用坐标轴上画出的位移的方向来理解矢量正负的含义,再结合x=x2x1理解矢量正负的含义。学生学会直线运动中质点的位移用坐标的变化量x来表示的方法是重要的。为今后学习匀变速直线运动、牛顿运动定律、做功等中位移方向与其它量之间的关系打好基础。【教学目标细化】目标等级目标细化典型例题级1. 能够区分时刻和时间间隔例:关于时刻和时间间隔的下列理解,哪些是正确的?(BC ) A.时刻就是一瞬间,即一段很短的时间间隔 B.不同时刻反映的是不同事件发生的顺序先后 C.时间间隔确切地说就是两个时刻之间的间隔,反映的是某一事件发
23、生的持续程度 D.一段时间间隔包含无数个时刻,所以把多个时刻加到一起就是时间间隔2掌握位移的概念,知道位移和路程的不同3知道矢量和标量的定义例:关于质点的位移和路程的下列说法中正确的是(CD)A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向B.路程是标量,即位移的大小C.质点沿直线向某一方向运动,通过的路程等于位移的大小D.物体通过的路程不等,位移可能相同级1知道矢量与标量运算的差异,会进行一维情况下的矢量运算2会用时间、时刻、位移、路程等概念分析实际问题例:关于时间和时刻,下列说法正确的是()ADA物体在5s时就是指物体在5s末时,指的是时刻B物体在5s时就是指物体在5s初时,指的是时刻C物体在5
24、s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间D物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间3能用平面坐标系正确描述直线运动的位置和位移例:一位健身爱好者在广场上散步,从广场上的A点出发,向东走了30m到达B点,然后又向南走了40m到达C点,最后又向西走了60m到达D点做深呼吸运动。取在出发点A正东10m处的一点为坐标原点,在平面直角坐标系中表示出该人的运动过程。例:一质点绕半径为R的圆周运动了一周,则其位移大小为 ,路程是 若质点运动了周,其位移大小是 ,路程是 ,运动过程中最大位移是 ,最大路程是 解析:质点绕半径为R的圆周运动一周,位置没有变化,位移是零,走过的路程是2R,质点运动
25、周,始末位置如图所示,位移是R,路程是个周长,即7R/2;运动过程位移最大是2R,最大路程即为全程是7R/2例:气球升到离地面80 m高空时,从气球上掉下一物体,物体又上升了10 m高后才开始下落,规定向上方向为正方向.讨论并回答下列问题:(1)物体从离开气球开始到落到地面时的位移大小是多少米?方向如何?(2)表示物体的位移有几种方式?其他矢量是否都能这样表示?(注意体会“”“”号在表示方向上的作用)解析:(1)80 m,方向竖直向下;(2)语言表述法:如“位移的大小为80 m,方向竖直向下”;矢量图法:“”“”号法,如“规定竖直向上为正方向,则物体的位移为80 m”。级【学习反馈】级:1我国
26、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?答案:这里的“10月15日09时0分”、“15日18时40分50秒”和“16日06时23分”,分别是指这次航天飞行点火、展示国旗和着陆的时刻;而“9小时40分50秒”和“11小时42分10秒”分别指的是从点火到展示国旗和从展示国旗到着陆所用的时间.2关于质点运动的位移和路程
27、,下列说法正确的是()ABA质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段,是矢量B路程就是质点运动时实际轨迹的长度,是标量C任何质点只要做直线运动,其位移的大小就和路程相等D位移是矢量,而路程是标量,因而位移不可能和路程相等级3质点向东运动了30 m,然后又向北运动了40 m,质点发生的位移是(C)A.70米,方向是向东偏北53° B.70米,方向是向北偏东53°C.50米,方向是向北偏东37° D.50米,方向是向东偏北37°4一人沿着半径是40 m的圆形喷水池边散步,当他走了3圈半时,他的位移大小和经过的路程是(B)A.879 m、879 m B.80
28、m、879 m C.80 m、80 m D.879 m、80 m5小球从3米高处落下,被地板弹回,在1 m高处被接住.那么,小球通过的路程和位移的大小分别是(D)A.4 m,3 m B.3 m,1 m C.3 m,2 m D.4 m,2 m6一辆小汽车从某路标出发向南行驶1000m时,司机忽然想起有一件工具丢在那个路标的北侧3m处,于是沿原路返回,找回工具后继续向南600m停在那里休息。试在坐标轴上表示出几个特殊的位置,并求出位移与路程。597m,2603m7紫珠拿出了一枚一元硬币,绿妹找来了一把刻度尺,她们想办法测出了硬币的直径,然后令它在水平课桌上沿直线滚动了10圈,她们合作探究,提出了下
29、面的问题.请你帮她们来解决,你可以亲身体验一下哟!问题:(1)硬币圆心的位移和路程相同吗?如果不同,各是多少?(2)硬币圆周上的每一点的位移和路程的大小是否相同?解析:测得1元硬币的直径为2.5 cm,则:(1)硬币圆心的位移大小和路程相等,均为×2.5×10 cm=78.5 cm.(2)硬币圆周上每一点的位移大小为78.5 cm,其运动轨迹为一摆线,如图所示.硬币沿直线运动滚动10圈时,圆周上每一点的路程为图中摆线长的10倍,两者大小不同.第三节 运动快慢的描述速度【三维目标】知识与技能:1.理解坐标变化量的物理意义,能用坐标变化量表示直线运动的位移和时间。2理解速度的概
30、念和定义,知道速度是矢量,知道速度的物理意义式。3理解平均速度的概念和定义,知道平均速度是粗略描述变速运动快慢的物理量,会用平均速度解决实际问题。4理解瞬时速度和瞬时速率的的概念,知道二者的区别。过程与方法:1通过对日常生活中有关速度的实例的分析,体会变化率的概念及表达方式。2借助匀速直线运动的速度定义平均速度,初步了解等效的思想。3比值定义法定义速度,复习用比值定义法定义物理量。4通过极短时间内的平均速度认识瞬时速度。通过瞬时速度,初步了解极限的思想。情感态度与价值观:1能领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛和喜悦。2有将物理知识
31、应用于生活和生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题。3了解并体会物理学对社会发展的贡献,关注并思考与物理学相关的热点问题,有可持续发展的意识,能在力所能及的范围内为社会的可持续发展作出贡献。【重点难点】重点:速度、平均速度和瞬时速度概念的理解。 难点:对用极限思想测量瞬时速度方法的理解。【教学过程和方法】教材进一步说明如何用坐标和坐标的变化量来表示质点的位置和位移,为速度概念的叙述作好准备。教材的重点是速度,从平均速度引入,通过极限的思维方法过渡到瞬时速度,说明瞬时速度表示物体在时刻t的速度。教材最后说明速度的应用,特别以“STS”栏目形式从一个侧面说明速度与社会发展的关系。(一)
32、速度的教学强调初高中知识的对比和衔接在本章研究的直线运动中,速度是位移的变化率,通过实例的讨论,使学会学生用比值定义速度的概念。通过对初、高中速度定义的对比,使学生认识到初、高中对速度定义的不同,认识到高中对速度的定义更严谨,并认识到速度是矢量,具有方向性。(二)平均速度和瞬时速度的教学教材在定义了平均速度后进一步指出“为了使运动的描述精确些,可以把t取得小一些,运动快慢的差异也就小一些;t越小,描述越精确;想像t非常小,可以认为表示物体的瞬时速度。”这样处理较清晰地体现了极限思想,目的是让学生进一步加深对科学思维方法的感悟,但又回避了严格的极限概念和计算,也没有引入“极限”这个术语。为后面用
33、极限思想定义物理量以及处理问题打下基础。在教学中可利用设支实例探究来帮助学生理解极限思想。如:刘翔在瑞士洛桑世界超级田径大奖赛以12.88 s夺得110 m栏冠军、并打破世界纪录。刘翔的教练员反映刘翔起跑技术不好,栏间技术比较好,还有的评价刘翔冲刺技术不如欧美运动员等等,这些评价的依据是什么?你怎么用数据分析刘翔的情况帮助他提高成绩?如果刘翔想知道在跨越第七栏瞬间的速度你能帮助他吗?(三)速度教学中渗透STS的思想“STS”强调的是科学、技术与社会的互动关系,而不仅仅是科学在技术中的应用。本节教材在“STS”栏目中设置了“速度与现代社会”的文章。介绍了车辆速度的提高与城市发展等方面的关系,并讨
34、论了环境、资源等问题。在涉及科学技术与社会的问题时,重要的是启发学生进行这方面的思考,鼓励他们发表自己的见解。如文章的最后提出这样的问题:“交通工具的速度是不是越快越好?”另外,可设置一些研究性课题供学生在课余时间完成,培养学生有将物理知识应用于生活和生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题。让学生了解并体会物理学对社会发展的贡献,关注并思考与物理学相关的热点问题,有可持续发展的意识,能在力所能及的范围内为社会的可持续发展作出贡献。教材列出了常见的速度表,也可让学生补充一些感兴趣的、重要的速率,如:空气中0时的声速为3.3×102 m/s,大陆板块移动速度约109 m/s
35、等。最后,教材在“说一说”栏目中列举了费恩曼所举的有趣的例子,可通过组织同学阅读、议论,鼓励学生提出自己的想法。教师引导学生认识到警察所说的超速指的是瞬时速度,女士说的是一段时间走的路程和将要走过的路程,这位女士不懂瞬时速度。(四)位移时间图像:教材中没有讲授位移时间图像,但在下一节中介绍了速度时间图像,为了给学生学习速度时间图像作铺垫,可在此节补充位移时间图像的教学,可利用描述运动快慢的多样性来启发学生认识到位移时间图像不仅可反映做直线运动的物体位置、位移的变化,还可反映物体运动的快慢即速度,让学生充分理解位移时间图像中点、线、斜率的含义。【教学目标细化】目标等级目标细化典型例题级1. 理解
36、速度的概念和定义,知道速度是矢量,知道速度的物理意义式。2理解平均速度的概念和定义,知道平均速度是粗略描述变速运动快慢的物理量,会用平均速度定义式进行简单计算。3理解瞬时速度的概念,初步了解极限的思想。4会区分平均速度和瞬时速度。5知道平均速度和平均速率的区别例题:下列对各种速率和速度的说法中,正确的是( )A平均速率就是平均速度B瞬时速率是指瞬时速度的大小C汽车仪表盘上的速度指汽车的瞬时速率D匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度都相等例题:判断下列各速度各为何速度?A百米赛跑冲线速度 B返回舱以5m/s的速度着陆C子弹射出枪口时的速度为700m/s D火车提速例题:短跑运动员在
37、100m竞赛中,测得7s末的速度是9ms,10s末到达终点时的速度是10.2ms,则运动员在全程内的平均速度是A、9ms B、9.6ms C、10ms D、10.2ms级1会用平均速度定义式解决实际问题。2会由直线运动的位移时间图像判断和比较速度大小。*理解平均速度和平均速率的概念,知道二者的区别。例题:一物体做单向直线运动,前一半时间以9.0 m/s的速度做匀速运动,后一半时间以6.0 m/s的速度做匀速运动,则物体全程的平均速度是 m/s另一物体也做同向直线运动,前一半路程以3.0 m/s的速度做匀速运动,后一半路程以7.0 m/s的速度做匀速运动,则物体全程的平均速度是 m/s(保留一位
38、小数)(7.5 , 4.2)例题:如图所示为一做直线运动的物体的xt图象,由图象可知物体在0到1s内的位移大小为 m,0到4s内的平均速度大小为 m/s3s时的瞬时速度是 m。(2,1.5)例:某物体的位移图象如图所示.若规定向东为位移的正方向,试求:物体在OA、AB、BC、CD、DE各阶段的速度.分析物体在t=0开始从原点出发东行作匀速直线运动,历时2s;接着的第3s5s内静止;第6s内继续向东作匀速直线运动;第7s8s匀速反向西行,至第8s末回到出发点;在第9s 12s内从原点西行作匀速直线运动.级【学习反馈】级:1关于速度的下述说法中正确的是( )A速度是描述物体位置变化大小的物理量 B
39、速度是描述物体位置变化快慢的物理量 C物体向东匀速运动,若物体发生的位移大,则速度就大 D物体向东匀速运动,若物体通过的路程越大,则速度就大2著名物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼(R.P.Feynman,19181988),曾讲过这样一则笑话:一位女士由于驾车超速而被警察拦住,警察走过来对她说:“太太,您刚才的车速是60英里每小时!”(1英里=1.609千米)这位女士反驳说:“不可能的!我才开了7分钟,还不到一小时,怎么可能走了60英里了呢?”“太太,我的意思是:如果您继续像刚才那样开车,在下一个小时里,您将驶过60英里。”“这也是不可能的,我只要再行驶10英里就到家了,根本不需要再开过60英里
40、的路程。”从物理学的观点看,这位女士没有认清下列哪个科学概念( D )A时间 B.路程 C位移 D速度 3试判断下列几个速度中哪个不是瞬时速度( C )A子弹出枪口的速度是800m/sB小球第3s末的速度是6m/sC汽车从甲站行驶到乙站的速度40km/hD百米赛跑冲线速度4短跑运动员在100m竞赛中,测得7s末的速度是9ms,10s末到达终点时的速度是10.2ms,则运动员在全程内的平均速度是A、9ms B、9.6ms C、10ms D、10.2ms级5一物体做单向直线运动,前一半时间以9.0 m/s的速度做匀速运动,后一半时间以6.0 m/s的速度做匀速运动,则物体全程的平均速度是 m/s另
41、一物体也做同向直线运动,前一半路程以3.0 m/s的速度做匀速运动,后一半路程以7.0 m/s的速度做匀速运动,则物体全程的平均速度是 m/s(保留一位小数)(7.5 , 4.2)6下边是京九铁路北京至深圳某一车次运行的时刻表,设火车在表中路段做直线运动,且在每一个车站都准点开出,准点到达(1)火车由霸州开出直至到达衡水站,运行的平均速度为 86.0 km/h (2)在零时10分这一时刻,火车的瞬时速度是 0 km/h 北京西深圳自北京西起公里站名北京西深圳22:180北京西6:3523:3023:3292霸州5:225:200:080:11147任丘4:394:361:391:45274衡水
42、3:103:047如图所示,是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象,由图可知(AD )A质点A前2s内的位移是1mB质点B第1s内的位移是2mC质点A、B在8s内的位移大小相等D质点A、B在4s末相遇第四节 实验:用打点计时器测速度【三维目标】知识与技能:1、了解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移);2、会安装并使用打点计时器,理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度;3、明确速度时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验中的速度时间图象,能从图象中获取有用的信息;过程与方法:1、通过学生自己看打点计时器的说明书,培养学生独立学习的能力;2、通过实验得
43、出物体的运动信息,用数学方法表述出来,培养学生获取信息、处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法;3、通过画速度时间图象培养学生用图象法处理数据的能力,体验数学工具在物理发展中的作用;4、体验实验中理性思维的重要,既要动手,更要动脑.5、经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物体运动。情感、态度与价值观:1、感受打点计时器的巧妙设计思路,体会物理原理在解决实际问题中的指导作用,增强将物理知识应用于生活实际的意识;2、经历实验过程,体验科学实验过程的艰辛与喜悦,并乐于探索自然界的奥妙;3、体验用图象的方法描述物理现象的乐趣,培养学
44、生用数学方法处理物理问题的意识。培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神;4、培养学生合作与交流的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯。【重点难点】重点:1、学会使用打点计时器;2、能根据纸带计算物体运动的瞬时速度.3、会用描点法描绘物体的速度时间图象,并从中获取物理信息.难点:处理纸带的方法,用描点法画图象的能力。【教学过程和方法】将实验教学与其他教学内容紧密地结合在一起的教学形式是这次实验教学的一个特点。虽然教材中没有规定学生必做实验,但凡是课程标准做出这样要求的,教材都安排了实验。本节实验要求全体学生都必须完成。本节在教材中除了介绍电磁打点计
45、时器外,还介绍了电火花打点计时器,在“科学漫步”栏目中又介绍了用气垫导轨和数字计时器测速度,在“做一做”栏目中还特别介绍借助传感器用计算机测定速度的新方法,为教师教学方式的多样化创造了条件。(一)介绍打点计时器可在课前让学生设计测速度方案,并在其中找出接近打点计时器原理的设计方案,让学生体会打点计时器作为计时工具,为何能很方便的测速度。再要求学生通过教科书和阅读“说明卡”观察仪器,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移),掌握使用打点计时器在纸带上记录时间和位移的技能。此处可通过“做一做”让学生更深的体会打点计时器原理及用途。做一做:(1)甲:用手代替小车,拉动纸带,可匀速、可变速乙:左手
46、拿秒表,右手手腕紧靠桌面,并且笔要拿竖直,每隔1s打一点(2)讨论:1)纸带上记录了那些信息? 2)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?3)同一纸带,为何也疏密也不一样? (3)使用打点计时器。与人工相比,有何优点? (二)用打点计时器测量平均速度和瞬时速度此处教材变化较大,在老教材中是利用匀变速直线运动的中间时刻速度等于平均速度来测量瞬时速度的,而新教材中是利用极限思想来粗略测量瞬时速度的。学生通过用极限思想测量瞬时速度,对瞬时速度的理解体会会更深。(三)对速度时间图象的教学图象是表示变化规律的好方法,如何用图象来描述物体的速度变化情况,引导学生理解vt
47、图象的物理意义和可从vt图象获取的信息:点、线、面、斜率的含义。体会用平滑曲线“拟合”速度实际变化情况。(四)实验过程教师重在指导:(1)打点计时器的安装和纸带的安装方法:(2)打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整?(3)打完纸带后应立即切断电源。(4)纸带上点不是圆点而是一些短线的原因。(5)指导学生: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?(6)怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?(7)怎样根据纸带上的点迹计算纸带的瞬时速度?如何更精确的测量某点的瞬时速度(五)借助传感器用计算机测速度及介绍气垫导轨和数字计时器本节在教材中除了介绍电磁打点计时
48、器外,还介绍了电火花打点计时器,在“科学漫步”栏目中又介绍了用气垫导轨和数字计时器测速度,在“做一做”栏目中还特别介绍借助传感器用计算机测定速度的新方法,为教师教学方式的多样化创造了条件。从课程标准教学要求来看,“科学漫步”和“做一做”栏目的内容不是硬性的,可根据学校的具体情况选做。【教学目标细化】目标等级目标细化典型例题级1了解两种打点计时器的构造、工作原理和使用方法 例:电磁打点计时器的电源应是_电源,通常的工作电压为_伏,实验室使用我国民用电时,每隔_秒打一次点,如果每打5个取一个计数点,即相邻两个计数点间的时间间隔为_秒。答案:交流;4-6;0.02;0.1分析:考察电磁打点计时器的工
49、作原理例:接通电源与释放纸带让纸带(随物体)开始运动,这两项操作的时间顺序是(A)A先接通电源,后释放纸带 B先释放纸带,后接通电源C释放纸带的同时接通电源 D先接通电源或先释放纸带都可以分析:考察打点计时器使用注意事项2会根据纸带判断物体的运动情况例: 关于打点计时器打出的纸带,下列叙述中正确的是(ABD)A点迹均匀,说明纸带做匀速运动 B点迹变稀,说明纸带做加速运动C点迹变密,说明纸带做加速运动 D相邻两点间的时间间隔相等分析:考察根据纸带上点迹的疏密判断物体的运动情况级1.并求某段时间内的平均速度及某时刻的瞬时速度例:下图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带,相邻点的时间间隔为0.
50、02 s,纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺,试计算拖着纸带做直线运动的物体:(1)在AC这段时间内的平均速度;(2)在B点的瞬时速度分析:考察平均速度和瞬时速度的计算2.速度时间图象的理解(会根据vt图像判断物体的运动情况)例: 如图所示为某物体的vt图象,试说明该物体的运动情况答案:04 s物体做加速运动,末速度为12 m/s;46 s物体做减速运动,末速度为0;67 s物体做反向加速运动,末速度大小为4 m/s;78 s物体做反向减速运动,末速度为0.分析:考察速度时间图象的理解 根据图像判断物体在某段时间案内做加速(或减速、匀速)运动;拐点不表示运动反向(因为速度的正负没变),图线
51、与时间轴的交点表示运动反向级【学习反馈】级:1.打点计时器是一种使用 流电源的 仪器,它的工作电压为 V,当电源频率为50Hz时,它第隔 s打一次点,当电源的频率为60Hz时,它第隔 s打一次点。2.下列说法中正确的是()A电磁打点计时器和电火花计时器的计时原理基本一样B电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样C电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电频率是一样的D电磁打点计时器和电火花计时器打点的时间间隔都是0.02 s3.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是( AB )21世纪教育网A时间间隔 B位移 C平均速度 D
52、瞬时速度21世纪教育4.一同学在使用打点计时器时,纸带上点不是圆点而是一些短线,这可能的原因是( D)A接在直流电源上 B电源电压不稳C电源频率不稳 D打点针压得过紧5.使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下基本步骤:A把电火花计时器固定在桌子上B安装好纸带C松开纸带让物体带着纸带运动D接通220 V交流电源E按下脉冲输出开关,进行打点这些步骤正确的排列顺序为_6.一物体做直线运动的图象如图所示,则该物体()A先做加速运动,后做减速运动,速度方向相同B先做加速运动,后做减速运动,速度方向相反C先做减速运动,后做加速运动,速度方向相同D先做减速运动,后做加速运动,速度方向相反7在练习
53、使用打点计时器时,得到如图所示的纸带,从O点开始,每隔0.1 s取一个测量点测得OA3.20 cm,AB3.90 cm,BC5.86 cm,CD7.58 cm,DE9.72 cm., 则可判断纸带的运动是_ _;CD段的平均速度为_ _;OD段的平均速度为_ _;B点的速度 级:8一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时,从几条纸带中选出了一条不很完整的纸带,如图所示纸带上有六个计数点,相邻两计数点之间还有四个点没有画出,所用交流电的频率为50 Hz,相邻计数点之间的距离已标在图中,单位是厘米(1)计算06点之间的平均速度;(2)打点计时器打第4个点时小车的瞬时速度接近多少?(3)若实验中电源频率低于50 Hz时,计算时因为不知而仍按50 Hz的时间间隔打一个点计算,则测出的速度数值将比物体的真实值是偏大还是偏小?答案(1)0.68 m/s(2)0.83 m/s(3)偏大解析当交流电的频率为5
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