高一（上）物理新教材教案（全集）

上海市高中物理新教材教案

高一（上）学期

第一章

1.1质点、位移和时间..........................................................1

1.2匀速直线运动的图像.....................................................7

1.3运动快慢的描述平均速度和瞬时速度......................................11

1.4现代实验技术一数字化信息系统（DIS）..................................19

1.5速度变化的快慢加速度..................................................27

1.6匀加速直线运动...........................................................33

1.7自山落体运动.............................................................38

第二章

2.1生活中常见的力...........................................................44

2.2力的合成.................................................................49

2.3力的分解.................................................................54

2.4共点力的平衡.............................................................66

第三章

3.1惯性牛顿第一定律........................................................70

3.2牛顿第二定律.............................................................76

3.3作用与反作用牛顿第三定律..............................................82

3.4牛顿运动定律的应用.......................................................87

3.5从牛顿到爱因斯坦.........................................................94

第四章

4.1匀速圆周运动.............................................................99

4.2角速度角速度与线速度的关系...........................................104

4.3机械振动................................................................109

4.4机械波..................................................................114

4.5机械波的描述............................................................119

第一章A质点、位移和时间

一、教学任务分析

在学习本节内容前，学生已在初中学习过有关机械运动、参照物、速度等物理概念，并学

习过一些关于匀速直线运动的基本知识，这些都是学习本节内容所必需的。

根据对实例的分析、比较，当实际物体与其运动之间满足一定条件时，可将实际物体简化

为一个点，且不影响对问题的研究，从而建立质点模型。

根据实例分析，引人位移的概念。介绍标量和矢量，并通过实例的分析、比较，理解位移

和路程的区别和联系。

根据匀速直线运动的特点，应用比值定义的方法，得出速度定义及计算公式。

根据匀速直线运动的特点和速度公式，得出匀速直线运动的位移公式。

本节内容是在初中物理的基础上，进一步学习匀速直线运动的基本规律，特别是其中所应

用的•些科学方法，为后续的匀变速运动、牛顿运动定律乃至整个高中阶段的物理学习打下坚实

的基础。

二、教学目标

1、知识与技能

(1)理解质点的概念，知道在什么情况下物体可以看作质点。

(2)知道矢量和标量，理解位移和路程、时间和时刻。

(3)知道匀速直线运动的基本特征。

(4)知道应用比值定义物理量的方法，理解速度的概念。

(5)理解匀速直线运动的位移公式。

2、过程与方法

(1)通过匀速直线运动是最简单的机械运动的分析和讨论过程，感受比较和分析方法在解

决实际问题中的作用。

(2)通过质点概念的引入过程，感受物理学中建立模型的科学方法。

3、情感、态度与价值观

(1)通过了解机械运动与生活和生产实际的广泛联，了解生活中处处有物理，增强理论联

系实际的自觉性。

(2)通过导学部分交通安全热点问题的讨论和匀速直线运动规律的学习，感悟生活中不能

违反科学规律，提高自觉遵守交通规则的意识。

三、教学重点与难点

重点：(1)质点、位移、时间和速度概念的建立。

(2)匀速直线运动速度的定义和位移公式。

难点：(1)位移和路程的区别和联系。

(2)速度的概念。

四、教学资源：

“及时停车”演示装置（课本图1-3）、课本上的图片、一段交通录像、有关位移和路程、时

间和时刻的PPT或动画、有关匀速直线运动规律的PPT或动面。

五、教学设计思路

本设计的内容是：质点、位移、时间和速度的概念，匀速直线运动的位移公式。

本设计的基本思路是：以图片和实验为基础，通过分析、比较、推理建立质点、位移、时

间，应用比值定义的方法建立速度的概念：进而根据实验结论，通过分析、比较，归纳得出匀速

直线运动的位移公式，最后通过一些简单的实例，巩固所学的知识，感悟了解生活中处处有物理,

增强理论联系实际的自觉性。

本设计要突出的重点是：质点、位移、时间的概念和匀速直线运动的位移公式。方法是：

以课本图片、演示实验及交通录像创设的情景为切入点，通过分析、比较、推理建立质点、位移、

和时间的概念；结合初中所学过的知识，通过演示匀速直线运动的课件以及对实例的讨论、分析、

推理，在建立速度的概念的基础上，导出匀速直线运动的位移公式。并通过实例的讨论、分析加

深对这些概念的理解。

本设计要突破的难点是：位移与路程、时间与时刻的区别和联系以及速度概念的建立。方

法是：通过PPT或动画的观察，并通过实例的讨论、分析、比较，理解位移和路程以及时间和

时刻的区别与联系：结合初中所学过的知识，介绍比值定义的方法，通过对实例的讨论、分析、

推理，建立速度的概念。

本设计要求鼓励学生主动参与，强调物理科学方法的应用，通过对实例进行分析、比较的

讨论，归纳得出结论，老师要注意适时启发和“点拨”。

完成本设计的内容约需2课时。

六、教学流程

1、教学流程图八八

质点

演示实验观察图片

模型

设问1,设问2,

路程

位移

观察1

时间

设问3

时刻

巩固练习

观察2

设问4

2.教学流程图说明

情景I演示实验，设问1

“及时停车”演示，或让学生动手做一下，通过“设问1”，启发学生从中想到些什么？

活动I观察图片，设问2

在学生仔细观察书上图片的基础上，通过“设问2”，启发学生找出其中蕴含了哪些机

械运动的信息以及与物理相关的内容，通过讨论、交流，建立质点模型。

情景II观察1,设问3

观察相关物理课件，通过“设问3”，对实例进行讨论和分析，理解位移和路程、时间

和时刻的区别与联系。

情景HI观察2,设问4

演示匀速直线运动的课件，请学生结合初中学过的知识，介绍用比值定义物理量的方

法，通过“设问4”，启发学生思考如何描述这种运动，得出速度的定义及其表达式，进而

导出匀速直线运动的位移公式。

活动H巩固练习

以小组为单位，采用“工作单”的形式，通过小练习，让学生在交流、讨论中，对本

节课的知识再梳理一遍，巩固所学生知识。

3.教学主要环节

本节课可分为三个主要的教学环节。

第•环节，本环节主要体现物理学习中突出主要因素，忽略次要因素的科学方法，进站质点

模型的过程，并为后续的学习奠定基础。

第二环节，通过对实例的分析、讨论和师生交流，得出位移、速度等物理概念，进而推导得

出匀速直线运动的位移公式。

第二环节，通过对实例的探讨活动巩固所学的知识。

七、教案示例

1.情景引人

通过对生活中相关现象的观察，适当设问启发，采用学生小组讨论的活动形式，引发学生

学习机械运动的兴趣。如：

(1)观察书上导图及其他几幅照片，讨论其中蕴含了那些有关机械运动的信息？

(2)思考能否判断HI汽车的运动方向？

(3)思考为什么大多汽车看不到呢？

(4)想一想，图1-4中P、A、B将局部轨迹放大，再放大，你认为编者的意图是什么？

(5)拓展内容——除了机械运动你还能观察到什么和物理有关的内容？

(6)通过演示实验，让学生讲一讲这个实验中告诉我们大家什么道理？

注：给学生几分钟的时间分小组讨论，然后组织小组交流讨论，老师适时启发、“点拨”。

2.建立质点模型

通过以上的分析，可以总结出要研究复杂的机械运动，首先从最简单的匀速直线运动入手，

这就需要对实际物体作一个简化处理——突出问题的主要因素，忽略次要因素，从而引入质点模

型。质点是一个理想模型，用质点来代替原来的物体并不影响对问题的研究。

设问：结合质点模型，应怎样理解物理模型？

为了便于研究事物而建立起的一种科学抽象，它对客观事物是一种近似的反映，它突出了事

物的主要因素和主要特征，完全忽略了次要因素和次要特征。

设计学生讨论的问题：先让学生根据自己的理解找出一些例子判断该物体能否看成质点，再

由老师给出的几个可以看成质点的实例，以及几个不能被看成质点的实例，然后由学生自己总结

出物体能看成质点的条件。

举例：(1)平移的桌子可被看成质点；

(2)研究抛出的铅球、手榴弹的运动轨迹时可被看成质点；

(3)研究地球绕太阳的运动可以把地球看成质点；

(4)研究平直铁轨上行驶的火车的运动快慢时，火车可被看成质点；

(5)计算火车穿山洞的时间时，火车不能看成质点：

(6)研究地球的自转时，地球不能被看成质点。

学生相互交流，老师将他们交流的结果，总结、归纳，共同得出物体可被看成质点的条件：

(1)物体各部分运动情况相同，即物体上任意一点的运动可以代表整个物体的运动；

(2)物体各部分运动情况不同(有形变、转动)，但这些因素并不影响所研究的问题。

3.描述运动的基本物理量

先介绍矢量和标量，

矢量：既有大小又有方向的物理量。

标量：只有大小没有方向的物理量。

然后观看课件演示，组织学生根据所观察到的现象进行讨论，分析位移与路程，时间和时刻

的区别和联系

(1)位移和路程

位移：质点的位置变化，是矢量。

路程：质点运动所经历的轨迹长度，是标量。

明确位移和路程的区别，特别要主意位移方向的的判断。

举例说明以加深学生的理解。

(2)时间和时刻(先由学生来谈谈自己对两个词的理解)

时刻：某一个特定的瞬间，如钟表表针指示的某一位置、时间轴上的某一点等。

时间：前后两时刻之差。

举例让学生判断以下是时间还是时刻：3秒内，第3秒初，第3秒内，前6秒内，5点正，8

点一刻，3分钟等。

设计学生讨论的问题：我们一般什么时候关心时间，什么时候关心时刻？

4.匀速直线运动

通过有关匀速直线运动的录像和课件，指导学生结合已学过的知识，思考如何来描述这种运

动，介绍比值定义的方法，得出速度定义丫=7，进而推出匀速直线运动物体的位移公式s=%

设问：高中与初中对速度的定义有什么不同？

教师归纳总结：

初、高中对速度定义的比较

初中：物体在单位时间内通过的路程叫速度。

高中：速度等于质点的位移S跟发生这段位移所用时间r的比值，即。

可以看出，限于初中阶段的学习要求，定义速度时是以物体为研究对象，以物体在单位时间

内通过的路程来定义速度，着重从大小上来反映物体运动的快慢。

高中阶段以质点为研究对象，不仅要从大小上来反映质点（物体）运动的快慢，而且要同时

反映质点（物体）运动的方向，还要求反映质点（物体）运动的这种属性。因此，在高中阶段采

用比值定义的方法来定义速度，对于做匀速直线运动的质点（物体）来说，这个比值是恒定的。

这种用比值定义物理量的方法，是物理学中常用的方法，希望学生们能熟悉这种方法。

最后结合“点击”栏目，简单介绍一下“速率”的概念，进步理解匀速直线运动。

5.课堂练习

根据教学内容，设计几道联系生活，且适合学生的实际的问题，组织学生讨论、交流，以检

验本节课学生对于重要知识点的掌握情况。

6.作业布置略

第一章B匀速直线运动的图像

一、教学任务分析

匀速直线运动的图像是在初中路程一时间图像基础上的进一步学习，同时，也为匀变速直线

运动的图像，乃至后续各种图像的学习奠定基础。

学习本节内容需要位移、速度、匀速直线运动的规律、路程一时间图像，以及数学中平面直

角坐标等知识为基础。

根据龟兔赛跑的故事，启发学生用多种方法来描述龟、兔的运动过程，通过交流、讨论，得

出图像也是描述物体的运动规律的一种方法。

通过同桌两位同学相互配合，动手做一个“简易自动记录仪”的小实验，经过交流、讨论引

人s-f图像；进而结合数学中有关图像的知识，通过类比引人i，-f图像。

根据物理图像和数学图像的分析、比较，认识物理图像所表示的物理意义，如s-f图像的

斜率表示速度、v-f图像的“面积”在数值上等于物体位移的大小(本节课不涉及“面积”正、

负与位移方向的关系问题)等。

本节课的教学要鼓励学生主动参与、相互合作，在概念形成过程中，让学生感受到分析、比

较、归纳、演绎等科学方法的应用，感悟相互合作对实验成功的重要作用。

二、教学目标

1、知识与技能

(1)理解匀速直线运动的位移一时间、速度一时间图像及其物体意义。

(2)初步学会用匀速直线运动的图像描述物体的运动。

2、过程与方法

(1)通过直线运动的图像的引人过程，感受实验、分析、类比等科学方法。

(2)通过用s-f图像和v-f图像描述龟、兔赛跑的情况，认识物理图像在研究物理问题

中的直观、便捷作用。

3、情感、态度与价值观

(1)通过动画故事引入，激发学习的兴趣和探究的愿望，从而主动参与教学过程。

(2)通过动手做一个“简易自动记录仪”的小实验过程，感悟相互合作对实验成功的重要

作用，因而在实验中明确分工，相互配合。

三、教学重点与难点

5-t图像和v-t图像的物理意义；理解图像所描述的运动。

四、教学资源

动画、课件、实物投影仪、坐标纸、直尺。

五、教学设计思路

本设计包括匀速直线运动的S-，图像和V-1图像两部分内容。

本设计的基本思路是：以学生活动为主线，对学生描述龟、兔运动过程所用方法，通过分析、

比较，归纳得出也可以用图像的方法来描述物体的运动；再通过制作''简易自动记录仪”的小实

验，建立s-r图像的概念，进而结合数学知识，通过图像间的类比，建立v-t图像的概念；最

后，结合实例分析，认识S-r图像和Lf图像所表示的物理意义。

本设计要突出的重点和要突破的难点是：匀速直线运动的S-f图像、V-，图像的物理意义;

理解图像所描述的运动。方法是：以对龟兔赛跑的描述方法为切入点，通过学生描述龟、兔运动

过程所用方法的分析、比较，归纳得出也可以用图像的方法来描述物体的运动，建立s-f图像

的概念；通过学生自制“简易自动记录仪”小实验，并对实验中铅笔所画图线（铅笔线）与铅笔

的实际运动情况进行分析、比较，理解图像中的图线不是物体运动的轨迹；进而对铅笔以不同快

慢运动（画线）时，图线的倾斜程度不同的情况，进行定性分析、比较，再通过实例的定量分析,

理解S-r图像和V-t图像的所表示的物理意义。

本设计要求鼓励学生主动参与，在得出S-/图像和广，图像的过程中，感受实验、分析、

类比等科学方法；在自制“简易自动记录仪”小实验过程中，感悟相互合作对实验成功的重要作

用。

完成本设计的内容约需2课时。

六、教学流程

2,教学流程图说明

情景动画

播放龟兔赛跑的动画，引发学生的学习兴趣。

学生活动I交流讨论

请学生通过交流、讨论，用物理语言来描述动画中龟兔赛跑故事，在此基础上进而要

求让学生用画图的方法来表达故事的内容，为引出S-f图像和V-，图像作铺垫。

学生活动II小制作

学生根据图片，互相配合动手做一个“简易自动记录仪二

学生活动III实验探究，设问

让学生结合活动I和实验，通过设问：能否找出更好的种作图方法来表示龟兔赛跑的

故事，从而引人S-f图像。

学生活动IV类比

结合数学中有关图像的知识，通过类比引人v-f图像。

学生活动V应用

通过分别用s-f图像和v-f图像描述龟兔赛跑的情况，激发学生的学习兴趣，巩固本

节课学习的内容。

3、教学的主要环节

本节课分为三个主要的教学环节：

第一环节，以龟兔赛跑的故事创设情景，引人课题。

第二环节，通过小制作、学生实验探究、类比等方法引人s-，图像和v-r图像。

第三环节，通过分别用s-f图和v-f图像表示龟兔赛跑的情况，理解图像的物理意义。

七、教案示例

（一）引入

1、学生活动

播放龟兔赛跑的动画，请学生通过交流、讨论，用物理语言来描述动画中龟兔赛跑故事。

2、导入新课

在学生讲解的基础上，启发学生能否用作图的方法表示呢？

点评学生画出的图。

通过设问：是否有更好的作图方式来表示呢？

请学生观察自动记录仪，再作进一步思考。

（二）学生实验：引人s-f图像（位移一时间图像）

1、观察振动自动记录仪的图片，介绍其主要结构和自动记录的方法。

设问：生活中见过哪些类似的自动记录仪？

2、学生小实验：同桌互相配合用白纸、直尺（长度大于白纸的宽度）、铅笔来做一个能记录

铅笔运动情况的简易记录仪：

将直尺压在白纸上，保持直尺位置不变，但纸可以被自由抽动。实验时，其中一个同学沿垂

直于纸的方向向左匀速拉动白纸，代表时间的均匀流逝，另一同学用沿尺向上（或向下）匀速移

动铅笔，在白纸上画出一条与白纸拉动方向倾斜的铅笔线。

在保持拉动白纸速度不变的条件下，改变铅笔沿尺向上（或向下）匀速移动的快慢，重复儿

次上述实验，得到倾斜程度不同的几条铅笔线。

几次实验时，相互配合的两同学应交换各自的操作。

选择几张学生得到的铅笔位移随时间变化的图像，通过投影，先让学生定性比较：铅笔移动

得快，图线（铅笔线）倾斜程度大；铅笔移动得慢，图线（铅笔线）倾斜程度小，即图线的倾斜

程度反映了物体运动的快慢。

接着给出一辆作匀速直线运动的汽车，其位移和时间的一组数据，请学生先在坐标纸上建立

直角坐标系，选择表示位移和时间的坐标轴，标上物理量的符号，确定坐标轴标度，然后通过描

点作出汽车的位移图像。

通过对汽车s-r图像的定量分析，得出图像中直线的斜率所代表的是物体（铅笔汽车）运

动的速度。

设问：图像中的直线是汽车运动运动的轨迹吗？（有了前面学生自己做的小实验，很好理

解答案为“不是”）

（三）类比：引人速度——时间图像/图像）

有了前面位移时间图像的研究过程，启发学生应用类比的方法，根据位移图像所表示的物理

意义，联系数学中有关图像的知识，通过小组交流、讨论，自己动手画出匀速直线运动的v-r

图像，并描述图像的物理意义，然后通过大组交流，提高对匀速直线运动的.V-t图像和v-r

图像的认识。

（四）巩固练习

最后，再回到开始的情景，分别画出龟、兔赛跑的s-t图像和v-t图像：也可让学生进行

即兴创作，改编龟兔赛跑故事或是新编其他有趣味的故事，并用s—图像和v-t图像分别故事

主人公的运动情况，激发学生的学习兴趣，巩固本节课学习的内容。

（五）作业练习略。

第一章C运动快慢的描述平均速度和瞬时速度

一、教学任务分析

“运动快慢的描述平均速度和瞬时速度”是对初中已学速度概念的进一步深化，并为后续的

匀变速直线运动、牛顿运动定律，乃至整个力学的学习奠定基础。

学习本节内容需要以位移、时间以及匀速直线运动的图像为基础。

以生活中的一些现象和刘翔雅典夺冠的确录像为情境，通过交流讨论，在介绍比值定义物理

量方法的基础上，建立速度的概念，导出速度的表达式。

以刘翔在跨栏过程中运动的快慢不同为背景，根据频闪照片中，物体相邻两段位移所用的时

间相等，但位移的大小不同，建立平均速度的概念，归纳得出平均速度的特点。

根据无限逼近的思想方法，通过DIS实验的探究与分析、讨论，归纳得出瞬时速度的概念和

特点。

通过典型习题的练习，加深对知识的理解和掌握，更好的运用知识解决生活中的物理问题。

本节内容的学习强调学生的主动参与，通过实例分析和DIS实验探究的过程，感受分析、比

较、推理和无限逼近等科学思想方法的熏陶，使学生的观察分析、比较判断、归纳总结及处理实

际问题的能力有所提高。

二、教学目标

1、知识与技能

(1)理解速度的概念。理解速度的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。

(2)理解平均速度和瞬时速度。

(3)知道速率与速度的区别。

(4)能通过平均速度、瞬时速度的计算，初步解决有关运动学问题。

2、过程与方法

(1)通过对典型事例的研究，感受探索物理规律的过程。

(2)了解用比值法定义物理量的基本方法。

(3)在学习瞬时速度的过程中认识极限思想。

3、情感、态度与价值观

(1)通过对刘翔雅典夺冠的分析评价，激发学生为国拼搏争光的爱国主义情感。

(2)通过小组讨论，体验合作探究学习的快乐，调节人际交往能力。

(3)通过逐步深入的学习，感悟事物的规律是由简单到复杂。

三、教学重点和教学难点

教学重点：平均速度与瞬时速度的概念的建立及其两者的区别

教学难点：用无限逼近方法得出瞬时速度的概念。

四、教学资源

教学器材：多媒体•套，置有电磁铁的气垫导轨、J0416型大屏幕数字显示器、光电门、宽

窄不一的遮光片套（自制），橡皮泥；瞬时速度测定的研究表格（每人•张），计算器等。

教学课件：刘翔雅典夺冠过程的录像、自制课件（频闪照片）。

五、教学设计思路：

本设计包括速度、平均速度和瞬时速度三部分内容。

本设计的基本思路：以录像观察、DIS实验和学生的交流讨论为基础，从生活中的一些现象

入手，在观看刘翔雅典夺冠过程的录像、介绍比值定义物理量方法的基础上，通过交流讨论，建

立速度的概念；通过投影频闪照片，根据频闪照片中，物体相邻两段位移所用的时间相等，但位

移的大小不同，建立平均速度的概念；根据无限逼近的思想方法，用DIS实验分别测出装有宽

窄不等遮光片的小车的平均速度，然后通过分析、推理，建立瞬时速度的概念。通过平均速度、

瞬时速度等概念在实例中的运用，解决一些简单的实际问题。

本设计要突出的重点是：平均速度、瞬时速度的概念及其两者的区别。方法是：以刘翔雅典

夺冠过程的录像为背景，通过投影频闪照片，根据频闪照片中，物体相邻两段位移所用的时间相

等，但位移的大小不同，建立平均速度的概念，照片了解平均速度的特点；用无限逼近方法得出

瞬时速度的概念，了解瞬时速度的特点，通过比较、分析，归纳出两者之间的区别。

本设计要突破的难点是：用无限逼近方法得出瞬时速度的概念。方法是：启发学生对平均速

度的进一步计算和分析，通过用D1S实验分别测出装有宽窄不等遮光片的小车的平均速度，然

后通过分析、推理，建立瞬时速度的概念，归纳起瞬时速度的特点。

本设计强调学生的主动参与，重视概念和公式的形成过程以及伴随这一过程中渗透的物理方

法，重视培养学生积极参与探索物理规律的能力和合作能力，通过对所学知识的运用，解决生活

中相关的物理问题，感悟知识与生活的联系。

完成本设计的内容约需2课时。

六、教学设计流程

2、教学流程说明

情景播放录像和设问1

多媒体视频——雅典奥运会上刘翔正在进行110米跨栏比赛。

通过设问I引入新课，对初中所学速提升为矢量，拓展概念的内涵，并了解比值法。

问题I设问2

通过设问2,探究平均速度的概念和特点。

问题n设问3活动।

活动I：模拟实验，用光电门测瞬时速度，。

通过设问3和活动I,渗透极限思想方法并加深对瞬时速度概念和特点的理解。

活动II典型例题反馈练习

通过对所学知识的运用，解决生活中相关的运动学问题，感悟知识与生活的联系。

3、教学主要环节本设计可分为四个主要的教学环节：

第一环节，以生活中的一些现象和刘翔雅典夺冠的确录像为情境，通过交流讨论，在介绍比

值定义物理量方法的基础匕建立速度的概念.

第二环节，以刘翔在跨栏过程中运动的快慢不同为背景，通过对频闪照片的分析、讨论，建

立平均速度的概念，归纳得出平均速度的特点。

第三环节，根据无限逼近的思想方法，通过DIS实验的探究与分析、讨论，归纳得出瞬时

速度的概念和特点。

第四环节，通过典型习题的练习，加深对知识的理解和掌握，更好的运用知识解决生活中的

物理问题。

七、教案示例（教学实录节选）

【第一课时】

（-）创设问题情境，激发探究情感，师生互动学习速度的概念

【多媒体视频】

雅典奥运会上刘翔正在进行110米跨栏比赛。

【提问】刘翔本届奥运会上夺冠的成绩是多少？让我们值得借鉴学习的地方有那些？

生：刘翔的这种为国争光的拼搏精神和信心值得我们学习和借鉴。

（刘翔雅典夺冠的精彩回放，创设适宜的问题情境，激发学生探究的热情，通过点评对学

生进行为国拼搏的爱国主义教育，理想前途教育）

问：在生活中怎样比较哪位同学跑得快呢？有几种方法呢？试举例说明。（小组讨论）

【学生活动】思考并回答：

第一种方法：同样的位移，比较所用时间的长短，时间短的，运动得快，例如刚才播放的奥

运会上的110m短跑，就是通过到达终点所用时间的长短来比较运动员的成绩的。

第二种方法：同样的时间，比较通过的位移大的，运动得就快。例如，甲、乙同时出发，经

过段时间后，甲的位移比乙的位移大，说明甲运动得快。

师:由上分析知，运动的快慢跟运动的时间及通过的位移都有关。

问：如果两个物体运动的时间，所通过的位移都不一样，用什么物理量来描述物体快慢呢？

生：速度

师：什么是速度？导入初中速度的概念。

生：速度在数值上等于运动物体在单位时间内通过的路程。即n=，。

师：我们来计算刘翔的速度。

生：速度v=110m/12.91s=8.52m/s

问：现有A、B两个物体，速度大小都是10m/s,A物体向正东方向运动，B物体向正西方

向运动，这两个物体的运动状态相同吗？

生：这两个物体的运动状态是不同的。

师：为了使速度在反映物体运动快慢的同时，把物体运动的方向也表示出来，所以用位移替

换路程。则速度在数值上等于什么？

生：速度在数值上等于运动物体在单位时间内的位移。

师：在高中物理中，我们常用比值法定义物理量，我们现在对速度下一个确切的定义：速度

是表示运动快慢地物理量，它等于位移S跟发生这段位移所用时间/的比值。用v=，表示，方

向与物体运动方向相同，是个矢量。速度的大小叫速率。

（二）师生互动学习平均速度概念

也是从对刘翔雅典夺冠过程的提问导入

师：你认为刘翔在雅典夺冠过程中，做什么运动？

生：变速直线运动。

师：那么，我们刚才的计算的速度是什么速度呢？

生：平均速度。

师：在初中，平均速度是如何定义的？

生：做变速直线运动物体经过的路程和经过这段路程所用时间的比值，叫做运动物体在这段

路程内（这段时间内）的平均速度。

师：我们现在来给平均速度下一个定义，应该怎样叙述呢？

生：平均速度是指在变速直线运动中，运动物体的位移AS和所用时间”的比值。即i=

言，方向与位移AS方向相同。

（三）探索平均速度的特点

教师投影“步步闪摄影”。

仔细观察刘翔的每一段运动。运动的快慢并不同，跨栏前的速度比较大，落地后再加速运动

一段后再跨栏，高速摄影机每秒钟可拍摄很多张照片，把这些照片连起来播放，我们的眼睛就感

觉人或物体在运动了。如果在同一张底片上多次曝光，就变成了“步步闪摄影”。这种方法叫做

频闪摄影。

学生观察思考、频闪照片相邻两个物体位置的时间相等。但位移不同，说明物体运动快慢在

不断改变。

师：下面让我们以学习小组为单位，大家一起来计算刘翔夺冠过程不同阶段的平均速度。这

些数值相同吗？你认为平均速度具有怎样的特点？

将刘翔夺冠过程分成11个阶段来进行计算，得到了11个平均速度值。

【学习小组合作学习】学生参与小组合作学习，教师巡视指导。

请学习小组派代表回答，其他同学可以补充。

（通过分析比较，同学们就可发现平均速度的特点，老师进一步归纳总结）

教师归纳平均速度粗略地描述物体做变速直线运动快慢，平均速度也有方向。平均速度具

有这样的特点，选取的位移或时间不同，平均速度的值不同。它表示某段位移或某段的间内的平

均速度。

【第二课时】

（四）师生互动学习瞬时速度概念

师：复习上节课内容。

问：上节课我们已经将刘翔夺冠过程分成11个阶段来进行计算，得到了11个平均速度值,

我们已经将这些数据画成门匆线，请看图线。这个图线能够精确地描述刘翔夺冠过程的各时刻运

动快慢吗？

生：不能

问：为什么？

生：因为测量的时间间隔还太长。

师：对，那么我们能否通过其它的办法来比较精确地描述刘翔夺冠过程的各时刻运动的速度

吗？

生：把两个栏之间的距离再分成11段，测出11个位移和时间，求出II个平均速度。

师：够精确了，能否更加精确一些呢？

生：将其中一段距离再分成11段，测出11个位移和时间，求出11平均速度。

师：还可以继续分，直到……

师：对，直到位移接近于零，时间也接近于零，而两者的比值就等于这一点的速度，我们把

它叫做瞬时速度。

师：如何定义瞬时速度呢？

生：瞬时速度：运动物体在某一时刻的速度，或经过某一位置的速度。

（五）用光电门测瞬时速度，并渗透极限思想方法。了解速度计可以测瞬时速度。

【模拟演示实验】出示气垫导轨，并使其保持一定倾斜度。

在导轨上作一标记A,并在此处安置光电门，滑块上分别插上宽窄不一的铝片，每次从最

高点释放滑块，则滑块前沿的P点每次经过标记时的运动快慢是相同的，再用电子计时器测出P

从A}直起走了一段位移AS所需时间加。

54p-__________A(

—

1、导轨2、滑块3、光电门Lk铝片5、电磁铁6、橡皮泥

瞬时速度测定的研究

Ai/mMs

v(m/s)

（铝片的宽度）123

0.300

0.200

0.100

0.036

0.024

0.008

0.0004

结论：v=m/s

分析实验结果：随着AS的缩小，平均速度的大小向某一个值趋近。

当所取位移AS足够小时，即当加-0时，在测量仪器精确

度内的，所得的平均速度就等于瞬时速度。即：

物体在某时刻的瞬时速度等于从这一时刻起足够短时间内的平

均速度。瞬时速度在S——f图像中的确定。

以左图中可知，随着所取的时间的缩短，过A点的割线越来越

接近过A点的切线，物体经过t=T2S这一时刻的瞬时速度的大小在数值上等于过A点的切线

的斜率。物体经过LT?S这一时刻的瞬时速度的方向：过该点的切线方向。

【用测速计来测量瞬时速度】

速度计

学生归纳瞬时速度精确地描述物体做变速直线运动快慢和运动方向。瞬时速度具有这样的特

点，选取的时刻或位置不同，瞬时速度的值不同。它表示的是物体在某时刻或某一位置的速度。

小结速度y=7,是表示运动快慢和运动方向的物理量。而平均速度7=气，表示

物体在某段时间内（或某段位移内）的平均快慢程度，是粗略描述质点的运动情况；瞬时速度y

=全（"f",反映的是物体在某一时刻（或经过某一位置）的快慢程度，是精确描

述质点的运动情况。这两个速度从不同的角度对物体的运动进行描述，都是非常重要的物理量，

都是矢量，在回答时都不要忘记它的方向。

【典型例题】

1、一个做变速直线运动的物体，通过一段位移，在前4段位移上的平均速度为lm/s,在

接下来的|段位移上的平均速度为2m/s,在最后|段位移上的平均速度为3m/s,求该物体在

整段位移上的平均速度为多少？

2、对作变速直线运动的物体，有如下几种叙述：

A.物体在第2s内的速度是3m/s

B.物体在第2s未的速度是3m/s

C.物体在通过其路径上某一点的速度为3m/s

D.物体在通过一段位移S时的速度为3m/s

以上叙述中表示平均速度的是,表示瞬时速度的是。

3、一个以速度v做匀速直线运动的物体，在各段时间内的平均速度以及整个运动过程的平

均速度各是多大？每一时刻的瞬时速度各是多大？

4、一物体的s—t图如图所示，根据图像判断以下说法正确的是（）

A、物体在前2s内的平均速度是3m/sAS/M

B、物体在前3s内的平均速度是2m/s一

C、物体在4s内的瞬时速度是1.5m/s6―……7}

D、物体在第5s内的平均速度是一6m/s

【反馈练习】

1、试判断下面的几个速度中哪个是平均速度（）;哪个是瞬时速度（）。

A.汽车从甲站行驶到乙站的速度是60km/h

B.子弹出枪口的速度是620m/s

C.小球第5s未的速度是6m/s

D.汽车通过某一站牌时的速度是72km/h

2、一个作直线运动的物体，某时刻的速度是10m/s那么这个物体（）

A.在这一时刻之前1s内的位移一定是10m

B.在这一时刻之后0.1s内的位移一定是1m

C.从这一时刻起10s内的位移可能是80m

D.如果从这时刻起物体开始作匀速运动，那么它连续通过900m位移，需要时间90s

3、做变速直线运动的物体，在前一半时间内的平均速度是4m/s,后一半时间内的平均速度

是8m/s,则全程的平均速度是（）

A.6m/soB.5m/soC.5.3m/soD.4.5m/so

【课外练习】

1、判断下面所给的数值是指平均速度还是瞬时速度？

(1)炮弹以850m/s的速度从炮口射出，它在空中以835m/s的速度飞行，最后以830m/s的

速度击中目标。

(2)某列车从北京开到天津的速度是56km/h,经过某公路交叉口时的速度是36km/h。

2、一辆汽车从甲地开往乙地的过程中，前一半位移内的平均速度是30km/h,后一半位移内

的平均速度是60km/h,则在全程内这辆汽车的平均速度是()

A.35km/hB.40km/hC.45km/hD.50km/h

3、短跑运动员在100m竞赛中，测得7秒未的速度是9m/s,10秒未到达终点时的速度是

10.2m/s,则运动员在全程内的平均速度是()

A.9m/sB.9.6m/sC.10m/sD.10.2m/s

4、一支长40m的队伍匀速前进，通讯员从队尾到队前传达命令后立即返回队尾时，队伍已

前进了200m,在整个过程中，通讯员共用了40s,则全过程中通讯员平均速度的大小为多少？

第一章D现代实验技术——数字化信息系统(DIS)

一.教学任务分析

数字化信息系统(DIS)应用传感器和数据采集器自动获取和输入实验数据，通过计算机的

快速处理得到实验的结果，提高了教学效率，使学生可以有更多的时间用于自主探究活动，改变

传统的教学模式。

学习本节内容所需准备的知识和技能主要有：(1)匀速直线运动物体的图像描述；(2)位移、

速度的概念；(3)长度的测量。

通过实例(利用传统测量工具测量长度)的测量和讨论，感受引入DIS的优点。

结合“练习使用DIS”实验，了解DIS的构成和使用方法，并练习测定位移传感器的测量范

围，归纳得出测量的三个组成部分。

通过“用DIS测量运动物体的位移和速度”实验，初步学会用图像描述和研究物体的运动

规律，进一步理解s-t图像和v~t图像的物理意义。

二.教学目标

1.知识与技能

(1)知道物理测量的三个组成部分。

(2)知道DIS的含义、构成和使用方法。

(3)初步学会组装DIS,用D1S获取实验数据、处理数据和得出实验图像。

(4)进一步理解匀速直线运动物体的s-r图像和丫一r图像的物理意义。

2.过程与方法

(1)通过对DIS实验数据的采集、列表、作图、拟合和转换等环节的处理过程，感受研究

物理规律的科学方法和基本过程。

(2)通过对传统仪器与DIS测量物理量过程的类比研究，认识物理实验的一般过程和方法。

(3)通过应用DIS对几种直线运动情况的实验研究，感受图像法是分析和研究物理问题的

有效方法之一。

3.情感、态度与价值观

(1)通过对传统实验仪器与DIS传感器测量物理量过程的对比，体验数字化、信息化技术

带来的革命性的变化，提高学习兴趣和探究欲望。

(2)通过应用DIS对物体运动情况的实验研究，感悟物质运动的多样性与复杂性，建立团

结协作的意识，养成实事求是的科学态度。

三、教学重点和难点

重点：熟悉DIS的构成和使用方法。

难点：用DIS测量匀速直线运动物体的位移和速度。

四、教学资源

1、学生实验器材：米尺，三角尺（或直尺），皮尺（或卷尺），计算器；DIS（位移传感器,

数据采集器、计算机等）及配套的力学轨道，小车。

2、演示实验器材：DIS（位移传感器，数据采集器、计算机等）及配套力学轨道，小车。

3、自制课件。

五、教学设计思路

本设计的内容包括三个方面：•是数字化信息系统（DIS）的介绍：二是练习使用DIS；三

是用DIS测量运动物体的位移和速度。

本设计的基本思路是：以生活实际和实验为基础，通过对传统实验仪器和DIS传感器测量

物理量的比较，使学生对DIS的构成、使用方法有感性认识和实践体验；在此基础上利用DIS

位移传感器进一步探究匀速直线运动物体的s-t图像和v-/图像的物理意义，并求出运动物体的

速度。

本设计要突出的重点是：熟悉DIS的构成和使用方法。方法是：通过提出“如何测量物理

教科书体积，实验桌面积，教室内地面面积及运动物体在某段时间内位移”等问题创设情景，让

学生通过分组实验分析讨论传统实验仪器测量物理量的优缺点，引出数字化信息系统（DIS）测

量的优越性，并介绍DIS的含义、构成和实验框图；然后通过“练习使用DIS”分组实验，使学

生熟悉DIS的构成和使用方法，并通过“大家谈”形式进行类比，得出物理测量的三个组成部

分。

本设计要突破的难点是：用DIS测量匀速直线运动物体的位移和速度。方法是：以作匀速

直线运动的物体为例，运用DIS的数据采集、列表、作图、拟合功能，实时得出运动物体的sr

图像和v-f图像，并从中求出运动物体的速度。

本设计重视物理量测量的基本过程，重视培养学生的实验技能，提高学生的实验素养。

完成本设计的教学任务需2课时•

六、教学流程

1.教学流程图ZX

DIS实验1

实验系

实验

1统框图

设问1

DIS实验2小结归纳设计方案

2、流程图说明

情景实验1和设问1

通过分组实验，以“用传统实验仪器测量物理教科书体积，实验桌面积，教室内地面面积及

运动物体在某段时间内的位移”创设情景提出问题，随后让学生交流用传统测量工具测量物理量

的体会。

活动I和活动IIDIS实验1和大家谈

通过“练习使用D1S”学生实验，使学生熟悉DIS的构成和使用方法，并通过“大家谈”

的形式，通过类比得出物理测量的三个组成部分。

活动IIIDIS实验2

通过“用DIS测量运动物体的位移和速度”实验，使学生初步学会数据采集，列表，作

图、拟合、转换等实验技能，理解匀速直线运动物体sr图像和vr图像的物理意义。

活动IV小结归纳

通过“大家谈”的形式让学生谈谈本节课的收获和体会，由师生共同归纳得出DIS实验

“实时、定量、快速、直观”的特点，并进一步指出传统实验和数字化实验的整合代表了新

物理实验改革的方向；

问题设计方案

通过设置课后思考题，进一步引导学生进行拓展联想，鼓励学生利用DIS在课外进行进

一步的探究和创新，实现“带着问题进课堂、带着问题出课堂”的教学设计意图。

七、教学案例

（一）创设情景，提出问题

［学生分组实验］

1、一本物理教科书的体积有多大？实验桌的面积有多大？教室内的地面面积是多少，请同

学们动手测量一下？

2、让一位同学手持卷尺的一端做直线运动（单向或双向运动都可），请另一位同学通过卷尺

刻度测出某段时间内该位同学运动的位移？

设问：用传统测量工具测量物理量的体会是什么？

小结：用刻度尺测量距离靠人眼观察、手工记录，操作耗时费力，测量精度较低，效率不高，

实时测量有一定的困难。

中学物理课程中引入了数字化信息系统（简称DIS）,给物理量的测量带来了革命性的变化，

下面简单介绍如何用现代技术手段做物理实验。

（-）引入DIS,介绍概况

1、DIS：是DigitalInformationSystem的缩写，意为数字化信息系统。利用现代信息技术进

行实验研究，我们称做DIS实验。

2,DIS：是DigitalInfbrmationSystemLaboratory的缩写，意为数字化信息系统实验室，是

由“传感器+数据采集器+计算机（装有实验软件包）”构成的新型实验系统。

3、DIS的构成、系统框图和传感器使用方法可参考附录。

（三）实验探究，操作应用

应用示例1：练习使用DIS

•实验目的：熟悉DIS的使用方法

•实验器材：DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）；刻度尺。

•实验装置：如图

•实验步骤：（供参考）

（1）将位移传感器与数据采集器相连，数据采集器与计算机相连构成DIS实验系统。

（2）开启数据采集器电源和位移传感器发射器部分的电源后，打开教材专用软件，点击实

验条目上的“练习使用DIS位移传感器”。

（3）将位移传感器的发射器与接收器相对放置，点击开始记录，观察计算机界面上的数据

变化，并与刻度尺的测量结果进行比较。

（4）改变接收器和发射器的相对位置，测量其可测的最大、最小距离和角度范围如图，并

将实验结果填入表格中。

发射器……--------卜呻------------------接收器

实验记录:

位移传感器的测量范围

最大距离（cm）最小范围（cm）测量角度范围（0）

•大家谈：用刻度尺和DIS位移传感器测量距离有何不同和相同的地方？

相同处：任何测量都有三个组成部分。

被测对象-----►探测器----►记录，处理和显示

不同处：传统实验仪器精度较低、误差较大、可重复性较差。DIS具备“实时实验”功能，

数据采集、处理和分析都山计算机完成，测量时间省、精度高，误差小，传统实验和数字化实验

的整合代表了新物理实验改革的方向。

（四）知识迁移，学以致用

前面我们已经学过匀速直线运动物体的s-t图像和Lf图像，今天我们就用DIS来研究匀速

直线运动物体的运动情况，进一步理解这两个图像。

应用示例2：用DIS测定运动物体的位移和速度

•实验目的：研究匀速直线运动物体的S-t图像和V-t图像，并从中求出物体运动的速度。

•实验器材：DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）、DIS配套力学轨道、小车。

•实验装置:

研究匀速直线运动装置图

•实验步骤：（供参考）

（1）将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在力学轨道右端（轨道稍倾斜，使小

车能做匀速直线运动），将接收器与数据采集器相连，数据采集器与计算机相连，构成DIS实验

系统。

（2）开启数据采集器电源和位移传感器发射器部分的电源，打开教材专用软件，点击实验条

目上的“测量运动物体的位移和速度”，屏上将出现“位移一时间”坐标。

（3）点击“开始记录”，将小车放到轨道上，令其滑下。数据采集完成，点击“停止记录”,

获得位移一时间图像，从点的走向可以大致看出小车位移随时间变化的规律。

（4）拖动滚动条，将对应小车运动状态的s~t图像置于显示区域中间，点击“拟合”，得出

位移随时间变化的曲线。

（5）点击“选择区域"按钮，在s-t图像上选择研究区域。点击鼠标确定研究区域的“开始点”;

再次点击，以确定研究区域的“结束点"。此时在软件界面左下方的数据窗口中，即可显示出研

究区域内s-t图线的初位移、末位移、时间差、速度的值。

（6）点击uv-t图像"，观察研究区域内s-t图像对应的v-t图线。

•大家谈：如果实验得到的S-f图呈曲