资源描述
11111 认识运动一、三维目标1知识与技能：（1）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。（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。2过程与方法：（1）体会物理模型在探索自然规律中的作用，让学生将生活实际与物理概念相联系，通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中，自主升华为物理概念。（2）通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，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情感态度与价值观：热爱自然，关心科技，正确方法，科学态度。二、重点、难点重点：质点概念的理解，如何选取参考系。难点：什么情况下可以把物体看成质点。三、教具液晶投影机、笔记本电脑、三角尺。四、教学过程（一）引入1观看一段反映物体运动的动画，然后思考问题。雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”，宇宙中的一切物体都在不停地运动，运动是宇宙间永恒的主题，也是日常生活中常见的现象，诗人可以用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，来描绘气势磅礴的瀑布，画家也可以用美丽的画笔描绘出动感十足的情景，那么作为我们未来的科学家，我们怎样描绘物体的机械运动呢？（二）参考系关于机械运动，同学们肯定有许多的看法，下面我们一起来围绕几个常见的场景进行讨论。（1）坐火车旅行图片（2）飞机投弹图片（3）地球绕太阳转动图片请同学们设想一下，你和一位同伴正坐在这辆火车上，铁路边的人看到火车中的乘客是什么情景，而同伴认为你是怎样的。地面上的人观察跳伞运动员运动是怎样的下落情况，而飞机驾驶员看跳伞运动员是怎样下落的。地球在绕太阳转动，而我们却没感觉到这又是为什么。虽然说物体的运动是永恒的，但在描述某一物体的位置随时间的变化，却又总是相对于其它物体而言的，这便是运动的相对性。看来，要描述一个物体的运动即位置随时间的变化，首先要选定“某个其它物体”做参考，然后再观察研究对象相对于这个选定物体的位置是否随时间变化以及怎样变化。象以上分析的，用来做参考的物体称为参考系。思考：1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什么？2坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的。这与诗句里的描述是否矛盾？说明理由。3描述一个物体的运动时，参考系：_A可以任意选取 B是一定的4选择不同的参考系来观察同一个物体的运动时，其结果：_A一定不同 B可能不同 C一定相同由于运动描述的相对性，凡是提到运动，都应该弄清楚它是相对哪个参考系而言的，要比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系，比较才有意义！参考系选择得当就会使问题研究变的简洁、方便！比如，一个星际火箭在刚发射时，主要研究它相对于地面的运动，所以把地球选作参考系，但是，当火箭进入绕太阳运行的轨道时，为了研究的方便，便将太阳选作参考系。为研究物体在地面上的运动，选地球作参考系最方便。再如，初中有这一问题，有一队伍正在匀速前进，通讯员从队尾匀速行至队首，再从队首行至队尾，求时间。这一问题我们选择队伍作参考系就非常方便。因此，选择参考系是研究问题的关键之一。（二）质点知道了物体运动的相对性之后，我们再来研究物体相对于参考系的运动情况。还是看刚才的三幅图。在地球绕太阳转动的图片中，地球在绕太阳公转，注意地球同时又在自转，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化，可见要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。分析：当我们讨论地球的公转时怎么看待地球？有什么巧妙的方法。地球是一个庞然大物，直径约为12800km，与太阳相距1.5108km，也就是说地球直径约是它与太阳距离的万分之一。学生：因此，研究地球公转时，由于地球的大小而引起的地球各个部分的差异很小，可以忽略不计，也就是说可以忽略地球的大小，把它视为一个点。忽略地球的大小和形状把地球看作一个点时，能够忽略地球质量吗？（质量是物体的固有属性）刚才，同学们其实已经做了一件伟大的事，什么伟大的事呢，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，物理学中称之为物理模型。例如，刚才研究地球公转时把地球本身的大小、形状忽略不计，突出地球具有质量，而把地球简化为一个有质量的点就是建立了物理模型，物理学中称这种不考虑物体的大小和形状，而突出物体具有质量的点，称为质点。于是，对实际物体运动的描述就转化为对质点运动的描述。那么，如果研究地球自转，考查地球上各点的运动，还可以把地球看作质点吗？为什么？不能，因为地球上各点的运动情况不一样。又如，研究火车在沿平直轨道运动时，可以把火车看作质点吗？研究火车过桥呢？研究火车车轮上各点的运动情况呢？这些情况下能把火车看作质点吗？那么什么情况下可以把物体看作质点，质点又有哪些特征？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。3质点是没有大小，没有形状，具有物体全部质量的点。 4质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。思考：1下列关于质点的说法中，正确的是（ C ）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，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，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在以下的哪些情况中可将物体看成质点（ A C ）A 研究某学生骑车回校的速度B 对这位学生骑车姿势进行生理学分析C 研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹D 研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面3在以下的哪些情况中可将物体看成质点在处理（ B D ）A研究一端固定可绕该端转动的木杆的运动时，此杆可作为质点来处理B在大海中航行的船要确定它在大海中的位置，可以把它当做质点来处理C研究杂技演员在走钢丝的表演时，杂技演员可以当作质点来处理D研究地球绕太阳公转时，地球可以当作质点来处理。（三）坐标系如果一个可以看作质点的物体沿直线运动，怎样定量描述物体的位置变化呢？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，如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维坐标系。其三要素是：原点、正方向和单位长度。例1：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？例2：如图所示，一辆汽车从市民广场的钟楼出发沿人民路驶向孩儿巷和更俗剧场方向，我们怎样描述汽车的位置随时间的变化？钟楼12：00人民路 孩儿巷12：09更俗剧院12：14端平桥12：07和平桥12：03同学们认为怎样确定坐标系的坐标轴、原点、正方向和单位长度呢？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。学生阅读教材“科学漫步”栏目思考书中提出的问题267（四）课堂小结：1知识整理：质点 参考系 坐标系2研究方法抓住实际物理现象的主要因素，忽略次要因素，排除非本质因素的干扰，突出反映事物的本质特征，从而使物理现象或过程得到简化，建立物理模型，这就是我们必须掌握的科学研究方法科学抽象。第二节 时间和位移新课标要求（一）知识与技能1、知道时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。2、理解位移的概念以及它与路程的区别。3、初步了解矢量和标量。（二）过程与方法时刻与时间的区别、位置和位移及相关方向。（三）情感、态度与价值观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。2、养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。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。教学难点位移的概念及其理解。教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学过程（一）引入新课教师提问：上节课我们学习了描述运动的几个概念，大家想一下是哪几个概念？学生回答：质点、参考系。教师提问：大家想一下，如果仅用这几个概念，能不能全面描述物体的运动情况？学生回答：不能。教师启发：那么要准确、全面地描述物体的运动，我们还需要用到那些物理概念？学生活动：一部分学生可能预习过教材，大声回答，一部分学生可能忙着翻书去找。教师活动：指导学生快速阅读教材第一段，并粗看这节课的黑体字标题，提出问题：要描述物体的机械运动，本节课还将从哪几个方面去描述？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进一步描述物体的运而引入的，要研究物体的运动还要学好这些基本概念。（二）进行新课1、对“时刻和时间间隔”概念的学习教师活动：指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分，同时提出问题：结合教材，你能列举出哪些关于时间和时刻的说法？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。教师活动：利用幻灯片展示某一列车时刻表，帮助学生分析列车运动情况。2、对“路程和位移”概念的学习教师活动：1、根据图1.2-2，让学生指出由北京西去光行走，可以选择哪几种交通路线，这些路线有哪些不同点，有什么相同点。2、指导学生结合插图阅读教材，思考归纳位移和路程的区别。3、让学生了解矢量和标量学生活动：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，初步归纳出路程和位移的区别并发表自己的见解。教师活动：帮助总结并回答学生的提问，及时点评。（三）课堂总结、点评这节课我们重点学习了路程与位移的概念（2）路程：物体运动轨迹的长度叫路程，其单位通常用米（m），另外还有千米（km）、厘米（cm）等。路程是标量。（3）位移：位移是从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段。位移是表示物体位置变化的物理量。位移的大小等于初、末位置间的直线距离；位移的方向由初位置指向末位置。通常用符号S表示。位移是矢量，它与物体具体运动的路径无关。其单位与路程的单位相同。注意：位移与路程不是一回事。只有物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程；除此之外，两者大小不会相等。位移是矢量，路程是标量，位移只与初末位置有关，与路径无关，而路程与路径有关。（四）实例探究时刻和时间的区别与应用例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位移与路程的区别例2质点沿着下图所示的边长为10 m的正方形路线，从A点开始逆时针方向运动，每秒运动5 m。问，从开始运动时计时，到下列表中所指三个时刻的三段时间内，质点运动的路程和位移各多大（填在表中相应空格中）？在图中画出三个位移矢量图。运动时间路程大小位移大小02s末04s末08s末解析（1）02 s末：运动路程10 m，位移大小为m，位移矢量由A指向B点（bc边的中点）。（2）04 s末：运动路程20 m，位移大小等于10 m，位移矢量由A指向C点（cd边的中点）。（3）08 s末：运动路程40 m，位移大小为零（回到出发点A）关于矢量和标量及位移的应用在运动问题中时间、路程为标量，而位移为矢量，计算时注意各自的规律。例3一质点绕半径为R的圆周运动了一圈，则其位移大小为 ，路程是 。若质点运动了周，则其位移大小为 ，路程是 ，运动过程中最大位移是 最大路程是 。解析：如图所示，运动一圈位移是0 m，路程为；若运动周，则物体末位置在B点，位移大小，路程为；运动中最大位移为，最大路程为（n为圈数） 答案：0；课余作业书面完成P8“练习”第4、5题本节学习的位移、路程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。初步掌握位移的矢量性、画法，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。资料袋：设想在沙漠中有一条很长的笔直的道路。一辆汽车沿箭头所指方向在路上行驶，朝着一个方向，时而行进，时而停止；时而加速，时而减速，有时匀速。假设沙漠中没有山谷，十分平坦；道路也很直，没有弯曲。如果不去考虑周围广袤的沙漠，让这辆汽车在笔直的一维轨迹上行驶，那么可将这辆汽车看作在一维空间中运动。这种运动不同于轮船在海上航行那样作两维空间运动，当然也不同于潜艇和航天飞行器那样作三维空间运动。汽车被限制在这条笔直、平坦的道路形成的一维空间里。如果我们在图上画出汽车的运动轨迹。就是一条直线 一个一维图象。这个图象没有体现出汽车的运行状况，只是描绘了汽车行驶的空间轨迹。为了把汽车运行的状况充分体现出来，我们需要引入时间。我们常常在一幅图上画出距离和时间，更好地体现汽车的运动情况。 这幅时间距离关系图反映了汽车的运行情况。曲线弯曲处表示汽车加速或减速。同一角度上升的直线表示车速不变。水平直线表示停车。 姑且撇开说明这张示意图所用的细节与具体方法不谈，有一点是明确的，那就是，汽车运行状况曲线是用两维而不是一维空间得到的。在图上，时间为横轴，高速公路是纵轴。这张图表明了时间变化时，汽车在空间中的位移，也就是里程。 如果从公路上悬停的直升机上观察汽车的运动，就会发现一个点沿着一条直线移动。无论这个点何时加速或减速，它的轨迹始终是条直线。如果在胶片上查看这一运动，我们会看到每幅画面上只有一个位置，有一个点，而失去了所有的时间感。事实上，我们知道在电影中关于运动和变化的感觉都是由于视觉存留而产生的幻觉，视觉存留可令人感到运动的连续性。 对比之下，这幅图描绘了运动的全过程，显示了汽车在运动中的每一瞬间，形成了所有连续的位置或点。它不仅描述了汽车的运动，而且记载运动的全历程，正像这个运动在“时一空中冻结了一样。虽然我们没有在空间维内经历时间，但仍然可以这样表示，从而得到了汽车的运动情况。就像是把一生中不同阶段的好书摆在与起，通过这种形式就能把生命过程表现出来。在这个汽车行驶的简单图象中，可以看出时间和空间的作用是相同的，即构成一个两维的连续的时空，我们才有了这样一幅反映人车行驶过程的时空图。1.3 记录物体的运动信息一、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(时间和位移)2. 会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理过程与方法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,用数学的方法表述出来.培养学生获取信息处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测量一些不能直接测量的物理量的方法3. 体验实验中理性思维的重要,即要动手,又要动脑4. 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的运动情感态度价值观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实际生活的意识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秘3. 培养学生的交流与合作精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,并养成尊重他人的习惯二、教学重点与难点重点:打点计时器的使用。难点:对纸带数据的处理，会通过纸带比较物体运动的快慢，能通过纸带知道物体何时做匀速直线运动，何时做变速直线运动。三、教学方法实验探究式教学方法四、教学设计（一）新课内容1.打点计时器的认识先让学生阅读教材,然后老师提出问题,引导学生回答:(1)电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?其工作电压为多少?(2)我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少?(3)打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移,能不能记录时间?(4)说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图141所示。(5)解释电火花计时器的工作原理?如图142所示,它与电磁打点计时器相比,哪一种误差小?原因是什么?2.练习使用打点计时器问题1. 电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带?师总结:将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可.问题2. 振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?师总结: （1）调整复写纸位置或更换复写纸。（2）调整打点计时器。（可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置;可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置;可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止） （3）可能是选择的46V的电压太低,可适当调高电压,但不得超过10V问题3.为什么要先打开电源让打点计时器先工作12s再松手打纸带?可不可以先松手再打开打点计时器的电源?师总结: 打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作,所以应先打开电源让打点计时器工作12s后才能松手打纸带.这样做可以减小误差问题4. 打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处?师总结:因为打点计时器是按照间歇性工作设计的,长期工作会导致线圈发热而损坏指导学生动手练习使用打点计时器，要让学生按步骤有序操作,并打出几根纸带。选择一条点迹清晰的纸带,如图143所示,引导学生回答下列问题:图143(1)怎样从打出的纸带中获取数据?指导学生用列表格的形式把数据列出。(2)怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？(用纸带上两个点之间的距离除以两个点之间的时间间隔,即根据，求出在任意两点间的平均速度，这里S可以用直尺测量出两点间的距离，t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。)(3)在打出的B、C两个点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是多少?(4)如果纸带上的点迹分布不均，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？(在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s，所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小)课后研究课题 以“人类历史上的计时工具”为主题，做一个小研究课题1.4 物体运动的速度一、教学目标 【知识目标】1.理解速度的概念，知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义，公式符号和单位，知道它是矢量；2.理解平均速度，知道瞬时速度的概念，知道瞬时速度与平均速度的关系；知道速度和速率以及它们的区别；3.会计算质点的平均速度，认识各种仪表中的速度；4.理解速度的物理意义。【能力目标】1运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，从而渗透物理学的重要研究方法等效的方法2培养迁移类推能力【情意目标】1通过解决一些问题，而向复杂问题过渡，使学生养成一种良好的学习方法2通过师生平等的情感交流，培养学生的审美情感二、教学重点与难点教学重点:瞬时速度、平均速度二个概念及二个概念之间的联系教学难点:对瞬时速度的理解三、教学方法教师启发、引导，学生自主思考，讨论四、教学设计（一）新课导入在前面两节课,我们学习了质点、参考系、时间、时刻、位移和路程等概念,当物体做直线运动时，能不能说,物体的位移越大,物体运动得就越快?(不能,因为物体的位移与运动的时间有关)那么,如何来描述物体运动的快慢呢?(二)新课内容1.平均速度如果物体做变速直线运动，在相等的时间里位移是否都相等？那速度还是否是恒定的？那又如何描述物体运动的快慢呢？问题：百米运动员，10s时间里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢？回答：每秒平均跑10m。百米运动员是否是在每秒内都跑10m呢？ 答：否。说明：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，但当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢，而不关心其在各时刻运动快慢时，就可以把它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。此时的速度就称为平均速度。所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。(1)平均速度 定义：表达式中所求得的速度，表示的只是物体在时间间隔内的平均快慢程度，称为平均速度。平均速度只能粗略地描述运动的快慢。平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间内发生的位移方向相同。平均速度必须明确是哪段时间或哪段位移上的平均速度，取不同的时间段或位移段平均速度一般是不同的。例1：甲、乙两地位于同一条直线上且相距60km，一辆汽车从甲地开往乙地，它以60km/h平均速度通过前一半路程，接下来用时45min通过后一半路程。那么它在全程的平均速度大小是多少？解：设全程的路程为2S，则km/h例2：一辆汽车沿直线运动，先以15m/s的速度行驶了全程的，余下的路程以20m/s的速度行驶，则汽车从开始到行驶完全程的平均速度大小为多少？解：设全程的路程为2S，则(2) 瞬时速度定义：物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度，叫做瞬时速度。瞬时速度和平均速度的关系：如果时间非常小时，就可以认为平均速度表示的是物体在时刻的瞬时速度。瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢。初中学到的匀速直线运动，就是瞬时速度保持不变的运动。测量仪器：速度计（速度计所指的数值就是某时刻汽车的瞬时速率，随着行驶的快慢而定）。本节课小结： 1、速度的概念及物理意义； 2、平均速度的概念及物理意义； 3、瞬时速度的概念及物理意义；4、速度的大小称为速率。例题2：下边是京九铁路北京西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.a.火车由北京西站开出直至到达霸州车站，运动的平均速度是多大？b.火车由霸州车站开出直至到达衡水车站，运动的平均速度是多大？c.在零时10分这一时刻，火车的瞬时速度是多大？北京西深圳自北京西起公里站名北京西深圳22:180北京西 -6:3523:30 3292霸州 225:200:08 11147任丘 394:361:39 45274衡水 103:04课堂小测验：（13题）1下列说法中正确的是（ ）a做匀速直线运动的物体，相等时间内的位移相等b做匀速直线运动的物体，任一时刻的瞬时速度都相等c任意时间内的平均速度都相等的运动是匀速直线运动d如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一个恒量，则此运动是匀速直线运动2下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是（ ）a若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零b若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零c匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度d变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度3一辆汽车，开始以5m/s的速度匀速行驶了20m，后又以10m/s的速度行驶了20m，那么汽车在行驶40m的时间内的平均速度是否正确？课外作业：（47题）4高速公路上的速度限制牌限制的速度为120 km/h，它指的是什么速度？ 5短跑运动员在100 竞赛中，测得7末的速度是9m/s，10s末到达终点时的速度是10.2 m/s，则运动员在全程内的平均速度为（ ）a9 m/s b9.6 m/s c10 m/s d10.2 m/s6一辆汽车以速度v行驶了2/3的路程，接着以20 km/h的速度减速，后以36 km/h的速度返回原点，则全程中的平均速度是（ ）a24 km/hb0c36 km/hd48 km/h7物体沿一直线运动，下列说法中正确的是（）a物体在某一时刻的初速度为3m/s，则在这1s内物体一走3mb物体在某一秒内平均速度为3m/s，则在这1s内物体一定走3mc物体在某段时间内平均速度为3m/s，则在这段时间内的任意1s内的位移都为3md物体在t1时刻的速度为2m/s，在t2时刻的速度为4m/s，则在t1至t2的平均速度可能为零选做题1. 物体沿直线运动，前半段位移的平均速度是20m/s，后半段位移的平均速度是30m/s，则物体全程的平均速度多大？2. 物体沿直线运动，前半段时间的平均速度是20m/s，后半段时间的平均速度是30m/s，则物体全程的平均速度多大？2.1 探究自由落体运动学习目标: 知识与技能1.了解物理学史。2.知道伽利略对自由落体运动的研究方法。过程与方法1.学习伽利略的科学方法。2.培养学生自己查找资料学习物理学史。情感态度与价值观1 学习科学家们对知识敢于质疑的勇气。2 学习科学家们科学研究的执著精神。3 通过学生自己查找资料，提高学生对物理学的兴趣。 4通过对亚里士多德和伽利略的了解，认识到科学的探索是一个漫长的过程，需要几代人的不懈努力。学习难点1. 理解什么是落体运动，探究落体运动验证伽利略的结论2. 记录自由落体运动的轨迹学习重点: 探究落体运动及自由落体运动主要内容:一、认识两位科学家老师提出：哪位同学乐意给大家讲一讲自己所查到的关于伽利略和亚里士多德的资料，先说说伽利略吧。学生可能的回答：伽利略全名伽利略伽利莱，他是文艺复兴后期近代实验科学的创始人。1564年伽利略生于意大利的比萨城，1611年，伽利略应邀来到罗马，在罗马期间，伽利略为了确立新的自然研究法实验法的地位，又同教会的唯心论世界观进行了激烈的斗争，这就更加激怒了教会。1632年，他的名著关于两大世界体系的对话出版，但立即被教会列为禁书。1633年6月22日，伽利略受到宗教法庭审判，并被判终身软禁，成了“宗教裁判判所”的囚徒。1638年，伽利略在荷兰出版了关于两门新学科与数学证明的谈话一书，对自己多年来在力学方面的研究进行了总结。他的父亲是一位才华出众的音乐家和教育家。他在科学上的创造才能，在青年时代就显示出来了。当他还是比萨大学医科学生时，就发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置。后来他的兴趣转向了数学和物理学。1581年，17岁的伽利略对古希腊的物理学及亚里士多德、埃夫克利德和阿基米德的著作着迷。伽利略在数学、天文学，特别是力学方面有了很深的造诣，学术上成果累累。他通过大量的观察和实验总结出了惯性定律、自由落体运动规律和相对性原理；发现了单摆振动的等时性原理；用自制的33倍望远镜观察天象，发现了一系列令人震惊的天文现象。伽利略将观察到的天文现象写成星际使者一书，于1610年发表。书中介绍了月球上的环状山脉，无数星体构成的银河系，金星的盈亏，木星的四颗卫星，太阳黑斑等等，从而对哥白尼的“天体运行”论提供了有力的支持，同时也动摇了亚里士多德托勒密的地心说。教师对学生的回答给予肯定：关于伽利略的资料收集非常细致，下面再说说亚里士多德吧。学生可能的回答：作为一位伟大的、百科全书式的科学家，亚里士多德对世界的贡献之大，令人震惊。他至少撰写了170种著作，其中流传下来的有47种。他的科学著作，在那个年代简直就是一本百科全书。但他的成就远不止于此。他还是一位真正哲学家，对哲学每个学科几乎都做出了贡献。亚里士多德集中古代知识于一身，在他死后几百年中，没有一个人像他那样对知识有过系统考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全书。恩格斯称他是“最博学的人”。 亚里士多德最大的贡献在于创立了形式逻辑这一重要分支学科。逻辑思维是亚里士多德在众多领域建树卓越的支柱。亚里士多德的思想对西方文化根本倾向以至内容产生了深刻的影响。在上古及中古时期，他的著作被译成拉丁文、叙利亚文、阿拉伯文、意大利文、希伯来文、德语和英语。随着亚里士多德作品的不断被发现，中世纪出现了一个研究亚里士多德主义的新时代，学者们以此作为求得各方面真知识的基础。亚里士多德学识渊博，著述颇丰他对于当时尚未分类的科学部门如政治、逻辑、伦理、历史、物理(自然学科)、心理学、美学、教育学等均有研究并有独到见解，被马克思誉为“古代最伟大的思想家”。亚里士多德是古希腊又一位伟大的教育思想家，建立了包括自然学科在内的百科全书式的课程体系，提出了注重实践的良好措施，为后人留下了一笔包罗宏富的教育遗产。亚里士多德显示了希腊科学的一个转折点。在他以前，科学家和哲学家都力求提出一个完整的世界体系，来解释自然现象他是最后一个提出完整世界体系的人。在他以后，许多科学家放弃提出完整体系的企图，转入研究具体问题。 教师指出：物理教科书上，亚里士多德给同学们的形象不妙、他老是出错，老是作出一些轻率的结论。同学们觉得亚里士多德实在太不高明而伽利略则比他伟大于百倍。事实上，亚里士多德是古代一位伟大的学者，一位百科全书式的大学问家，有几乎无所不及的思想成。我们应该正确的、全面的去认识一位科学家。伽利略创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，从而纠正了亚里士多德在物理上犯的一些错误二、落体运动的思考早在两千多年前，古希腊学者亚里士多德认可，重的物体下落的快。由这一观点出发，可以得出如下两个结论：结论一：如果把石头和树叶困在一起，其所受的重力一定比期中任一物体大，其下落速度也应该比期中任一物体下落速度快。 结论二：如果把石头和树叶困在一起，独自下落较慢的树叶就会拖慢独自下落较快的石头，最终其下落速度应该比石头的下落速度慢 为什么同一种观点会推导出两个截然相反的结论呢？实验探究 取两枚相同的硬币和两张与硬币表面面积相同的纸片 1、将一枚硬币和一张展开的纸片从同一高度自由下落，他们的情况 2、把一张纸片捏成纸团，将纸团和一张展开的纸片从同一高度自由下落，他们下落的情况是3、将一枚硬币和一枚表面贴有纸片的硬币从同一高度自由下落，他们下落的情况是 分析实验中物体下落过程的运动情况与物体所受的重力有没有关系伽利略对落体现象进行研究后，得出了一个结论; 物体下落过程中的运动情况与物体所受的总理无关 观察与思考 教师用玻璃管演示鸡毛和金属片在空气中、真空中下落情况：从观察到的实验结果分析，影响羽毛和金属片下落快慢的原因？三、记录自由落体运动轨迹 实验：将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程：1）重物做自由落体运动的过程中，其速度有没有发生变化？如何从实验中判断出来？2）有的同学从实验结果中得出位移与时间的二次方成正比，有的同学得出位移与时间成正比，你的结论如何呢？ 3）影响实验精确程度的因素有哪些？由实验总结：1定义：只受重力作用，从静止开始的下落运动。 2特点： 初速V0=0只受一个力，即重力作用。当空气阻力很小，可以忽略不计时，物体的下落可以看作自由落体运动。 3性质：初速为零的匀加速直线运动。 经过多少时间落到地面； 从开始落下的时刻起，在第1s内的位移、最后1s内的位移；落下一半时间的位移阅读材料：伽利略生平伽利略(15641642)生于意大利北部佛罗伦萨一个贵族的家庭。他在科学上的创造才能，在青年时代就显示出来了。当他还是比萨大学医科学生时，就发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置。后来，他的兴趣转向了数学和物理学，26岁就担任了比萨大学的数学教授。由于他在科学上的独创精神，不久就跟拥护亚里士多德传统观点的人们发生了冲突，遭到对手们的排挤，不得不在1591年辞去比萨大学的职务，转而到威尼斯的帕多瓦大学任教。在帕多瓦，伽利略开始研究天文学，成为哥白尼的日心说的热烈支持者。他制造了望远镜，观测到木星的四颗卫星，证明了地球并不是一切天体运动环绕的中心。用望远镜进行观测，他发现了月面的凹凸不平以及乳带似的银河原来是由许许多多独立的恒星组成的。他还制成了空气温度计，这是世界上最早的温度计。这些光辉的成就，使他获得了巨大的声望。1610年，伽利略接受了图斯卡尼大公爵的邀请，回到他的故乡，担当了大公爵的宫廷数学家兼哲学家。伽利略这样做的目的是希望大公爵对他的科学研究给予资助但是不久，他就受到了教会的迫害。由于他勇敢地宣传哥白尼的学说，1616年，被传唤到罗马的宗教裁判所宗教裁判所谴责了哥白尼的学说，并责令伽利略保持沉默。1632年，伽利略发表两种世界观的对话一书，被教会认为违反了1616年的禁令伽利略被召到罗马囚禁了几个月，受到缺席审判，遭到苦刑和恐吓，并被迫当众跪地表示“公开放弃、诅咒和痛恨地动说的错误和异端”，最后被判处终身监禁，他的书也被列为禁书。1632年以后，伽利略专心致志于力学的研究，并于1638年完成了两种新科学的对话。由于教会的禁令，这部书无法在意大利出版，只能在荷兰秘密刊行。这部著作是伽利略最伟大和最重要的著作。伽利略最先研究了惯性运动和落体运动的规律，为牛顿第一定律和第二定律的研究铺平了道路。他坚持“自然科学书籍要用数学来写”的观点，倡导实验和理论计算相结合，用实验检验理论的推导。这种研究方法对以后的科学研究工作具有重大的指导意义。1642年，伽利略在贫病交加中逝世，享年78岁。1983年，罗马教延正式承认，350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的。2.2 自由落体运动规律教学目标(一) 知识与技能1. 认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。2. 能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。3. 知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。4. 掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。5. 初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。(二) 过程与方法6. 会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。7. 会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。8. 善于进行观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流。(三) 情感态度与价值观9. 通过指导学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。10. 渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型自由落体。11. 培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。教学重点1. 自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。2. 掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。教学难点1. 理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。 教学过程设计思想：1、 先用游戏激发学生学习兴趣，顺理成章地研究落体运动；2、 通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力，从而猜想若没有空气阻力会怎样；3、 用牛顿管实验验证猜想，引入了新的理想运动模型：自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验，加深印象；4、 了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件；5、 着手研究自由落体运动的规律，利用打点计时器进行研究，得到结论；6、 总结自由落体运动特点及重力加速度；7、 应用训练一、 引入 ：教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间）游戏师：一般情况下，刻度尺是用来测量什么物理量的？生：测量物体长度的！师：大家看到我手里的这把尺子了没有？我这把尺子跟普通尺子是不一样，有特殊的功能，它可以测量出你的反应时间。不信？我请几位同学上来试试。找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。师：相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢？是根据什么原理呢？我可以告诉大家，尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。师：像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下，沿着竖直方向下落。从手中释放的石块，在重力的作用下也沿着竖直方向下落。师：不同的物体下落快慢是否一样呢？物体下落的快慢由哪些量决定？请大家结合日常生活经验回答问题。生：不同物体下落快慢应该是不一样的，下落快慢应该是由质量决定，质量大的下落快，质量小的下落快慢。师：这位同学回答得对不对呢？大家看我来做几个实验。演示实验1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放，结果金属片先着地。教师不发表意见，继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。2、将刚才的纸片紧紧捏成一团，再次与硬币同时释放，结果两者几乎同时落地。3、将两个完全一样的纸片，一个捏成团，一个平展，则纸团下落快。师：物体下落快慢是由质量决定吗？生：不是的！师：为什么这样说？生：第2个实验和第三实验都说明了这个问题，特别是第3个问题，质量一样却下落有快慢之分。师：那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢？生：我想应该是空气阻力。猜想师：如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力，那么在没有空气阻力，物体的下落快慢应该是一样的，这种猜想是不是正确呢？我们来做一个实验验证一下。验证牛顿管实验：师：刚才的实验现象验证了我们的猜想，在没有空气阻力即物体只受重力的情况下，所有物体由静止下落的快慢是一样的。师： 1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面，这是通过电视转播过的。二、自由落体运动师：物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落，它的受力情况有什么特点？生：没有空气阻力，则物体只受重力。师：很好！物理学中把这种只受重力作用，由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。自由落体运动：在只受重力的情况下，由静止开始下落的运动。师：我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗？比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗？生：肯定不是，因为在地球表面大气层内，没有空气的情况是不存在的。师：说得很好！在我们的日常生活环境下，自由落体运动是不存在的，只是一种理想运动模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。什么样才叫做阻力影响不大，就是阻力跟重力相比可以忽略。近似条件：一般情况下，密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。三、自由落体运动的运动规律师：做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢？速度随时间是如何变化的？位移随时间又是如何变化的，我们该如何来研究它的运动规律呢？生：利用打点计时器。先选择一个物体，这个物体必须密度大，实心，体积不要太大，这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。接着用打点计时器来研究物体的运动规律。师：请同学们自己设计并进行实验，将纸带的处理结果告诉我。学生设计、操作并处理实验结果总结分析运动规律师：实验结论是什么？生：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。师：如何得出这个结论？生：根据实验得到的纸带，我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规律来验证纸带，结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。师：回答得非常正确！自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，这个结论我们要牢记。师：那再计算一下自由落体的加速度大小是多少？方向如何？生：我所算得的结果在9.4左右，方向是竖直向下，因为物体是竖直向下匀加速的，所以加速度方向应该与速度方向相同，竖直向下。师：其他同学的结果呢？生：我的也差不多。关键点提问师：大家用的是质量不同的重锤做的实验，为什么求出来的加速度结果差不多呢？生：虽然重锤质量不同，但由于空气阻力影响较小，均可以近似成自由落体运动，而我们已经知道：所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多是符合事实的。总结归纳重力加速度师：同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度，用g表示。精确的实验发现，在地球上不同的地方，g的大小是不同的：1、纬度越高，g越来越大；2、同一纬度，高度越大，g越小。一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特殊说明，都按9.8m/s2计算。例1、下列说法正确的是（BD）A. 物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动B. 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动C. 从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，不能看成自由落体运动。D. 从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，因为阻力与重力相比可以忽略，所以能看成自由落体运动。例2、下列说法不正确的是（A）A. g是标题，有大小无方向。B. 地面不同地方g不同，但相差不大。C. 在同一地点，一切物体的自由落体加速度一样。D. 在地面同一地方，高度越高，g越小。例3、AB两物体质量之比是1：2，体积之比是4：1，同时从同一高度自由落下，求下落的时间之比，下落过程中加速度之比。解：因为都是自由落体运动，高度一样，所以下落时间一样，1：1；下落过程加速度也一样都是g，1:1例4、质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下，g=10m/s2，求1、经过多长时间落地？2、第一秒和最后一秒的位移。3、下落时间为总时间的一半时下落的位移。解：1、2、；3、连续相等时间位移之比1：3，则位移为师：自由落体运动速度与时间关系、位移速度关系以及位移与时间关系是怎样的？学生总结：回答测反应时间尺的原理学生分析，自己回答。2.3 从自由落体到匀变速直线运动学习目标: 1. 知道匀变速直线运动的基本规律。2. 掌握速度公式的推导，并能够应用速度与时间的关系式。3. 能识别不同形式的匀变速直线运动的速度-时间图象。学习重点：1. 推导和理解匀变速直线运动的速度公式。2. 匀变速直线运动速度公式的运用。学习难点: 对匀变速直线运动速度公式物理意义的理解。主要内容:一、匀变速直线运动：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。1 匀加速直线运动：2 匀减速直线运动： 二、速度与时间的关系式1公式：2推导：由加速度定义式变形：也可以根据加速度的物理意义和矢量求和的方法推出：加速度在数值上等于单位时间内速度的改变量，且时间t内速度的改变量V=at，设物体的初速度为V0，则t秒末的速度为Vt= V0+V= V0+at3物理意义：问题：1速度公式中的a可能是负值吗? 2速度公式中的vt可能为负值吗? 4由数学知识可知，Vt是t的一次函数，它的函数图象是一条倾斜直线，直线斜率等于a，应用速度公式时，一般取V0方向为正方向，在匀加速直线运动中a0，在匀减速直线运动中a0。【例1】汽车以40km/h的速度匀速行驶，现以06m/s2的加速度加速运动，问10s后汽车的速度能达到多少？ 解：由匀变速运动的速度公式：km/h三、位移与时间的关系1公式： 2推导：根据速度-时间图象也可以推导出位移公式。匀变速直线运动的速度时间-图象与时间轴所围成的面积在数值上等于位移的大小。运用几何求面积的方法可推导出位移公式。3由数学知识可知：s是t的 二次函数，它的函数图象是一条抛物线。应用位移公式时，一般取V0方向为正方向，在匀加速直线运动中a0，在匀减速直线运动中a0。【例2】一质点做匀变速运动，初速度为4m/s，加速度为2m/s2，第一秒内发生的位移是多少？ 解：m 四、一个有用的推论从匀变速直线运动的速度公式和位移公式出发，消去时间，可以推出1公式：2、匀变速直线运动三公式的讨论 1）三个方程中有两个是独立方程，其中任意两个公式可以推导出第三式。2）三式中共有五个物理量，已知任意三个可解出另外两个，称作“知三解二”。3）Vo、a在三式中都出现，而t、Vt、s两次出现。4）已知的三个量中有Vo、a时，另外两个量可以各用一个公式解出，无需联立方程5）已知的三个量中有Vo、a中的一个时，两个未知量中有一个可以用一个公式解出，另一个可以根据解出的量用一个公式解出。6）已知的三个量中没有Vo、a时，可以任选两个公式联立求解Vo、a。7）不能死套公式，要具体问题具体分析(如刹车
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