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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date高一物理运动的描述教案11.1质点、参考系和坐标系一、教学目标(三维)1知识与技能:(1)理解质点的概念,并能明确物体在什么情况下可以看作质点(2)知道实际选取参考系时的原则;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;能在具体问题中分辨出参考系是何物体;没特别说明时,参考系就是指地球或大地(3)知道坐标系的概念,知道并能够运用坐标系定量、准确描述物体的位置
2、和位置的变化2过程与方法:(1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程,知道它是一种科学的抽象(2)了解物理学研究中物理模型的特点,初步掌握科学抽象这种普遍的研究方法(3)通过数形结合的学习,认识数学工具在物理学中的作用3情感态度与价值观:(1)通过观察、探究体验,使之乐于探索自然现象和生活中的物理学道理(2)通过小组讨论,培养学生相互合作、共同探索的团队精神,并使学生学会合作与交流(3)体验研究问题的方法,学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观,并渗透德育教育二、教学重点、难点1教学重点及其教学策略:重点:质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立(后续)教学策略:通过观察、思考、讨论和实例
3、分析来加深理解2教学难点及其教学策略:难点:理想化模型的建立、判断及相应的思想方法;运动相对性题目教学策略:通过问题的讨论,在原有认知水平上进一步深化拓宽,达到攻克难点三、设计思路本节课以“创设情景(大量贴近实际学生生活的问题情景),提出问题观察思考,自主探索讨论交流,总结归纳”为教学结构,采用“交流互动”的探究模式进行教学四、教学资源 1演示器材:模型小汽车、乒乓球2图片资料:“神舟”号发射、返回过程、GPS定位器、飞机空投、火车五、板书设计1.1质点、参考系和坐标系1、质点:(1)定义:用来代替物体的有质量的点叫质点(没有大小、形状但有质量的点)(2)实物简化为质点的条件:物体的大小和形状
4、对研究的问题的影响可忽略不计(3)质点是个理想化的物理模型,实际不存在(理想模型:抓住主要特征,忽略次要因素)2、参考系:(1)定义:选来作为标准的另外的物体叫做参考系(2)选择不同的参考系来观察同一运动,观察的结果会有不同(3)选择的原则:观测方便和使运动的描述尽可能简单3、坐标系:为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系一维坐标系(直线坐标系)、二维坐标系(平面坐标系)、三维坐标系(立体坐标系)六、教学设计教师活动学生活动引入新课 呈现“神舟”号从发射到返回舱成功回收的主要阶段。讲述:飞船在茫茫太空遨游,如何描述它的运动呢?文学家、艺术家采用形象的手法。“凌云戏
5、月游银汉,转瞬翔天过太空”,短短一两句话就勾勒出航天飞船的雄姿。世界万物都在运动,对于不同物体的运动,不同的人(如文学家、艺术家等)有不同的描述,请举例说明。那么物理家怎样描述物体的运动呢?著名物理学家海森伯曾说过:“为了理解现象,首要条件就是引入适当的概念。只有借助于正确的概念,我们才能真正知道观察到了什么。”本章我们首先引入描述运动的一些基本概念,进而研究最简单最基本的运动形式:直线运动。观看图片:“神舟”号发射图片全过程:“2003年10月15日,一个令人骄傲的日子,一个彪炳史册的日子” 小组讨论后学生回答:诗人常用“气势磅礴”,“惊滔拍岸,卷起千堆雪”,“奔流凝激电,惊浪似浮霜”等诗词
6、来描述江水的运动;画家则运用简笔画加线条来描述汽车的运动。 讲授新课一、探究质点模型的建立、展示运动汽车的实物模型。提问与讨论:(1)要准确描述汽车上各点的位置随时间的变化不是容易事,困难和麻烦出在哪儿呢? (2)如果我们研究它从家里出发到你亲戚家做客,需要多长时间,需要了解它各部分运动的区别吗?(3)上述问题中,汽车的大小和形状是次要因素呢还是主要因素呢?讲述:有些时候在研究问题中,为了便于分析,常常把实际物体简化为一个没有大小和形状的点。呈现信息窗:“神舟”5号飞船载人舱长7.4m,直径2.8m,用长58m,重达480t的“长征”2号火箭发射。如科学家研究“神舟”5号飞船在空中的运动位置、
7、高度、快慢等问题时就可把它简化为一个有质量的点。体会“神舟”号运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。教师活动 学生观察思考、讨论后回答:(1)主要由于汽车的车身在向前运动的同时,它的轮胎还在转动。也就是汽车有一定的大小和形状,各部分的运动情况不一样。(2)如果我们只研究它运行时间就不需要了解它各部分运动的区别。(3)汽车的大小和形状是个次要因素,可以忽略。 “神舟”五号飞船返回舱 学生活动小结:这样,在某些情况下,我们可以把物体简化为一个有质量的点。物理学中,用来代替物体的有质量的点叫质点。思考:质点实际存在吗?信息快递:在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,经过科学抽象而建立
8、理想化的“物理模型”,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法。质点就是这种物理模型之一。、提问:(1)研究月球绕地球的公转能否把月球视为一个点呢?呈现月球公转运行的模拟图片(如图)。(2)一列沿京沪铁路运动的火车,若研究它从上海到北京的运动能否把它简化为一个点?呈现火车运行模拟图片。(3)研究地球上各处的季节变化时,能否把它视为质点呢?(4)研究火车通过大桥的运动时,能否把它简化为一个质点?呈现火车过桥的图片。3、通过以上几个问题请同学们进一步讨论:(1)物体是否在所有的情况下都能看作质点?(2)物体看作质点的条件是什么?(3)物理中的“质点”跟几何学中的点有什么相同和不同的地方?(
9、4)大的物体一定不能看成质点?小的物体随时都看成质点吗?演示乒乓球发球情况。学生思考后作出回答:在实际中没有大小和形状的点是不存在的学生学习体会科学研究的基本方法 水火地金木土天海冕学生观察思考,小组讨论后作出回答:(1)研究地球绕太阳的公转能把地球视为点;因为日地距离远大于地球的直径。(2)同理研究火车从上海到北京的运动也能把它简化为一个点;因为上海到北京的离远大于火车的长度。(3)研究地球上各处的季节变化时,不能把它视为质点,因为它的大小不能忽略。(4)同理研究火车通过大桥的运动时,也不能把它视为质点,因为火车的长度可以与大桥长度相比拟。青藏铁路引导学生讨论交流、归纳总结:(1)同一物体能
10、否看作质点,要依据问题的具体情况决定。(2)物体看作质点的条件是:物体的形状和大小对所研究的问题影响很小时。(3)相同点是都无大小和形状,不同点是一个有质量,一个无质量。(4)物体能否看成质点,与物体本身的大小无关。大的物体,如月球、飞船也可以看成质点,小的物体,如乒乓球在发球时要考虑旋转,不能看成质点。 教师活动学生活动二、参考系1、情景:有一首唐代流传下来的诗词:“满眼风波多闪灼,看山恰似走来迎,仔细看山山不动是船行。”提问:作者为什么会有“山迎”、“船行”这样两种不同的感觉? 小结:物体的运动和静止是相对的。同时也说明自然科学与人文科学是相通的.为描述物体的运动,需要另外选取一个物体作为
11、标准,否则无法判断。这个作为标准的物体叫做参考系.它是参照物的科学名称.、展示飞机空投的挂图。提问:选择不同的参考系观察结果如何?从中你有什么发现呢? 、提问:参考系的选择是任意的。但怎样选择比较好呢?如观察研究月球的运动(如右图)选什么参考系较好?(是地球还是太阳)由此你得出的结论如何?小结:参考系的选择应以对运动的描述简单、方便为原则。要注意的是:若无特别说明,通常是以地面或相对地面静止的物体为参考系三、坐标系1、假设你(质点)在学校操场上,沿东西方向笔直(直线)地奔跑,如果要问你(质点)到了哪里,我们会怎样表示呢?对我们可以选择大家所熟悉的标志作为参考,说明你的位置。那么能否借助数学方法
12、呢?小结:一般说来,为了定量地描述物体的位置变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。用坐标值来表示物体的位置。提问:如何选择坐标轴和正方向?如何选坐标原点?如何确定坐教师活动学生自由回答:因为这与参照物的选取有关。 “山迎”的感觉是由于选船作为参考物,“船行”是选山作为参考物。学生观察思考,小组讨论后回答:以飞机为参考系,看到投下的物资沿直线竖直下落,地面上的人以地面为参考系,看到物体是沿曲线下落的。我们发现:选择不同的参考系来观察同一运动,观察的结果会有不同。学生观察思考,自由回答:以地球为参考系比较好,因为此时研究月球的运动比较简单。而以太阳为参考系研究月球的运动比较复杂。因此我们认为:参考
13、系的选择应以对运动的描述越简单越好。学生回答:可以说在操场上旗杆东面或西面几米处。学生思考,讨论后回答:可以建立坐标系来描述物体的物质。 教师引导学生回答:对质点的直线运动,一般选质点运动轨迹为坐标轴,质点运动的方向为坐标轴正方向,选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点。学生活动标轴上的刻度值?如果我们以广场上旗杆作为坐标原点,x=3m,x=-2m表示什么意思?正负号表示什么意思?说明:方向常用正负号表示2、说一说如果同学们(你)在冰场上滑冰,对于这种平面运动,要描述自己的位置或位置的变化,你认为应该建立怎样的坐标系?重:如果我们要研究“神舟”号这种三维运行呢?3、请同学们阅读课本第页“科学
14、漫步”,并回答:此GPS定位器此刻处于我国哪个城市?从显示屏中你还能获得哪些信息?老师解释:显示屏上第1行的“西”和第2行的航向267其含义(见右图)。请同学举例说明它还有哪些用途。学生回答:x=3m,表示在广场上旗杆东面3米处,x=-2m表示在广场上旗杆西面2米处。正负号表示方向,即学生回答:对于平面运动,我们可以建立平面直角坐标系描述位置或位置的变化;对于“神舟”号可以建立三维坐标系研究它的运动。学生回答:显示屏上的北纬3955451、东经11623504是北京所处的经度和纬度。还可以知道时间,航向、航速、航程。GPS应用领域有交通管理、测量、实时导航、精确定位、资源开发等。本课小结这节课
15、我们学习了质点、参考系和坐标系等概念,它们是运动学乃至整个力学的最基本最重要的概念。要描述物体的运动,首先要对实际物体建立一个物理模型,最简单的是质点模型。由于运动的相对性,描述质点的运动时必须明确所选择的参考系。为了准确地、定量地描述质点的运动,还要建立坐标系。除了以上知识,你还学到了什么方法? 学生回答:物理学研究问题的基本方法建立物理模型。布置作业复习本节课本。思考课本第13页“问题与练习”中各题,要求准确回答。想一想,练一练,做一做。 加深对课堂所学知识的理解和掌握,联系实际对所学内容进行应用。七、教后反思 本节课主要学习描述物体运动的几个基本概念。充分利用多种素材,创设出生动有趣教学
16、情境,使学生很快进入一种乐学的学习状态。注意从学生身边或社会实践活动中选取典型事例,并紧密联系学生已有的直接经验,使抽象的物理概念变成生动、形象的认知对象,从而有效地降低了概念学习的难度。对于质点、参考系等概念,不是将现成的结论直接告知给学生,要着力拓展它们的建立过程,在情景中提出学习和探究的主题后,精心设计问题串,把学习的主题分解成若干问题,在一系列的解决过程中逐渐达成对概念的深入、全面的认识,从中体会基本的物理思想方法。1.2时间和位移(2课时)一、教学目标(三维)1、知识与技能:(1)知道时间和时刻的含义以及它们的区别;知道在实验室测量时间的方法(2)知道位移的概念,它是表示质点位置变动
17、的物理量,它是矢量,可以用有向线段来表示(3)知道位移和路程的区别、矢量与标量的区别2、过程与方法:(1)联系生活实际,通过师生共同讨论的方法来确定二组概念(2)通过的数学方法来突破时刻与时间、直线运动的位置和位移及相关方向(3)运用所学的概念判断一些与生活相关的实际问题(用标矢量表示和计算质点的位移、路程)3情感态度与价值观:(1)通过对实例的讨论学习,使学生体会到物理现象所蕴含的自科美(2)通过对问题的讨论,培养学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题,提高学习兴趣(3)培养学生有主动与他人合作的团队精神,提高学生的科学素养二、教学重点、难点教学重点及其教学策略:重点:时间、时刻;位移、路程
18、的概念;矢量与标量的概念教学策略:通过自主学习、观察、思考、讨论和实例分析来加深理解教学难点及其教学策略:难点:路程和位移的区别;位移的矢量性,其大小、方向的表示方法教学策略:通过问题的讨论,结合学生生活实际、联想,达到攻克难点三、设计思路1、本节内容比较简单,大部分内容学生可通过自学获得知识,充分培养学生的自主学习能力2、质疑讨论法:这节课主要采用学生自己从实际出发,启发学生自己讨论、鉴别。从而培养了学生自己分析问题,解决问题的能力3、用数学上坐标描述时间与时刻,位置、位移与路程,培养利用数学知识描述物理问题的能力四、教学资源挂图、投影仪(或幻灯、多媒体等)、可供实物投影、放像、课件播放等五
19、、板书设计 1.2时间和位移、位移和路程1、时刻、时间间隔(也称时间)(1)时刻:某一瞬间,在时间坐标轴上对应于一点,与状态量相对应(2)时间:两个时刻间的间隔,在时间坐标轴上对应于一段,与过程量相对应(3)时刻和时间的关系:时间末时刻初时刻,即(4)实验室中测量时间的方法:用停表;用打点计时器(测量和记录很短的时间)2、位移和路程(1)路程:质点运动轨迹的长度,与运动路径有关(2)位移:位移是用来描述物体位置改变的物理量,是由初位置指向末位置的有向线段(线段长即位移大小,初位置指向末位置即位移方向),与运动路径无关,只由初、末位置来决定3、矢量与标量(1)矢量:既有大小、又有方向的物理量。如
20、位移、速度、力等(2)标量:只有大小没有方向的物理量。如温度、长度、质量、密度、时间、路程等4、直线运动的位置和位移 位移=末位置初位置,即六、教学设计教师活动学生活动引入新课(fd)为了准确描述物体的运动,我们引入了一理想的物理模型质点;定量描述物体的位置及位置变化引入了坐标系。下面请同学们根据质点的条件来回答如右问题:(过渡)然而有这些物理量还是不够的,为了更确切地描述物体的运动,我们还需要哪些物理量?(运动体现时间)巩固实物看成质点的条件下列情况中的物体,哪些可以看作质点?( ) A研究从温州开往杭州的一列火车的运行快慢 B研究火车通过一座铁路桥所用的时间C孙海平教练员研究刘翔跨栏时的动
21、作 D研究地球自转时的地球 学生思考回答,引入课题。 讲授新课一、时刻、时间间隔(也称时间)运动是和时间相联系的,因此要研究物体的运动,首先就要弄清楚时间上的两个不同概念时间间隔和时刻。那么,什么是时间?什么是时刻?呈现神舟五号提问:上述中的时间含义一样吗?并列举出实际的例子。师生共同(学生自主)归纳出时刻、时间的定义时刻:某一瞬间;时间间隔:从开始到结束的时间间隔。提出:怎样区别时间与时刻的不同?出示投影片,学生回答哪些表示时刻,哪些表示时间。总结:(1)时刻:某一瞬间,在时间坐标轴上对应于一点,与状态量相对应(2)时间:两个时刻间的间隔,在时间坐标轴上对应于一段,与过程量相对应教师活动与神
22、舟五号有关的几个时间:2003.10.15 09:009小时40分50秒11小时42分10秒10.15 18:40 10.16 06:23学生讨论回答并举例: 上方指的是时间间隔,下方指的是时刻几点钟开会,会议长达2个小时,什么时间下课,几点发车,一堂课40分钟。学生讨论回答:t / s计时起点如果把时刻、时间在数轴上表示出来,那含义就一目了然上课下课上课上课891045min45min10mint/h0 1 2 3 4 5 6 7 8学生活动(3)时刻和时间的关系:时间末时刻初时刻。(4)实验室中测量时间的方法:用停表;用打点计时器测量和记录很短的时间。(后面第四节将详细讨论)强调:在时间轴
23、上表示出时刻、时间:时刻表示为一点,时间表示为一线段。这在以后的直线运动中的速度的研究中,常要用到这两个概念。例1在如图所示的时间坐标轴上找到:第3s末 第2s初 第3s初 3s内 第3s内。解析:在时间坐标轴上时刻用点表示,时间用一段距离表示。故D点既表示第3s末,又表示第4s初;B点既表示第2s初,又表示第1s末;C点既表示第3s初,又表示第2s末;AD段表示3s内,BE段同样表示3s内;CD段表示第3s内。注意:“3s内”是包含计时开始后的一段时间,“第3s内”不包含计时开始后的一段时间。引导得出学生时间单位及符号:时间的国际单位是秒,另外还有分、时等,符号分别是s、min、h。师生共同
24、归纳总结得出结论。学生举例说明时间的测定方法种类。总结实验室中时间的测定方法。实际上测距离,往往是通过测时间。如地月、车距时,只要测出(光、声音)传播的时间,利用距离速度时间就可搞定。ABCDEt/s543210学生思考,得出答案。课堂巩固:一列从宜山驶往温州的汽车运行情况: (1)温州快客从宜山车站出发的时间为5:30; (2)温州快客到达温州客运中心的时间为6:40; (3)温州快客在温州客运中心停了15分钟时间;(03会考)以下数据中记录时刻的是( )A航班晚点20min B午休从12:30开始 C一般人的反应时间约0.2s D火车离站已有3min二、位移和路程同学们去北京旅游过吗?(有
25、句话:学好数理化,走遍全天下,所以要学好物理哦)。设想你在北京和重庆两地旅游,当你旅游完北京想去三峡(重庆)旅游,那么你一般会选择怎么走?(呈图)探究位移概念的建立:提问:从北京到重庆用不同的交通工具,他们的运动过程有何共同与不同的地方?(路程是否相同?位置的改变是否相同?)教师活动学生:大部分没去过学生观察图(培观察获取信息能力)、思考后回答:坐飞机、坐火车、先坐火车,再乘船 学生活动讲述:为了描述物体位置变化的这种共同的特点,物理学中引入位移。讨论总结得出结论:(1)位移:物理意义:用来描述物体位置改变的物理量。思考:A要把位置变化的直线距离和方位这个共同的特点直观的表示出来,可用什么来表
26、示好呢?可用由初位置指向末位置的有向线段来表示(如图)。B 位移与物体具体通过的路径有关吗?有否方向呢?路程与物体具体通过的路径有关吗?有否方向呢?位移与运动路径无关,只由初、末位置来决定即大小:初、末位置间直线距离,即有向线段的长度。方向:由初位置指向末位置(2)路程:质点运动轨迹的长度。与运动路径有关。继续讨论:通过上题1路程与位移有何区别与联系?2在何情况下物体的位移大小等于路程?(3)路程与位移有何区别与联系小结:质点运动的实际轨迹的长度即路程,它只表示大小,而没有方向。而位移是物理学中表示质点位置变化的物理量,是从始位置指向末位置的有向线段。在单方向直线运动中位移大小等于路程。学习方
27、法指导:在求物体的位移时,应去找这段时间内的初、末位置,一旦初、末位置确定,则位移的大小和方向就可确定。教师活动老师点拨,学生讨论、分析归纳得出结论。不同:沿不同的轨迹,走过的路线长度不同、时间不同、快慢不同、距离不同;相同:起点相同、终点相同;但位置变化相同(直线距离,方位)。学生观察图P(15),老师进行启发:可用一条由初位置指向末位置的有向线段来表示根据刚才的分析学生经过思考回答:位移与路径无关,由过程的初、末位置决定,并且位移是有方向的;路程与路径有关,它是路线的长度,并且路程是没有方向的;课堂巩固:在体育场上正在进行800米竞赛,某运动员沿400米的跑道跑了两圈后,正好回到出发点,则
28、正确的是( )A他的位移是400米 B他的位移是800米 C他的位移是零 D他通过的跑程也是零(启发、引导学生:运动员回到出发点时,位置有否变化?)(04温州)一个皮球从离地3m高处落下,又被地弹回,在离地1m高处被接住,则皮球通过的路程和位移大小分别是( )A4m,4m B3m,1m C3m,2m D4m,2m(02会考)如图所示,三位旅行者从北京到上海,甲乘火车直达,乙乘飞机直达,丙先乘汽车到天津,再换轮船到上海,者三位旅行者中( )A甲的路程最小B丙的位移最大C三者位移相同D三者路程相同(第1课时)老师启发学生思考、讨论、分析归纳得出结论:区别:位移有方向,路程没方向;位移大小路程;路程
29、与路径有关,位移与路径无关,仅由这段时间内的初末位置决定;位移大小小于或等于路程。联系:都与一段时间对应;单位都是米(sI);在单方向直线运动中位移大小等于路程。(03江苏)(重)学生活动三、矢量与标量在物理学中,象位移这样的既有大小、又有方向的物理量叫做矢量。只有大小没有方向的物理量叫做标量。我们学过的物理量中,还有哪些是矢量,哪些是标量?举例说明。讲述:矢量、标量的本质区别在于它们的运算法则不同。标量运算满足算术运算法则,直接相加减。那么矢量计算满足平行四边形法则。学生思考后回答:矢量有 位移、速度标量有 路程、长度、质量、温度、时间等学生看书P(15)“思考与讨论”,学生讨论,回答其中提
30、出的问题。 学生思考讨论得出结论:矢量运算满足勾股定理(准确为:平行四边形法则)。四、直线运动的位置和位移时刻与质点的位置相对应,时间与质点运动位移或路程相对应。而位移是描述物体位置变化的物理量,对直线运动的物体,在坐标系中,怎样根据位置的变化表示出位移的大小和方向?总结:位移=末位置初位置即出示P(15)投影片。位移中负号的意义方向 指导学生阅课本P(15):直线运动的位置和位移回答问题。 例2 (03江苏)如图所示,物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C,则它的位移和路程分别是( )A0;0 B4R,向东;2R,向东C4R,向东;4R D4R,向东;2R例3下列关于位移和路程的说法中,正确
31、的是( )A位移的大小和路程总是相等,但位移是矢量,路程是标量 C位移取决于始末位置,路程取决于实际运动路线D运动物体的路程总大于位移B位移描述直线运动,路程描述曲线运动路程总大于位移例题精析例4 一个质点在x轴上运动,其位置坐标如下表:t/s012345x/m204176请在x轴上画出各时刻物体的位置该质点02s末的位移大小是 _,方向是 _ 该质点在开始运动后_ s内位移最大该质点在第 _s内位移数值最大,大小是 _,方向是 _例5 一支长150m的队伍匀速前进,通讯员从队尾前进300m后赶至队首,传达命令后立即返回,当通讯员回到队尾时,队伍已前进了200m,则此过程中通讯员的位移是m,走
32、过的路程是m例6关于位移和路程,下列说法中正确的是( )A沿直线运动的物体,位移大小与路程相等B质点运动的位移大小可能大于路程C质点通过一段路程,其位移可能为零D质点沿不同路径从A点到B点,路程可能不同,位移一定相同本课小结(略)布置作业 请学生课后探讨课本第16页, 1、2题。把3、4两题做在作业本上。七、教后反思本节课克服了“教师讲,学生听”的弊病,采用问答、讨论和与生活相关的具体实例,以及老师必要的点拨(尤其是位移的概念的引入及大小、方向的理解)、启发与解释等师生互动交错进行,使学生主动学习,在自主的探索中寻找到获得知识的乐趣,充分调动了学生的学习积极性,培养了学生的自学能力和团队精神。
33、另外,在教学过程中,尽量用手头的电教手段,教学挂图,能提高课堂教学效果和增加讲课容量。1.3 运动快慢的描述 速度(2课时)一、教学目标(三维)1、知识与技能(1)正确理解速度的概念,知道速度是表示物体运动快慢的物理量,知道速度的定义(2)明确速度是矢量,知道速度的单位,了解生活实际中的某些直线运动的速度的大小的数据(3)理解平均速度、瞬时速度的概念以及区别,会用平均速度的公式解决一些简单问题(4)知道瞬时速度的概念,知道速度和速率的区别2、过程与方法(1)比值定义法是物理学中经常采用的方法,学生在学生过程中掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法(2)培养学生的迁移类推能力,抽象思维能力3、
34、情感态度与价值观由简单的问题逐步把思维迁移到复杂方向,培养学生认识事物的规律,由简单到复杂。二、设计思路 通过和初中的知识比较,区分并加深对速度的理解,按照位移速度平均速度瞬时速度速度和速率的顺序递进教学,矢量性和比较教学是这节课的主线 结合实际生活中的例子,给学生感性的认识,可以增加学生学习的兴趣 学生回答问题时,答案要加以修正,引导学生向正确的答案和科学的学习、研究方法努力三、教学重点和难点1教学重点及其教学策略:重点:速度、平均速度与瞬时速度的概念及其区别教学策略:通过实例分析来加深理解2教学难点及其教学策略:难点:怎样由平均速度引出瞬时速度;平均速度、速度的“初中”教学策略:通过数学上
35、微元法的思想来推导和加深学生的理解,同时可以为后面的类似的问题埋下伏笔四、教学资源 充分利用现代化教学技术,通过多媒体课件,形象地再现物体运动的情况;挂图、实物投影五、板书设计 1.3 运动快慢的描述 速度1、坐标与坐标的变化量2、速度(v)(1)物理意义:速度是表示运动的快慢、运动方向的物理量(2)定义:等于位移跟发生这段位移所用时间的比值(3)表达式:(SI中,单位为m/s)1m/s=3.6km/h(让学生推导过);cm/s、km/h(4)速度是矢量:速度的方向就是物体运动的方向3、平均速度、瞬时速度(1)平均速度:描述物体在某段时间(位移)内的平均的运动的快慢,是矢量;(2)瞬时速度:运
36、动的物体在(经过)某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量(3)平均速度与平均速率的区别(难点):前者位移与时间比值,矢量;后者路程除时间,标量4、速度和速率(1)速率是物体瞬时速度的大小,是标量(2)速度是矢量六、教学设计教师活动学生活动一、引入新课问:步行的人、骑自行车的人、汽车都在笔直的马路上运动,它们的运动有什么不同? 问:匀速运动的火车和汽车。火车30分钟行驶了20千米,汽车5分钟行驶了3千米。火车和汽车哪个运动得快?(让学生通过计算回答。)这节课来学习运动快慢的描述学生回答: 运动的快慢不同。x/km学生通过计算回答:火车运动的快。二、新课教学1、探究运动快慢的描述速度、平均速度、瞬时
37、速度 提问:几个物体作匀速直线运动时,用什么方法比较它们的运动快慢? 老师:那运动物体所走的位移,所用的时间都不一样,又如何比较其快慢呢? 老师:对,这就是用来表示快慢的物理量速度,在初中时同学就接触过这个概念,那同学回忆一下,仔细比较一下有哪些地方有了侧重,有所加深。 板书:速度是表示运动的快慢的物理量,它等于位移跟发生这段位移所用时间的比值。用表示。师:由速度的定义式中可看出,在国际单位制中v的单位及符号、常用单位及符号?思考1:据,有人说跟成正比,正确吗?你认为如何?指出:这是通过比值法来定义的物理量,v跟、无关,不能从纯数学角度来理解,有自己物理意义,但可用它来求解匀速运动物体的速度大
38、小。类似的有初中学过的密度。思考2:两辆汽车从某地出发,速度都是20m/s,他们的运动情况完全相同吗?思考3:那速度是矢量还是标量?体会:速度仅指出大小是不够的,还必须具有方向。强调:速度的矢量性。这就是why用位移而不是用路程的原因板书: 速度的方向就是物体运动的方向。学生1:同样长短的位移,看谁用的时间少。 学生2:那比较谁通过的位移大。学生3:单位时间内的位移来比较(即刚才的问题),就找到了比较的统一标准。 学生:初中的速度的定义是:速度等于路程除以时间。区别在于一个是路程,一个是位移,而且现在是用比值法定义。 引导学生得出:在国际单位制中v的单位由位移和时间共同决定,是米每秒,符号为m
39、/s或ms1,常用单位还有km/h、cm/s等。 马赫也是速度单位学生回答不准确,老师引导通过实例及初中学过的知识来帮助理解速度。学生:不相同(可能是背道而驰 !),因为它们的运动方向可能不一样。速度是矢量,因为位移是矢量,由可知速度应该是矢量。学生:位移、速度都是矢量。 教师活动学生活动2、平均速度在匀速直线运动中,运动快慢都是一样的,即是恒定的。那么在变速直线运动,运动快慢是不一样的,即v是不相等的,那又如何描述物体运动的快慢呢? 例:百米运动员,10s时间里跑完100m,那么他1s平均跑多少呢?师:对,这就是运动员完成这100m的平均快慢的程度,叫做平均速度。板书:平均速度公式思考:运动
40、员在前50米的平均速度是否也是这样大?指出:但这个=10m/s只代表这100米内(或10秒内)的平均运动快慢程度,而不代表他前50米的平均速度,也不表示后50米或其他某段的平均速度。学法指导:求解平均速度时应明确求的是是哪段时间内或位移内的平均速度,然后找出对应位移和时间,代入进行计算。师:对于百米运动员,谁也说不来他在哪1秒跑了10米,有的1秒钟跑10米多,有的1秒钟跑不到10米,但它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。所以就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。 3、瞬时速度如果要精确地描述变速直线运动的快慢,应怎样描述呢?那就必须知道某一时刻(或经过某一位置)时运动的快慢程度
41、,这就是瞬时速度。在t时间内,我们只能够求出物体运动的平均速度,当t趋向于0时,这一段时间就是某一个时刻,所以瞬时速度就等于在趋向于0的t时间内的平均速度。v=lim ;同时,在某一个时刻,物体必定在某一个位置,所以瞬时速度是物体在某一时刻或经过某一个位置时的速度。板书:瞬时速度:运动的物体在(经教师活动学生回答:用平均速度。不知道较多 学生回答:每秒平均跑10m。 学生回答:不是、不一定(1988年汉城奥运会的百米飞人大战中,加拿大明星本约翰逊创造了9.79秒的世界记录,获得了奥运金牌,但是他栽在了药检上。于是,这位“新科飞人”被剥夺了奥运金牌和世界记录。1993年,本约翰逊被查出使用睾丸激
42、素,被终身禁赛) 课堂练习:一辆自行车在第一个5秒内的位移为10米,第二个5秒内的位移为15米,第三个5秒内的位移为12米,请分别求出它在每个5秒内的平均速度以及这15秒内的平均速度。学生计算得出: 2006年瑞士洛桑田径超级大奖赛男子110米栏的的比赛中,刘翔以12秒88打破了英国运动员保持13年之久的世界纪录并夺取该项目冠军。 (1) 试计算其速度? (2)如要研究每次跨栏的快慢,这个速度精确吗?学生活动过)某一时刻(或某一位置)的速度。矢量:方向即该时刻物体运动的方向。比如:骑摩托车时或驾驶汽车时的速度表显示的就是瞬时速度(呈图)。 讨论:平均速度与瞬时速度都是描述物体运动快慢,那它们之间有何区别、联系?初中学的路程除时间是何意思?(难)指出:应抓住平均速度与过程(一段位移或时间)对应,瞬时速度与某位置(时刻)对应;有的同学答案为这是错误的,平均速度不是瞬时速度的平均值,要严格按照平均速度的定义来求,用这段总位移与这段位移所用的时间的比值,也就只表示这段位移内的平均速度。平均速率是标量。一个运动员在百米赛跑中,测得他50m处的瞬时速度是6m/s,16s末到达终点时的速度是7.5m/s,则运动员在全程内的平均速度大小是( )A6m/s B6.25m/s C6.75m/s D7.5m/s组织学生进行讨论、归纳:区别:(1)平均速度粗略描述变速运动物体的运动