高中物理必修一教案

1.1质点、参考系和坐标系

一、教材分析

本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标，就是研究“怎样描述物体的机械运动”。

教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念，指导思想是强调一般性的科学

方法，即为这样的思想作准备：解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方

法描述这个模型，并寻求解决的方法。

要研究物体位置的变化问题，首先必须解决位置确定问题，教科书把“物体和质点”

当作一个知识点，说明质点是针对物体而言的，实际的“物体”都“占有一定的空间”，在

通常的运动过程中，“不同部位的运动情况是不相同的"，从而“给描述运动带来了困难”，

解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。

二、教学目标

1、知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时.，观察的结果可能不同。

2、理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。

三、教学重点

1、在研究问题时，如何选取参考系。

2、质点概念的理解。

四、教学难点

在什么情况下可把物体看出质点

五、教学过程

()预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

(二)情景导入、展示目标。

在研究某一问题时:对影响结果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型，这是一种科学

抽象。那以前接触过这样的物理模型吗？

如：光滑的水平面、轻质弹簧。

这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽略掠了。今天我们乂要建立一

种新的物理模型——质点。质点，并完成下列问题：

设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。

（三）合作探究、精讲点拨。

1、物体和质点

填写：

（1）质点就是没有—，没有—，只具有物体—的点。

（2）能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？

（3）研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的

转动情况，能否把汽车看作质点？

（4）原子核很小，可以把原子核看作质点吗？

（5）运动的质点通过的路线，叫质点的运动—；—是直线，叫直线运动；是

曲线，叫。

共评：质点是没有形状、大小、具有物体全部质量的点。这是一种科学抽象，就是要抓

住主要特征，忽略次要因素，这就必须是具体问题具体分析。如果在我们研究的问题中，物

体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的，就可以把它看作质点。

比如在平直公路上运动的汽车，研究它运动的特点，汽车的大小、形状及车上各部分运动的

差异是次要的，可把汽车看作质点。而研究车轮的转动，是研究汽车上部分的运动，就不能

把汽车看作质点，再比如原子核很小，要是研究质子与质子的作用时，就不能把它看作质点。

2、（1）参考系：为了描述一个物体的运动，选来作为标准的物体，叫参考系。

（2）选择不同的参考系观察同一个运动，观察的结果会有不同

举例：描述同•个运动，选择不同参.考系，观察结果也不一样。

举例：运动的汽车，是选择地面为参考系，如选司机为标准，汽车是静止的……

（3）总结：参考系是可任意选取，但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。比如，研

究地面上物体的运动，选择地面或相对地面动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单。

3、坐标系

如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置变化，可以以这条直线为x轴，在直线

上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。

一般来说，为了定量地描述物体的位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系

教学中注意.以下几点：

(1)坐标系相对参考系是静止的。

(2)坐标的三要素：原点、正方向、标度单位、

(3)用坐标表示质点的位置。

(4)用坐标的变化描述质点.的位置改变。

(四)反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。(课堂实录)

(五)发导学案、布置预习。

我们已经学习了质点参考系和坐标，那么，在下一节课我们一起来学习时间和位移。

这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析矢量和标量的有什么区别？如何得出恰当的结

论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。

设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸

拓展训练。

六、课堂小结

本节课通过学生熟知的实例分析，让学生很自然地领会到“在某些情况下，真的可以不考虑

物体的大小和形状”，“突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点”。这充分

说明了将物体简化成质点的条件性，质点的两大基本属性。

为了强调坐标的概念，教科书用数学和物理学中通用的符号，即在直线运动中用减示

质点的位置，极坐标，用△户为一加表示质点的位移。在表示物理量的变化时，“△”实际

上是我们以前都在使用的符号，学生不会感到困难。相反，由于有了明确表示物理量的变

化量的符号，学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量。

明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开，这是本书的特点。物理.学中经常要

区分这两种物理量，有意识地强调它们的区别，对于以后的学习会有好处。下一节中，时刻

与时间间隔的关系也是这样。

1.2时间与位移

七、教材分析

《时间和位移》是人教版高中物理必修一第1章第2节教学内容，主要学习两个重要的知识

点：1知道什么是矢量和标量，2会区别位移和路程及时间和时刻。本节内容是对本章知识

的提升，又是后面知识点学习的基础。

八、教学目标

（一）知识目标：1、会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。

2、会用矢量表示和计算质点位移。

（二）能力目标：1、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。

三）德育目标：2、养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。

九、教学重点

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。

十、教学难点

位移的矢量性

十一、教学过程

（-）引入：（播放影片）

通过前面的影片大家可以看到,宇宙万物都在时间和空间中存在和运动.我们每天按时

上课、下课、用餐、休息.从幼儿园、小学、中学，经历一年又一年，我们在时间的长河里

成长.对于时间这个名词，我们并不陌生，你能准确说出时间的含义吗？物体的任何机械运

动都伴随着物体在空间中位置的改变，你们用什么来量度物体位置的改变呢？这就是我们

今天要研究的课题:时间和位移.

（二）新课教学：

（-）时刻和时间间隔

老师提出问题：1.结合教材，你能列举出哪些关于时间和时刻的说法？

2.观察教材第14页图1.2—1,如何用数轴表示时间？

3.时刻和时间有什么区别？

学生讨论：仔细阅读“时刻和时间间隔”，相互讨论，得出结论.

老师请学生回答问题并做小结：

1.物体的运动总是伴随着时间和空间而进行.

2.在表示时间的数轴上，时刻表示一个点，而两个点之间（即两个时刻之间）对应的

线段表示时间间隔，简称时间.

3.时刻是指某一瞬时，时间是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。两个时刻的问

隔表示一段时间.

学生思考：我国在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

太空中层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

古中部地区成为着陆.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？

参考答案：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62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.

（二）位移和路程

中国西部的塔克拉玛干沙谟是我国最大的沙漠，在沙漠中，远眺不见边际，抬头不见飞

鸟.沙漠中布满了100〜200nl高的沙丘.像大海的巨浪，人们把它称为“死亡之海”.

许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而丧生.归结他们失败的原因都是因为在沙

漠中搞不清这样三个问题：我在哪里?我要去哪里?选哪条路线最佳?而这三个问题涉及三个

描述物体运动的物理量：位置、位移、路程.

老师提出问题：位置、位移、路程它们有什么不同?请同学们结合教材弄明白这儿个问题.

学生讨论：四人一组,在各组发表自己的看法,对几个概念进行讨论.

老师请学生回答问题并做小结：

1:位移是矢量，有向线段的长度表示其大小，有向线段的方向表示位移的方向.

2：.质点的位移与运动路径无关，只与初位置、末位置有关.

3：位移与路程不同，路程是质点运动轨迹的长度，路程只有大小没有方向，是标量.

学生思考：一质点绕半径为碘圆周运动了一圈，则其位移大小为,

路程是o若质点运动了周，则其位移大小为13,路程是

4

,运动过程中最大位移是最大路程是。

（三）矢量和标量

老师提出问题:位移是矢量，路程是标量。那它们有什么相同点和不同点呢?说说矢量

和标量的算法上又有什么不同呢？

学生讨论：仔细阅读“时刻和时间间隔”，相互讨论，得出结论.

老师请学生回答问题并做小结：

1既有大小乂有方向的物理量叫矢量，只有大小没有方向的物理量叫标量。

2位移是矢量，只与始末位置有关而与路径无关，而路程与路径有关.

3两个标量相加遵从算术加法的法则.

学生思考：气球升到离地面80m高空时;从气球上掉下一物体，物体又上升了10m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，体会矢量的表示方向.

（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“+”“一”号在

表示方向上的作用.

解析：（1）-80m,方向竖直向下；（2）到现在有三种：语言表述法，如“位移的大小为

80m,方向竖直向下”；矢量图法；“+”“一”号法，如“规定竖直向上为正方向，则物体的

位移为一80m”.

（四）直线运动的位置和位移

老师提出问题:在同一直线中如何利用坐标表示出物体的位移，如何进行计算？

BOA

-202x/m

BOA

---------------1-----------1-----------L.-----------1--------------1----------->

-202x/m

老师请学生回答问题并小结：

从上面图中我们看出，物体沿直线运动由B运动到A时其位移即为X「X.=4m,由A运动到0

点时的位移即为Xo-X.=-2m。

（三）巩固练习

1关于时间与时刻，下列说法正确的是（）

A.作息时间表上标出上午8:00开始上课，这里的8:00指的是时间

B.上午第一节课从8:00到8:45,这里指的是时间

C.电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻

D.在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间

解析：时刻是变化中的某一瞬间，时间为两个时刻之间的长短，时刻是一个状态而时间

是一个过程，所以答案应为BC。

答案BC

十二、课堂小结

时间和时刻这两个概念是同学们很容易混淆的，同学们要掌握时间坐标轴.在时间轴

上，用点表示时刻，用线段表示一段时间间隔.位移和路程是两个不同的物理量，位移是用

来表示质点变动的，它的大小等于运动物体初、末位置间的距离，它的方向是从初位置指向

末位置，是矢量；而路程是物体实际运动路径的长度，是标量.只有物体做单向直线运动时，

其位移大小才和路程相等，除此以外，物体的位移的大小总是小于路程.找位移的最好办法

是从初位置到末位置间画有向线段.有向线段的方向就是位移的方向，有向线段的长度就是

位移的大小.时刻对应位置，时间对应位移.在位置坐标轴上，用点来表示位置，用有向线段

来表示位移.

1.3运动快慢的描述——速度

十三、教材分析。

本节教科书的重点是速度。初中和高中所学的速度是不同的，提醒学生注意这点

不同，有利于学生对矢量的学习。通过极限的思维方法，从平均速度过渡到瞬时

速度，但第…次教学时不要主动启发学生思考这种问题，多次接触极限思维方法

后，潜移默化会使他们明白。

十四、教学目标

一、知识与技能

知识与技能：

1、理解速度概念，领会速度概念的比值定义方法

2、理解平均速度概念，会利用平均速度的定义式计算物体的平均速度

3、知道瞬时速度是表示某一时刻的速度，了解平均速度与瞬时速度的区别与联系

4、理解速度的矢量性，知道速度的方向即物体运动的方向

5、知道速度与速率的区.别与联系

过程与方法：

1、体会平均速度概念的等效思想方法

2、在讨论平均速度利瞬时速度联系的过程中，体会极限思想方法

3、根据速度定义体会变化率的概念

情感态度与价值观：

1.通过极限法培养学生科学的思维方式

2.培养学生的迁移类推能力和抽象思维能力

十五、教学重点

速度、瞬时速度、平均速度三个概念，及三个概念之间的联系。

十六、教学难点

对瞬时速度的理解

十七、教学过程

（）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

质点的各式各样的运动，快慢程度不一样，那如何来描述物体运动的快慢？

教师活动：指导一学生快速阅读教材中的黑体字标题，提出问题：要描述物

体运动的快慢，本节课将会学到那些概念（物理量）？

学生活动：通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概

念都是为了描述物体运动的快慢而引入的，要研究物体运动的快慢还要学好这些

基本概念

（三）合作探究、精讲点拨。

一、坐标与坐标的变化量.

教师活动：指导学生仔细阅读“坐标与坐标的变化量”一部分，同时提出问

题：

1、以你骑自行车上学为例，假设你经过的某短路时平直的，你能

说明“坐标”与“坐标的变化量”有何不同，又有何联系？

2、观察图1.3-1,用数轴表示坐标与坐标的变化量，能否用数轴表

示时间的变化量？

3、教材15页上“思考与讨论”中的两个问题应怎样回答？

学生活动：学生在教师的指导下，自主阅读，积极思考，然后每四人一组展

开讨论，每组选出代表，发表见解，提出问题。

教师活动：帮助总结并回答学生的提问

二、速度

教师活动：指导学生仔细.阅读“速度”一部分，同时提出问题：

1、比较物体运动的快慢，可以有哪些方法？结合你身边的实例加以说明。

2、什么是速度？为什么用速度就可以描述物体运动的快慢？

3、表示速度的单位有哪些？它是矢量还是标量？

学生活动：学生就老师提出的问题去阅读教材，寻求答案；然后四人一组交流讨论，

初步建立起速度的概念。

教师提问：对于同一个物体，在某一段时间内，运动的快慢也不是每时每刻都一样。我

Ar

们用公式V=—计算出的速度，能否精确描述物体在任一时刻运动的快

△t

慢？

Ar

学生活动：思考老师提出的问题，讨论后得出结论：不能。因为v=空，只能反应一

A/

段时间内物体运动的快慢？

教师提问：怎样精确描述物体在任时刻运动的快慢呢？

三、平均速度和瞬时速度

教师活动：指导学生仔细阅读“平均速度和瞬时速度、速度和速率”两部分，同时提出

问题：我们日常生活中说到的“速度”是指什么？请举例说明。

学生活动：学生就老师提出的问题去阅读教材，寻求答案；然后四人一组交流讨论，选

出代表发表见解。

教师活动：聆听学生回答，点评。

教师活动：1、指导学生观察图1.3-2,认识汽车速度计的表盘并练习读数。

2、指导学生观察18页卷格，了解表格中常见物体的速度；

3、就课本19页“说一说”中讲述的故事，展开讨论，回答图1.3-3中的问

题。

学生活动：思考P20”问题与练习”第1、2题，讨论后回答。

教师活动：聆听学生回答，点评。

四、速度和速率

1.速率：瞬时速度的大小叫做速率.

2.日常生活和物理学中说到“速度”，有时是指速率.

思考：平均速率是平均速度的大小吗？

提示：平均速度是物体的位移与发生这段位移所需时间的比值.平均速率是

物体通过的路程与所需时间的比值.由于物体在通过一段位移时，位移的大小一

般不等于路程，故平均速率一般也不等于平均速度的大小.特例：只有当物体

做单方向的直线运动时，位移大小才等于路程，平均速度的大小才与平均速率相

等.

［典例分析］

【例1】一物体沿直线运动，先以3m/s的速度运动60m,又以2m/s的速度继续向前运动60m,

物体在整个运动过程中平均速度是多少？

【解析】根据平均速度的定义公式4,s为总位移，力为总时间，等于前一段位移

与后•段位移所用时间之和。

全过程的位移户120m,8x

物体在前一段位移用的时间为％

后段位移用的时间为.痣

整个过程的用的总时间为七S+tz=50s

3，=生上1=空

整个过程的平均速度।4F30m/s=2.4m/

（例2）汽车沿着指向从甲地开往乙地，（1）若在一半路程的平均速度为vi，后一半路程为

V2,则汽车全程的平均速度3为多少？（2）若汽车在全程所用时间的前一半和平均？（3）

两种情况下的平均速度哪个大？

解：设一半路程为x前一半路程用时间为h，后一半路程所用时间t2,根据平均速度的

定义式v=£，有；=工=—工=29（2）设全程运动时间为t,则前一半时间位移

tt,+t2£+Av,+v2

W彩

为Xi=V1—,后一半时间的位移X2=-V2—＞由平均速度公式

22

7=北土区="+"二=匕上也。（3）两平均速度作差有：G—：=匕*-3通＞o,

tt22V1+v2

即vl#v2时:后一种情况的平均速度大

（四）反思总结

1.本章节主要学习了速度的概念极其物理意义，平均速度和瞬时速度的概念及物理意

义。

2.知道了平均速度只能粗略描述质点运动的快慢。

3.速度是矢量，方向就是物体运动方向。平均速度中，速度方向也与位移方向相同。

瞬时速度的方向就是质点在那一时刻的运动方向。速率是标量，是指瞬时速度的大

小。

十八、课堂小结

本节学习的速度、平均速度、瞬时速度等概念是运动学的最基本、最重要的概念。深刻

理解这些概念的确切含义，弄清它们之间的区别和联系，是进一步学习运动学知识的基础。

初步掌握速度的矢量性、理解其物理含义，教师要引导学生在阅读教材的基础上，结合

具体实例，积极进行讨论、加以区别

1.4实验用打点计时器测速度

十九、教材分析

物理学是一门以实验为基础的自然科学.本节课为实验课，目的是让学生自主探究学习打点

计时器的使用方法，测定物体牵引纸带的速度，并尝试用图象的方法来表示速度随时间变化

的关系.根据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法，让学生用求平均速度的方

法，粗略表示物体运动的瞬时速度.教材这样处理.更进一步加深了匕节课对平均速度和瞬时

速度概念的理解.当然这种用平均速度代替瞬时速度的方法，在匀变速直线运动中有它的准

确性，这要在下一章中学习，在此可不必要向学生介绍这种结论性的知识，以免冲淡学习重

点，加重学生负担.本节课旨在让学生学到科学实验中探究的方法，而不是注重探究的结果

多么完美，所以千万不能让学生养成不尊重实验事实、拼凑实验结果的习惯.要让学生在亲

身体验描点法作图象的思想方法，向学生讲清图象的横、纵坐标，描点法，图象的物理意

义.要充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与.教师要补充•些更为典型的、学生非常

熟悉的、不•定是物理方面的图象，要突出图象的直观性，使学生对图象的作用有更多、更

深入的了解，为本节建立物理图象来分析、寻找物体运动的规律打下基础.

二十、教学目标

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.明确速度一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一时

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.通过画速度一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

持原则乂尊重他人的习惯.

二十一、教学重点

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一时间图象，并从中获取物理信息.

二十二、教学难点

处理纸带的方法，用描点法画图象的能力.

二十三、教学过程

［新课导入］

测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不停变化时，

测定某时刻的速度更是比较困难的，如上卜飞舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难

的.我们现在只研究直线运动的速度的测量问题.

当物体沿直线运动时，其位移在不断变化，要研究物体的运动，我们首先要准确记录物

体运动的信息.直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在测量时可以尝试通

过测量物体运动的时间和位移，再经过计算或作图来判断物体的运动情况.在实验中，我们

可以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时.，采用这

种方法的测量误差较大.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可

以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢.

【课堂活动】

作为同桌的两位同学合作，简易模拟打点计时器.

1.同桌两位同学之间，一位同学手拿一枝彩色画笔，另一位同学牵动一条宽约Icm的

长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移动.你按照•定的时间间隔点击纸带（比如

每秒1次，或每秒2次），比比看，看谁牵动纸带的速度变化最小.想一想，相邻两点的距离

跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影

响？

2.两位同学竞走比赛，为了比较他们的运动情况，现在让每位同学都提着底部穿孔、漏

沙比较均匀的两个沙袋一起竞走，然后通过他们的漏沙情况来判断他们的匀速运动情况和

加速情况.

以上两个探究活动目的是让学生体验打点计时器通过打点达到计时目的的原理.

学生做完后讨论.

生：相邻两点间的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大.纸带运动的快慢不均匀，点

子的间隔也不均匀，但对相邻两点间的时间间隔没有影响.

生：参加竞走的两人若运动快慢比较稳定，则漏沙比较均匀，若加速运动，会发现快的

时候漏沙少，慢的时候漏沙多.

［新课教学］

师：在以上的活动中，同学们认识到了打点和漏沙可以体现物体运动的快慢.今天我们

就来学习用打点计时器测定物体运动速度的方法，并用图象把这些速度形象地表示出来.

一、电磁打点计时器

教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用

说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.

电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,如图1—4—1所示.工作电压为4V〜6V

当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点.通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在

轴上的复写纸片压在纸带的上面.当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片（由弹簧钢

制成）磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中.由于振动片的磁极随着电流方向的改变

而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变

化周期一致，即为0.02s.位于振片一/带的振针就跟着上下振动起来.这时，如果纸带运动，

振针就在纸带上打出一系列小点.

图1一4一1电磁打点计时器

【交流与讨论】

电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么？

生:工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动,

并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致.若使用50Hz的交流电，打点的时间间

隔为0.02s.这个值正好是电源频率的倒数.

二、电火花计时器

教师布置学生。对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明

书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.

电火花计时器电火花计时器的外形如图1—4—2所示“，它可以代替电磁打点计时器使

用，也可以与简易电火花描迹仪配套使用.

正脉冲输入插座

纸带

图1—4—2

使用时电源插头直接插在交流220V插座内，将裁成圆片（直径约38mm）的墨粉纸盘

的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20mmX700mm）从弹性卡

和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动

时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同

一位置而影响到点迹的清晰度.也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验,

还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带

也可以重复使用，应注意降低实验成本.

【交流与讨论】

从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？

生：电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.

教师评论并系统总结.

师：电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是

打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期不大于

50Ps,这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简易，使用安全可靠（脉冲放

电电流平均值不大于5uA）.

师：打点计时器能记录哪些信息？

生：时间和位移.

下面的时间交给学生自主探究.

三、练习使用打点计时器

学生自主阅读教材中的实验步骤提示.

指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：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？

【交流与讨论】

针对问题，学生讨论实践后回答.

问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？

生：将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置.将纸带从复写纸

圆片下穿过.

问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整？

生1：可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸

框向下压恢复其原来位置.

生2：可能是复写纸该换新的了.

生3：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置.

生4：可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止.

生5：我选的电压在4V和6V的情况下，打点的清晰度有点差别，电压高的时候稍清

晰，所以可调高•点电压.

问题3.开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？

生：因打点计时器是按间歇工作设计的，故长期工作可能会因线圈发热而损坏.

投影展示：电火花计时器的纸带安装方法(让学生阅读)：

使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种：•种是用一条纸带从墨粉盘

下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，

打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带.学生实验时可采用

这一方法.另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨

粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜色较

重.墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可重复使用.用一条纸带打点时.，纸带与打点计时器之间的

摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大.不管用哪种方法，打完纸带后应立即切断电源.

师：处理纸带时，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点.如果数出n个点，这

些点划分出来的时间间隔数是多少？

生：共(n-1)个.

学生亲自手拉纸带练习使用打点计时器，自己设计表格，记录测量数据.

【思考与讨论】

师：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？

生：测出两个点间的距离，数一下这两个点间共有多少个时间间隔，即有多少个0.02s,

用这个总距离去除以所需用的时间.

【课堂训练】

出示题目：

打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间.如果把纸带和运动的物体连接在一起，纸带

上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置.研究纸带上的点子之间的间隔，就可以

了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运动情况.请你用简短的语言描述图1—

4-3所示每条纸带记录的物体的运动情况.

(b)|«•

(c)|■■*9■*・5

(d)l«.■9•

图1—4—3

参考答案：（a）、（b）的各点分布较为均匀，是匀速运动，但从点子的疏密程度来

看，（b）上的点子较稀疏，所反映的物体运动较快，速度较大.（c）表示物体运动得越来

越快，速度在增大；（d）表示物体运动得越来越慢，速度在减小.

四、用打点计时器测量瞬时速度

思想方法：用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时

间间隔越接近该点，这种描述方法越准确.

示例：如图1—4—4,测量出包括E点在内的。、/两点间的位移△了和时间Af,算出

纸带在这两点间的平均速度3=包，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度.

图1—414

AY

竺可以大致表示E点的瞬时速度，D、尸两点离后点越近，算出的平均速度越接近E

Nt

点的瞬时速度.然而。、尸两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点.

学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含这个点的•段时

间内的位移△心同时记录对应的时间Af,填入教材第23页中设计好的表1中.

根据，=包算出刚填完的表1中各点附近的平均速度，把它当作计时器打卜这些点时

的瞬时速度，抄入教材第24页表2中.从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况.

【课堂训练】

出示题目：

如图1―4—5所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz,某次实验中得到一条纸带，

用毫米刻度尺测出各点间的距离为：AC=14.0mm,AD=25.0mm.那么由此可以算出纸带在

AC间的平均速度为m/s,纸带在AD间的平均速度为m/s；B点的

瞬时速度更接近于m/s.

0cm123

图1—4—5

参考答案：0.350.420.35

解析：AC间的平均速度为49=巴坦竺二m/s=0.35

m/s,AD间的平均速度为

2T2x0.02

=m/s=0.42m/s.对描述8点的瞬时速度来说，AC段所取的位移间隔更小，

3T3x0.02

更能接近B点的真实速度，即B点速度更接近于0.35m/s.

五、用图象表示速度

师：刚才我们从表2中的数据可以粗略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化情况，图

象是表示变化规律的好方法，我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图

象来表示物体运动的速度呢？请同学们先看课文并回答.

生：在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，

根据表中各时刻的速度，将“，，）作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称

为速度一时间图象图象），简称速度图象.

学生具体操作描点.

师：我们从根据实测数据所描的点，可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律.

师：为了更清晰，你可以把这些点用折线连起来.

在老师的提示和帮助卜连线.

师：速度的实际变化应该是比较平滑的，所以，如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些

点，曲线反映的规律应该与实际情况更接近.

指导学生换用红色笔用平滑的线将刚才描过的点再重新描画一遍.

师：我们现在来观察图象，可以更形象直观地显示自己手拉纸带的运动情况.

二十四、课堂小结

电磁打点计时器和电火花计时器都是记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器w—r

图象：表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律.某段时间图线与时间轴围成的面积值

表示该段时间内物体通过的位移大小.形状一样的图线，在不同图象中所表示的物理规律不

同.

1.5速度变化快慢的描述—加速度

二十五、教材分析

加速度是力学教学的重要概念，也是高一年级物理课中较难懂的概念.在学生的经验中，与

加速度有关的现象不多，这就给学习加速度概念带来困难.教材先列举轿车和旅客列车的加

速过程，让学生讨论它们速度的快慢以增强学生的感性认识.教材还展示飞机的起飞过程，

要求学生从具体问题中了解“速度快”“速度变化大”“速度变化快”的含义不同，并且又在

旁批中指出“物体运动的快慢”与“运动速度变化的快慢”不同.在此基础上，通过飞机起

t和炮弹射出过程的具体数字运算引出平均加速度，进而说明瞬时加速度.同时指出了加速

运动和减速运动中加速度与速度方向的关系.通过瞬时加速度得出直线运动的这一物理运动

模型.在学习加速度概念后，又通过上节课学习的速度时间图象进一步说明怎样在图象中找

到加速度，让学生通过速度时间图象加深对加速度概念的认识和对图象的理解，是对图象认

识的深化和提高.变化率是生活中的常用概念，教材在“科学漫步”栏目中深入、细致地介

绍了一般情况下的变化率，有助于学生理解速度是位置的变化率，加速度是速度的变化率.

要想正确理解加速度的物理意义，掌握加速度的定义公式，学生必须具有较高的抽象思

维能力.可是，学生首次碰到加速度概念时是刚刚考入高中不久，不少学生抽象思维能力不

高，难以理解加速度的意义和定义公式.为了降低难度，现行教材均把匀变速直线运动和加

速度合为一节，只限于讨论匀变速直线运动中的加速度，只研究勾变速直线运动的加速度定

义、公式、意义、单位、方向.没有研究加速度的测量方法，没有讨论加速度的合.成与分解,

没有涉及加速度的成因，只在以后各章节中才把加速度的概念逐步扩充到一般变速运动中的

瞬时加速度.因此，在确定加速度教学目标时，应该注意教材处理的这一实际情况，逐步到

位，不能一步到位.否.则，教学目标制定过高，学习难度太大，不仅不能达到预期的教学目

标，影响教学效率的提高，而且易于在学生中产生物理难学的心里障碍，对今后的物理学习

也会产生负面影响.当然，也不能把教学目标制定得太低，这是不利于物理课堂教学效率提

高的.

二十六、教学目标

知识与技能

1.知道加速度的物理意义.

2.掌握其定义公式和单位.

3.知道加速度的方向与速度变化量方向一致.

4.区别加速度、速度、速度变化量.

过程与方法

1.通过比值定义法，进一步了解加速度的物理意义.

2.通过对速度变化快慢描述的探索过程“体会一个量的变化与变化快慢的区别.

情感态度与价值观

1.本节在物体运动快慢的基础上进一步提出速度变化快慢的问题.

2.通过探索用比值定义法得出加速度的概念，感悟到探索问题解决问题的兴趣和学无止

境的观点.

3.激发探索科学的兴趣和毅力.

二十七、教学重点

1.加速度概念的建立和加速度与匀变速直线运动的关系.

2.加速度是速度的变化率，它描述速度变化的快慢和方向.

二十八、教学难点

1.理解加速度的概念，树立变化率的思想.

2.区分速度、速度的变化量及速度的变化率.

3.利用图象分析加速度的相关问题.

二十九、教学过程

导入新课

复习导入

教师通过课件展示图1-5-1两幅vt图象，供同学们交流讨论，并设疑对比思考.指导学

图1-5-1

学生归纳总结出：甲图中，物体的速度每秒变化5m/s.

乙图中，物体的速度每5s变化5m/s.

引导学生体会速度的变化有快有慢，我们今天学习的加速度这一概念就是用来描述速度

变化快慢的物理量，很自然地引出本节学习的内容.

问题导入

普通的小汽车和高档跑车的速度都能达到200km/h,但它们从静止到具有这一速度所经

历的时间不同，高档跑车经历的时间要远小于普通的小汽车.哪个速度的变化快呢？速度变

化的快慢是衡量汽车档次的一个重要标准.这节课我们就来学习描述速度变化快慢的物理量

——加速度.

影片导入

利用课件视频资源，依次大屏幕播放下列影片片断：

万吨货轮起航，10s内速度增加到0.2m/s火箭发射时,10s内速度能增到约102mzs

以8m/s的速度行驶的汽车在急刹车时2.5s内能停下来

以8m/s的速度飞行的蜻蜓能在0.7s内停下来

图1-5-2

在以上片断中，各物体的速度都发生了变化，你怎样才能比较速度随时间变化的快慢

呢？

推进新课

一、加速度

利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车、运动员等录像，提出问题，让学生思考

讨论.谁的速度“增加”得快？如何来表示增加的快慢？

课件展示：依次展示三个速度表格，分析比较速度改变的快慢.

表一：

时刻/S051015

甲v/(m•s-1)20253035

乙v/(m・s")10305070

丙v/(m•s-1)35302520

Tv/(m•s-1)5035205

交流讨论：若物体在所用时间样的情况下，速度改变大的物体速度改变得快.

点评：让学生从最简单的例子入手，先比较相同时间内的速度改变量，为不同时间不同

改变量作知识铺垫.从简单到复杂，从特殊到一般，正是物理学探究规律的顺序.

表二:

初速度（km/h）末速度（km/h）所用时间（S）

轿车启动20507

5吨货车启动205038

10吨货车启动205050

学生认知观察表「1数据并交流讨论，若在速度改变相同的情况下,可以比较时间的长短，

所用时间越短，速度改变得越快.

教师继续引导学生分析数据，提高学生根据数据表来概括总结规律的分析能力.

教师设疑：若如下表所示，既无法用第一种方法，又无法用第三种方法比较，怎样比较

它们速度变化的快慢？认真观察表三，通过计算说明这四个物体哪个速度改变得快.

表三：

初速度（m/s）末速度（m/s）所用时间（S）

A自行车下坡2114

B公共汽车出站063

C火车出站020100

D匕机在空中飞行30030010

很明显，这几个运动物体速度的改变量不同，速度改变的快慢也不同，且速度增加大的

不一定就增加得快.为了描述物体运动中速度变化的快慢，人们引入了加速度的概念——加

速度是用来描述速度变化快慢的物理量.

教师指导学生回忆怎样描述物体运动位置的变化.例如在匀速直线运动中，物体从A点

运动到B点，可以用A、B两点坐标的变化除以所用时间即速度的大小来描述位置变化的

情况.

点评：利用速度的表达式类比，力求使学生猜想到可以用速度的改变量除以所用时间

来描述速度变化的快慢.

教师设疑：在表三中，A物体在4s内速度从2m/s增加到11m/s,怎样描述物体运动

的速度增加的快慢呢？

交流讨论并总结：用物体速度的增加量除以所用的时间来描述这段过程中物体速度增加

的快慢.

如果用符号a表示物体速度增加的快慢，Av表示物体的速度的变化量，△t表示物体

的速度变化所用的时间，应如何用公式表达A物体的速度变化快慢呢？

结论：a=~-m/s2=2.25m/s2

At4

教师指导学生依次完成表三中B、C、D的计算：

Av6-0

对B：a=—=------m/s2=2m/s2

Z3

Av20-0

对C：a=—=-------m/s2=0.2m/s2

△t100

Av300-3002

对D：a=—=---------m/s=0

\t10

上述方法就是变速直线运动中，描述物体运动速度变化快慢的基本思路和基本方法.其

Av

中的a="式是变速直线运动的加速度的基本定义式.在国际单位中，加速度的单位是

m/s2,读作米每二次方秒.

明确：1.定义：加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用的时间的比值.

匕一％

2.表达式：a=

t

3.单位及符号

米/秒2m/s2（国际单位制）

厘米/秒2cm/s2

阅读体会：课件展示阅读材料，让学生认真阅读并体会计算加速度.

材料一：高级跑车克莱斯勒ME412

0——100km/h加速时间2.9s

发动机：V12双顶凸轮轴48气门4Turbo

排量：6.000c.c.

最大马力：850/bhp/5,750rpm

峰值扭力：117.3kgm/2,500——4,500rpm车重：1,310kg

急速：400km/h以上

汽车性能知识参考网址：

/mantan.htm

http:/

材料二：死亡加速度

西方交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度500g（取g=10m/s2）这一数值,

以醒世人.意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险.那么大的加速度，一般情况下车辆

是达不到的.但如果发生交通事故时，将会达到这嗷值.因为，一般车辆碰撞的时间短，大

多为毫秒级.例如，两辆摩托车时速20km相向而行发生碰撞，碰撞时间为毫秒级，能产生多

大加速度？

教师引导学生类比加速度与位移，有什么共同的地方.引导学生归纳出加速度既有大小

又有方向，是矢量.

说明：当物体加速时，则Av=V2-V|>0,时间At是标量，加速度a的计算值为正值,如果以

初速度的方向为正方向（即初速度V。取正值），a为正值则可表示a的方向与初速度的方向相

同，或反过来说，若加速度a与初速度同向时，则这个直线运动为加速运动.

当物体是减速时，则Av=V2-V|<0,时间t是标量，加速度a的计算值为负值，如果仍以初

速度的方向为正方向（即初速度V。取正值），a为负值则可表示a的方向与初速度的方向相反,

或反过来说，若加速度a与.初速度反向时，则这个直线运动为减速运动.

在未学到“牛顿第二定律”之前，也可以用两辆汽车以相同的速度变化率做匀加速运动

和匀减速运动，虽然速度变化快慢相同，但速度的变化情况不同，前者速度越来越大，后者

则反之.启发学生思考，只凭速度变化快慢（速度变化率的大小）不能完全反映速度变化的

规律，从而引出加速度不仅有大小，而且有方向，是矢量.

虽然不必让学生从速度变化的方向去判断加速度的方向，但是应该让学生知道：物体做

匀加速运动时，加速度的方向跟速度的方向相同；做匀减速运动时，加速度的方向跟速度的

方向相反.这是直线运动中（无往复运动）的普遍性结论.至于加速度的正、负问题，只是在

特定的条件下（V。取正值）判断物体做匀加速还是匀减速运动的•种方法，这不是实质性

的结论，所以教学中不必强化.也可类比中速度v的方向与位移Ax的方向相同，理解

Ar

a=——中速度a的方向与速度变化量Av的方向相同.

△t

实验与探究

通过实验让学生体会1m/s?加速度有多大.

实验器材：高度约为斜面长度的十分之一的斜面（越光滑越好）.

体验方法：把斜面的高度调节为斜面长度的十分之一（向学生说明），让小球在斜面上

滚下（注意观察速度变化的快慢程度），小球在这个斜面上运动的加速度便大约是1m/sz.它

的含义是说物体每秒钟速度的改变量是1m/s.

问题探究

问题1：“上海磁悬浮列车的最高速度可达430km/h,它的加速度一定很大”.这一说法对

吗？为什么？

问题2：运载火箭在点火后的短时间内，速度的变化很小，它的加速度一定很小吗？

归纳总结：1.不对，当匀速运动时，尽管速度很大，加速度可以为零.

2.不对，由公式a=01可知，加速度等于速度的变化量和时间的比值，因而加速度是速

△t

度对时间的变化率.所谓某个量对时间的变化率，是指单位时间内该量变化的数值.变化率

表示变化的快慢，不表示变化的大小.

加速度和速度的区别：

1.速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大.

2.速度变化量大，加速度不一定大.

3.加速度为零，速度可以不为零：速度为零，加速度可以不为零.

问题互动

判断下列说法是