41机械运动（第3课时）（教学设计）七年级科学上册（浙教版）

4.1机械运动（第3课时）（教学设计）年级七年级授课时间课题4.1机械运动（第3课时）教学目标科学观念：能熟练运用速度公式进行简单的计算；科学思维：能分析和解决实际生活中速度相关的问题；态度责任：能区分不同形式的能量，并能举例说明生活中常见的各种能量形式的存在。教学重难点重点：运动与能难点：速度的应用学情分析本节内容选自浙教版七上第四章第一节第三课时。学生已经在之前的科学课程学习中对机械运动的一些基本概念有了初步认识，比如知道物体的位置变化可用来描述运动状态，也了解到相对静止等概念，这为进一步理解速度以及运动和能的相关知识奠定了一定基础。在速度的应用方面，尽管学生在日常生活中对速度有一些直观感受，比如知道车辆行驶有快慢之分，但将这种直观感受准确转化为科学概念下的速度理解，并运用速度公式进行各种计算时，可能会出现混淆和错误。特别是涉及到单位换算，像米/秒和千米/小时之间的换算，对于部分学生来说是个难点，容易在计算过程中因单位不统一而得出错误结果。而且在将速度知识应用到实际生活场景，如分析交通规则中限速的依据、估算出行所需时间等，学生可能难以迅速准确地建立起知识与实际的联系，不能很好地用所学速度知识去解决这些实际问题。对于运动和能的部分，学生虽然在生活中也能感受到物体运动需要某种“力量”推动，但要准确理解能量是物体能够对外做功的本领这一抽象概念并不容易。区分不同形式的能量，如机械能（动能、势能）、内能、电能、光能、化学能等，也可能会让学生感到困惑，他们可能难以准确举例说明生活中常见的各种能量形式的存在。教学准备课件、课本、视频、活动器材等教学过程教师活动学生活动新课导入宇宙间的一切物质的运动和变化都需要能量。没有能量，我们就无法呼吸和行走，也无法思考。没有能量，一切生命将不复存在。没有能量，空气将不再流动，大海将不再有起伏的波浪，太阳也将失去灿烂的光辉。什么是能量？能量有哪些形式？能量在日常生活中有什么作用？新知讲授一、速度的应用根据速度公式v＝s/t，如果我们测得速度、路程、时间三个量中的任意两个量，就可以利用这个公式及其变形公式计算出第三个量，帮助我们解决遇到的一些问题。【例1】第19届亚运会将于2023年9月23日至10月8日在杭州举行，围绕“互联网+体育”这个概念，“智能亚运”有望得到广泛应用。如图所示，交警利用无人机对高速公路通行情况进行实时监测，无人机的部分参数如表格所示：（1）无人机下降时，以无人机为参照物，地面是(填“运动”或“静止”）的；（2）某段高速公路上小轿车限速120千米/时。一辆小轿车在通行0.4米的过程中，该无人机拍摄小轿车的帧数为110帧，请通过计算判断小轿车是否超速。【例2】一列车长150米，以108千米/时的速度通过一座450米长的铁路桥，列车过桥大约需要多少时间？分析：列车通过大桥是从列车头开始进入大桥至列车尾离开大桥的过程，如图所示。【例3】为了交通安全，城市中许多道路都画有斑马线，在斑马线的两侧装有红绿灯。某人过斑马线前看到绿灯亮的时间还剩6s，斑马线区域的道路宽度为15m。如果他步行的速度为2m/s，那么在绿灯熄灭前他能否穿过斑马线区域？思考与讨论：写出另外两种判断该人能否穿过斑马线区域的方法，请通过计算加以说明。方法一、已知已知路程和时间，求速度：v＝s/t方法二、已知已知路程和速度，求时间：t＝s/t【拓展】某轿车在平直公路上行驶的45s内，其速度v与时间t的关系图像如图所示，已知前10s轿车运动的路程为100m。求：（1）前10s轿车运动的平均速度；（2）轿车在匀速直线运动阶段通过的路程；（3）轿车在整个过程中的平均速度（结果保留一位小数）。思考与讨论：请从上面三道例题的解答过程，总结运用速度公式解题的注意事项。运用速度公式进行计算时的要求：●公式中，速度、路程、时间三个量的单位必须统一。●如果问题比较复杂，可以画示意图，明确运动过程以及量与量之间的关系。●先进行字母运算，再代入数字进行计算。二、运动与能运动是自然界最普遍的现象。万物都在运动，形式多种多样。物体的运动有多种多样的形式，能也有多种形式。1、机械能天体的运行、河水的流淌、鸟的飞翔、人的行走、蒲公英种子的飘散等，都属于机械运动。这些做机械运动的物体都具有机械能。2、化学能人和动物的运动要消耗能，人和动物消耗的能可以从食物中得到补充。可见，食物中储存着能。储存在食物中的能属于化学能。汽车行驶时需要消耗燃料（如汽油）。燃料燃烧时，将储存在其中的能释放出来，供给汽车运动。汽油、木材、天然气、沼气、煤炭等燃料都储存着能，这种能也属于化学能。3、电能电力机车通电后才能行驶，家用电器通电后才能工作，机器人通电后才能执行指令，这表明电具有电能。各种发电站能够提供大量的电能，各种电池也能提供方便使用的电能。电能是我们常用的一种能。4、电磁能用遥控器遥控机器时，遥控器将发出电磁辐射，它具有的能属于电磁能。我们每天看到的光也是一种电磁能。除了可见光外，红外线、紫外线、微波和X射线等都是电磁能的表现形式。思考与讨论：夏天经常出现雷电交加的天气现象。那么，雷电具有哪些形式的能？雷电具有电能、光能、声能和热能等多种形式的能。不但物体的机械运动需要能，植物、动物、人进行生命活动也需要能。例如，人在读书学习时需要能，在睡觉休息时也要消耗能，每时每刻都离不开能。引导学生回顾速度的定义公式，并强调各物理量的单位（国际单位制中速度单位是米/秒，路程单位是米，时间单位是秒；常用单位还有千米/小时等）。组织学生进行单位换算练习，然后请几位同学上台展示换算过程，并讲解思路。其他同学在台下自行计算，完成后同桌之间相互检查。教师通过多媒体课件展示一组练习题，练习题涵盖了已知路程和时间求速度、已知速度和时间求路程、已知速度和路程求时间等不同类型的问题，且部分题目涉及到实际生活场景，如计算从家到学校的路程、估算出行所需时间等。学生独立完成练习题，教师巡视课堂，及时发现学生在解题过程中出现的问题，并给予指导和帮助。完成练习后，同桌之间相互批改练习题，并针对错题进行讨论分析，找出错误原因并加以改正。通过图片和视频认识各种形势的能量。课堂练习【典例1】我国著名短跑运动员苏炳添在某次百米赛跑中测得第5秒的速度为9.5m/s，第10秒到达终点的速度为10.2m/s，则下列说法正确的是（C）A．在前5秒内苏炳添的平均速度为4.75m/sB．在后5秒内苏炳添的平均速度为5.1m/sC．在本次百米赛跑中苏炳添的平均速度为10.0m/sD．在本次百米赛跑中苏炳添的平均速度为9.85m/s【解析】由于无法获知前5s内和后5s内通过的路程，因此无法计算出这两个时间段内的平均速度，故A、B错误；在本次百米赛跑中苏炳添的平均速度为：10m/s，故C正确，D错误。【典例2】甲、乙两位同学，同时从同一地点沿直线向同一方向运动，它们的st图像如图所示。下列说法正确的是（D）A．0～4s内乙的平均速度为4m/s B．2～4s内乙做匀速直线运动C．4s时甲、乙两物体的速度相等 D．3s时乙在甲的前方【解析】AB.乙的st图象前2s为一条倾斜直线说明乙在这段时间内做匀速直线运动，2s以后乙的st图象为水平直线说明此时乙静止，则第3s时乙的路程为8m，第4s时乙的速度为0，由图可知04s乙的平均速度为：2m/s，故A、B错误；C.甲的st图象是一条倾斜直线说明甲始终做匀速直线运动，而2s以后乙一直静止，故4s时甲、乙两物体的速度不相等，故C错误；D.甲、乙两位同学，同时从同一地点沿直线向同一方向运动，且从图中可知，3s时甲的路程小于乙的路程，故乙在甲的前方，故D正确。【典例3】某兴趣小组用如图所示的实验装置“测量小车运动的平均速度”。将小车从带刻度斜面的A点静止释放，并同时按下秒表开始计时，图中圆圈内显示了小车位于A、B、C三点的时刻（数字分别表示“时：分：秒”）。（1）小车下滑过程中在做运动。（选填“加速”、“匀速”或“减速”）（2）小车从A点到C点的平均速度是分米/秒。（3）为减小实验中时间测量的误差，可采取的措施是。【答案】加速；3；减小斜面的坡度【解析】做匀速直线运动的物体速度保持不变，是一个定值，它取决于路程与运动时间的比值，与路程及时间无关，故ABD错误，C正确。【典例4】宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法错误的是（D）A．飞行的蒲公英种子具有机械能 B．人在运动时要消耗能量C．植物的生长需要太阳能 D．人在睡觉时不消耗能量【解析】A、飞行的蒲公英种子在做机械运动，故具有机械能，故A正确。BD、人体各项生命活动需要都需要消耗能量，人在运动时要消耗能量，人在睡觉时也要维持基础代谢，呼吸、心跳等都在进行，所以也在消耗能量，故B正确，D错误。C、植物的生长依赖光合作用固定的太阳能，植物将光能转化为化学能储存在制造的有机物中，来维持生命活动，故C正确。课堂小结一、速度的应用1、根据速度公式v＝s/t，如果我们测得速度、路程、时间三个量中的任意两个量，就可以利用这个公式及其变形公式计算出第三个量，帮助我们解决遇到的一