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第一章 運(yùn)動(dòng)的描述第一講 1.1 質(zhì)點(diǎn),參考系,坐標(biāo)系知識(shí)目標(biāo):1,理解質(zhì)點(diǎn)的概念及物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的條件。2,知道參考系的概念及與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。3,能正確分析和建立坐標(biāo)系。想一想: 萬米賽跑運(yùn)動(dòng)員可以看做一個(gè)點(diǎn)嗎?研究籃球運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作時(shí),可以把運(yùn)動(dòng)員看做一個(gè)點(diǎn)嗎?一、質(zhì)點(diǎn)在研究某些物體的運(yùn)動(dòng)過程中,可以不考慮物體的大小和形狀,突出物體具有質(zhì)量這一要素,把物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn),稱為質(zhì)點(diǎn)。于是,對(duì)實(shí)際物體運(yùn)動(dòng)的描述就轉(zhuǎn)化為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述。質(zhì)點(diǎn)的定義:用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫質(zhì)點(diǎn)。(2)將物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件:物體的_、_對(duì)所研究的問題的影響可以忽略不計(jì)時(shí),可以把物體視為質(zhì)點(diǎn)。(3)質(zhì)點(diǎn)的物理意義質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物體模型,不是實(shí)際存在的物體。質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的一種近似反映,是為了研究問題的方便而進(jìn)行的科學(xué)抽象。建立質(zhì)點(diǎn)概念時(shí)抓住了主要因素,忽略次要因素,突出事物的主要特征,使所研究的復(fù)雜問題得到簡(jiǎn)化。一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)由問題的性質(zhì)所決定。盡管質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的點(diǎn),但研究的質(zhì)點(diǎn)得到的結(jié)論可應(yīng)用于實(shí)際問題。例1,( ) 下面那些可以看做質(zhì)點(diǎn)?A研究火車過橋的時(shí)間 B研究火車從重慶到北京的時(shí)間C 研究火車車輪上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況 D 研究地球公轉(zhuǎn) E 研究地球自轉(zhuǎn)例2,下面關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法正確的是()A 質(zhì)點(diǎn)一定是很小的物體 B 質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際存在的有質(zhì)量的點(diǎn)C 質(zhì)點(diǎn)是研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的一種理想模型 D 質(zhì)點(diǎn)就是物體的重心二、參考系運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性 要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),首先要選定某個(gè)其他物體做參考,觀察物體相對(duì)于這個(gè)“其他物體”的位置是否隨時(shí)間變化,以及怎樣變化。這樣用來做參考的物體稱為參考系。1,定義:在描述一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),選來作為標(biāo)準(zhǔn)的假定不動(dòng)的另一個(gè)物體叫參考系。2,對(duì)參考系的理解:標(biāo)準(zhǔn)性:用來選作參考系的物體都是假定不動(dòng)的,被研究的物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止,都是相對(duì)于參考系而言的。任意性:參考系的選擇具有任意性,但以觀察方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。研究地面上的物體時(shí),常選擇地面為參考系。統(tǒng)一性,在同一個(gè)問題中,若要研究多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)或是同一個(gè)物體的不同階段的運(yùn)動(dòng)時(shí),必須選擇用一個(gè)參考系。差異性;同一個(gè)運(yùn)動(dòng)選擇不同的參考系,觀察結(jié)果一般不同。例 3下面有關(guān)參考系說法中正確的是( )A參考系就是相對(duì)地面不動(dòng)的物體B任何情況下,只有地球才是最理想的參考系C不選擇參考系,就無法研究某一個(gè)物體是怎樣運(yùn)動(dòng)的D同一物體的運(yùn)動(dòng),選擇不同的參考系,可能有不同的觀察結(jié)果。三 坐標(biāo)系如果物體沿直線運(yùn)動(dòng),為了定量描述物體的位置變化,可以以這條直線為X軸,在直線上規(guī)定原點(diǎn),正方向和單位長度,建立直線坐標(biāo)系。一般來說,為了定量地描述物體的位置及位置變化,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。想一想:對(duì)于在平面上運(yùn)動(dòng)的物體,例如花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員,要描述他們的位置,你認(rèn)為應(yīng)該怎樣建立坐標(biāo)系?1物理意義:在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,可以定量的描述物體的位置及位置變化。2分類及建立的原則直線坐標(biāo)系:物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)。平面直角坐標(biāo)系:物體在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)??臻g直角坐標(biāo)系:物體在三維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)。1.2時(shí)間和位移知識(shí)目標(biāo):1,能區(qū)分時(shí)刻和時(shí)間間隔2,知道位移和路程的不同3,矢量和標(biāo)量的定義及二者的區(qū)別1, 直線運(yùn)動(dòng)的位置與位移的關(guān)系一1,定義:時(shí)刻:時(shí)間間隔:2,時(shí)刻和時(shí)間間隔的表示方法例1, 關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻的說法,下面正確的是( )A 時(shí)刻表示時(shí)間短,時(shí)間表示時(shí)間長B 時(shí)刻對(duì)應(yīng)位置,之間對(duì)應(yīng)路程C 作息時(shí)間表上的數(shù)字表示時(shí)刻D 1min只能分成60個(gè)時(shí)刻二1 路程:質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)路程的長度叫路程,路程只有大小沒有方向,其單位就是長度單位。2 位移1) 定義:從初位置指向末位置的有向線段2) 物理意義:表示物體位置的變化3) 大?。撼?、末位置間的線段的長度4) 方向:從初位置指向末位置3 位移與路程的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別: 聯(lián)系: 例2 關(guān)于位移和路程,下面說法正確的是( )A, 沿直線運(yùn)動(dòng)的物體,位移和路程是相等的B,質(zhì)點(diǎn)沿不同的路徑從A到B,其路程可能不同而位置是相同的C, 質(zhì)點(diǎn)通過一段路程,起位移大小可能為零D,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移大小可能大于路程三 矢量和標(biāo)量1,矢量2,標(biāo)量2, 矢量與標(biāo)量的區(qū)別例2, 一質(zhì)點(diǎn)向北走40米,又轉(zhuǎn)彎向東運(yùn)動(dòng)30米,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程是多少?位移大小多少和方向如何?例4 從高出地面3m的位置豎直向上拋出一小球,上升5m后,最后達(dá)到地面。分別以地面和拋出點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,方向以向上為正。出發(fā)點(diǎn)坐標(biāo) 最高點(diǎn)坐標(biāo), 落地點(diǎn)坐標(biāo), 上升過程的位移, 下降過程的位移, 全過程的總位移以地面為原點(diǎn): _ _ _ _ _ _以拋出點(diǎn)為原點(diǎn): _ _ _ _ _ _1.3運(yùn)動(dòng)快慢的描述速度【知識(shí)目標(biāo)】 1理解速度的概念,知道速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,知道速度的定義。2知道速度是矢量,知道速度的單位、符號(hào)和讀法。3理解平均速度的概念,知道平均速度的定義式,會(huì)用平均速度的公式解答有關(guān)的問題。4知道瞬時(shí)速度的概念及意義,知道瞬時(shí)速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系。5知道速度和速率以及它們的區(qū)別?!灸芰δ繕?biāo)】1運(yùn)用平均速度的定義,把變速直線運(yùn)動(dòng)等效成勻速直線運(yùn)動(dòng)處理,從而滲透物理學(xué)的重要研究方法等效的方法。2培養(yǎng)遷移類推能力【情感目標(biāo)】1通過解決一些問題,而向復(fù)雜問題過渡,使學(xué)生養(yǎng)成一種良好的學(xué)習(xí)方法。2通過師生平等的情感交流,培養(yǎng)學(xué)生的審美情感?!颈竟?jié)課的地位和作用】本節(jié)是運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)的重要組成部分,速度是描述物體運(yùn)動(dòng)的一個(gè)非常重要的基本物理量,理解各種速度的含義,有助于后邊加速度的學(xué)習(xí)?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】速度,平均速度,瞬時(shí)速度的概念及區(qū)別?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】1怎樣由速度引出平均速度及怎樣由平均速度引出瞬時(shí)速度。2瞬時(shí)速度與平均速度之間有什么區(qū)別和聯(lián)系及在運(yùn)動(dòng)中瞬時(shí)速度是怎樣確定的。采用物理學(xué)中的重要研究方法等效方法(即用已知運(yùn)動(dòng)來研究未知運(yùn)動(dòng),用簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)來研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種研究方法)來理解平均速度和瞬時(shí)速度?!窘虒W(xué)過程】復(fù)習(xí)提問:1. 位移的定義、表示方法及表達(dá)式2. 時(shí)間與時(shí)刻的區(qū)別及時(shí)間的表達(dá)式初始位置/m經(jīng)過時(shí)間/s末了位置/mA自行車沿平直道路行駛020100 B公共汽車沿平直道路行駛010100C火車沿平直軌道行駛500301250D飛機(jī)在天空直線飛行500102500問題1:比較A和B誰運(yùn)動(dòng)的快,為什么?問題2:比較B和D誰運(yùn)動(dòng)的快,為什么?結(jié)論:比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢,可以有兩種方法:1)一種是在位移相同的情況下,比較所用時(shí)間的長短,時(shí)間短的物體運(yùn)動(dòng)快,時(shí)間長的物體運(yùn)動(dòng)慢;2)另一種是在時(shí)間相同的情況下,比較位移的大小,位移大的物體運(yùn)動(dòng)得快,位移小的物體運(yùn)動(dòng)得慢。問題3:比較B和C誰運(yùn)動(dòng)的快,為什么?一、速度1定義:位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值,用v表示。 2物理意義:速度是表示運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。3定義式: 單位:國際單位:ms(或ms-1)。 常用單位:kmh(或kmh-1)、cms(或cms-1)。4方向:與物體運(yùn)動(dòng)方向相同。 說明:速度有大小和方向,是矢量。 5. 速度不變的運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線運(yùn)動(dòng)【例1】描述A、B、C的運(yùn)動(dòng)情況,求A、B、C三個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的速度負(fù)號(hào)說明物體速度方向與規(guī)定的正方向相反二、平均速度如果物體做變速直線運(yùn)動(dòng),在相等的時(shí)間里位移是否都相等?那速度還是否是恒定的?那又如何描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢呢?百米運(yùn)動(dòng)員,10s時(shí)間里跑完100m,當(dāng)我們只需要粗略了解運(yùn)動(dòng)員在100m內(nèi)的總體快慢,而不關(guān)心其在各時(shí)刻運(yùn)動(dòng)快慢時(shí),就可以把它等效于運(yùn)動(dòng)員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時(shí)的速度就稱為平均速度。所以在變速運(yùn)動(dòng)中就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。1.定義:在變速直線運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值,叫做這段時(shí)間(或這段位移)的平均速度,用表示。2意義:反映做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的整體快慢,它是對(duì)變速直線運(yùn)動(dòng)的粗略描述。3、公式:4、平均速度是矢量 方向與物體的位移方向相同【例2】一物體沿直線運(yùn)動(dòng),先以3m/s的速度運(yùn)動(dòng)60m,又以2m/s的速度繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)60m,物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中平均速度是多少?物體在前一段位移用的時(shí)間為后段位移用的時(shí)間為 整個(gè)過程總時(shí)間 整個(gè)過程的平均速度注意:平均速度概念與速度的平均值概念是不完全相同的。對(duì)于變速直線運(yùn)動(dòng),速度是變化的,我們能不能對(duì)它進(jìn)行準(zhǔn)確的描述呢?假如我們知道了它在各個(gè)時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢,整個(gè)運(yùn)動(dòng)的情況不就很清楚了嗎?三、瞬時(shí)速度1定義:運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,叫做此時(shí)刻(或此位置)的瞬時(shí)速度。2意義:反映物體在某一時(shí)刻(或經(jīng)某一位置)時(shí)運(yùn)動(dòng)的快慢,它能精確地描述變速運(yùn)動(dòng)的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運(yùn)動(dòng)。3對(duì)瞬時(shí)速度的理解:瞬時(shí)速度是在運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí)的平均速度,即平均速度在時(shí)的極限就是某一時(shí)刻(或某一位置)的瞬時(shí)速度。(變速直線運(yùn)動(dòng)看成是很小的一段一段的勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)很小很小時(shí)可以用 來代替瞬時(shí)速度) 4瞬時(shí)速度的方向:瞬時(shí)速度是矢量,瞬時(shí)速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向相同 5速率瞬時(shí)速度的大小叫瞬時(shí)速率,簡(jiǎn)稱速率?!纠?】下列所說的速度中,哪些是平均速度?哪些是瞬時(shí)速度?A.百米賽跑運(yùn)動(dòng)員以9.5m/s的速度沖過終點(diǎn)線B.經(jīng)提速后列車的速度達(dá)到150km/hC.由于堵車,在隧道內(nèi)的車速僅為1.2m/sD.返回地面的太空艙以8m/s的速度落入太平洋E.子彈以800m/s的速度撞擊墻壁【例4】某物體的位移時(shí)間圖象如圖所示,若規(guī)定向東為正方向,試求: 物體在OA、AB、BC、CD、DE各階段的速度。 前12s內(nèi)的平均速度 第10s末的瞬時(shí)速度物體在t=0開始從原點(diǎn)出發(fā)向東做勻速直線運(yùn)動(dòng),歷時(shí)2s,接著的3s5s內(nèi)靜止;第6s內(nèi)繼續(xù)向東做勻速直線運(yùn)動(dòng);第7s8s勻速反向行駛,至8s末回到出發(fā)點(diǎn);在第9s12s內(nèi)從原點(diǎn)西行做勻速直線運(yùn)動(dòng);(1) OA段:AB段:BC段:CD段: 負(fù)號(hào)說明物體向西運(yùn)動(dòng);DE段:(2)(3) 在第9s到第12s內(nèi)物體從原點(diǎn)西行做勻速直線運(yùn)動(dòng);求物體在CD段的平均速度 課堂小結(jié):1. 速度、平均速度、瞬時(shí)速度都是矢量2. 平均速度特別強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)“某段時(shí)間或某段位移”3. 速度不變的運(yùn)動(dòng)叫勻速直線運(yùn)動(dòng)教后記:學(xué)生對(duì)初中物理中“速度”的概念印象很深,這給重新定義速度帶來一定的困難;另外對(duì)于瞬時(shí)速度的理解還需要時(shí)間進(jìn)行消化。這節(jié)課增加了速度在圖象中應(yīng)用,對(duì)圖象進(jìn)行復(fù)習(xí)的同時(shí)也加深學(xué)生對(duì)于新授知識(shí)的理解。其中課堂中滲透的等效、微元的思想對(duì)學(xué)生以后的學(xué)習(xí)非常的有幫助!1.4實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo):1、知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造和原理,學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,能根據(jù)打出的紙帶計(jì)算打幾個(gè)點(diǎn)所用的時(shí)間,會(huì)計(jì)算紙帶的平均速度,能根據(jù)紙帶粗略測(cè)量紙帶的瞬時(shí)速度,認(rèn)識(shí)v-t圖象,并能根據(jù)v-t圖象判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況。2、通過速度測(cè)量過程的體驗(yàn),領(lǐng)悟兩個(gè)方法:一是用圖象處理物理數(shù)據(jù)的方法;二是極限法或說無限趨近法,加強(qiáng)一個(gè)認(rèn)識(shí),實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)器材:電源(220V電源或?qū)W生電源),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,紙帶,刻度尺(最好是塑料透明的),導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:1、仔細(xì)觀察電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器,對(duì)照課本,比較它們的異同。2、兩類打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔是多少?3、分析紙帶時(shí),如何計(jì)算紙帶的平均速度。4、嚴(yán)格地說,瞬時(shí)速度我們引進(jìn)測(cè)量出來的,你知道用什么方法求出的速度可以代替某點(diǎn)的瞬時(shí)速度嗎?5、從器材上讀取的數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù),原始數(shù)據(jù)是寶貴的實(shí)驗(yàn)資料,要嚴(yán)肅對(duì)待,要整齊的記錄,妥善保存。實(shí)驗(yàn)原理:1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器,工作電壓為46V。當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí),它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是應(yīng)用電磁原理制成的,圖1是它的工作原理圖。通電前,先在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上裝上紙帶,并把復(fù)寫紙片壓在紙帶上。然后把線圈與50Hz、46V的交流電源接通。這時(shí),振片被磁化,在磁力作用下振動(dòng)起來。每0.02s振針壓打復(fù)寫紙一次,被運(yùn)動(dòng)物體拖著的紙帶上便記錄下一系列的點(diǎn)子,這些點(diǎn)相應(yīng)地表示運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置,相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0計(jì)時(shí)器 0.02s。我們對(duì)紙帶上這些點(diǎn)之間的距離進(jìn)行測(cè)量,就可以定量地研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 2、電火花計(jì)時(shí)器。電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)器,它的構(gòu)造如圖2所示。使用時(shí),墨粉紙盤套在紙盤軸上,并夾在兩條白紙之間。當(dāng)接通用220V交流電源,按下脈沖輸出開頭時(shí),計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接到負(fù)極的紙盤火花放電,于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶1上打出一列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí),它也是每隔0.02 s打一次點(diǎn)。 這種計(jì)時(shí)器工作時(shí),紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力小,實(shí)驗(yàn)誤差小。 上面介紹的兩種計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔都是T=0.02s,因此,打在紙帶上的點(diǎn),記錄了紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。如果把紙帶跟運(yùn)動(dòng)物體連接在一起,紙帶上的點(diǎn)子就相應(yīng)地表示出運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置。研究紙帶上的點(diǎn)子之間的間隔,就可以了解運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)間里民生的位移,從而了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。實(shí)驗(yàn)步驟:1把電火花計(jì)時(shí)器固定在桌子上,檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上,檢查兩條白紙帶是否已經(jīng)正確地穿好,墨粉紙盤是否在兩條紙帶之間。2把計(jì)時(shí)器上的電源插頭在220V交流電源插座上。3按下脈沖輸出開頭,用手水平地拉動(dòng)兩條紙帶,紙帶動(dòng)上就打上一列車員小點(diǎn)。4取下紙帶,從能看得清規(guī)戒律的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起,數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個(gè)點(diǎn)。如果共有n個(gè)點(diǎn),點(diǎn)子的間隔數(shù)則為(n-1)個(gè),用t=0.02(n-1)計(jì)算出紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。5用刻度尺測(cè)量一下,打下這些點(diǎn),紙帶通過的距離s有多長6利用公式計(jì)算紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。把測(cè)量和計(jì)算的結(jié)果填入表一中。7選取一條點(diǎn)跡清晰便于分析的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。8從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始,每隔0.1s取一個(gè)點(diǎn),在紙帶上用數(shù)字0,1,2 .5標(biāo)出這些“測(cè)量點(diǎn)”,測(cè)量包括每個(gè)點(diǎn)的一段位移x,記錄在表二中,同時(shí)記錄相對(duì)應(yīng)的時(shí)間,以測(cè)量該點(diǎn)的瞬時(shí)速度。9計(jì)算出各點(diǎn)附近的平均速度,把它當(dāng)作計(jì)時(shí)器打下這些點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度,填入表三中,點(diǎn)0作為計(jì)時(shí)的開始,即t=0。10以速度v為縱軸,以時(shí)間t為橫軸在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)表二的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)軸上描點(diǎn),將這些點(diǎn)用平滑的曲線連接起來。11通過曲線的走向大致看出手的速度變化規(guī)律,將你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其他同學(xué)交流一下,說出你的體會(huì)。12重復(fù)以上步驟再做一次。如果用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,則實(shí)驗(yàn)步驟的前3步相應(yīng)地應(yīng)當(dāng)是:1 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上,讓紙帶穿過兩個(gè)限位孔,壓在復(fù)寫紙的下面。2 把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線分別與6V的低壓交流電源的接線柱相連接。3 打開電源開關(guān),用手水平地拉動(dòng)紙帶,紙帶上就打出一列小點(diǎn)。表一:實(shí)驗(yàn)次數(shù)點(diǎn)子數(shù)n點(diǎn)子間隔數(shù)n-1運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/s位移s/m平均速度/m/s12表二:位置012345/m/s0.060.060.060.060.060.06v/(m/s)表三:位置012345t/s0v/(m/s)注意事項(xiàng):1 要認(rèn)清楚你使用了哪種類型的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要使用10V以下的交流學(xué)生電源;而電火花計(jì)時(shí)器則直接使用220V的交變電流。2 開頭的點(diǎn)跡很密集,這是由于先接通電源后拉動(dòng)紙帶和開始時(shí)的速度比較慢而造成的,數(shù)點(diǎn)時(shí)不能從開始處數(shù),而要向后看,從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始。3 如果數(shù)出了n個(gè)點(diǎn),那么,他們的間隔數(shù)是(n-1)個(gè)。他們所用的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為(n-1)0.02s.4 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要固定好,在使用時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不允許松動(dòng)。5 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)結(jié)束時(shí)要立刻切斷電源。6 要保證手每一次“水平地拉動(dòng)紙帶”。7 可以大致表示某包含點(diǎn)的瞬時(shí)速度,兩邊點(diǎn)離得越近算出的平均速度接近B點(diǎn)的瞬時(shí)速度,但過小的間距也會(huì)增大測(cè)量的誤差,應(yīng)根據(jù)課本中的例子仔細(xì)選取。8 測(cè)量點(diǎn)要每隔0.1s選一個(gè),即每隔六個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn),而測(cè)量點(diǎn)的、的選取上應(yīng)取前一個(gè)點(diǎn),后兩個(gè)點(diǎn)之間。即:v=。9 建立坐標(biāo)系要根據(jù)實(shí)際情況取合適的單位,以便曲線能分布于大部分的坐標(biāo)系中。教學(xué)中的幾點(diǎn)考慮注意培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)課以學(xué)生活動(dòng)為主,各種活動(dòng)應(yīng)有序進(jìn)行。指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文、說明卡,對(duì)照課文和說明卡觀察儀器結(jié)構(gòu)、了解儀器功能、操作要領(lǐng)。認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,小組之間可以交流、對(duì)比實(shí)驗(yàn)情況。如有意識(shí)的變速拉動(dòng)紙帶,觀察紙帶上打出的點(diǎn)起始部分、中間部分、最后部分有什么變化?其他小組打出的點(diǎn)有什么不同,這些差異都說明什么問題?以提高對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察力。要求學(xué)生尊重原始測(cè)量的數(shù)據(jù),不能隨意改動(dòng),實(shí)驗(yàn)測(cè)量的原始數(shù)據(jù)是研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,尋找結(jié)論和規(guī)律的基本依據(jù),也是檢驗(yàn),評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的依據(jù).尊重原始測(cè)量數(shù)據(jù),是良好實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和科學(xué)精神的具體表現(xiàn).注意理解一些名詞,概念.如計(jì)時(shí)點(diǎn),計(jì)數(shù)點(diǎn),兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的位移,平均速度,某時(shí)刻的瞬時(shí)速度是怎樣求得的.各組交流v-t圖象的異同,研究異同的原因.畫v-t圖象是,橫軸,縱軸單位長度的確定要根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最大值,最小值合理選取,使描繪的圖象v-t能充滿坐標(biāo)平面的大部分空間.;說明卡片內(nèi)容建議(以電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為例)在桌邊固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;將復(fù)寫紙調(diào)節(jié)片向外拉出,將復(fù)寫紙?jiān)滋自趶?fù)寫紙定位銷上,向里推調(diào)節(jié)片,可調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置;將紙帶穿過限位框,從復(fù)寫紙下穿過壓紙框,從另一側(cè)限位框穿出;開啟電源等待1s2s拖動(dòng)紙帶,拖出紙帶后立即切斷電源;在紙帶上選取計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間長度時(shí)要用量程在30cm以上透明塑料尺一次測(cè)量多組計(jì)數(shù)點(diǎn)間數(shù)值,不要用短刻度尺一段一段的測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離,減少偶然誤差。1.5 速度變化快慢的描述加速度【教學(xué)目標(biāo)】 1理解加速度的概念,能利用加速度的公式進(jìn)行定量計(jì)算。 2知道加速度是矢量以及方向的判定。知道速度、速度改變量與加速度的區(qū)別。 3知道什么是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。能從勻變速直線運(yùn)v-t圖象理解加速度的意義?!局攸c(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn):1理解加速度的概念。了解變化率的含義。2利用圖象來分析加速度的相關(guān)問題。來源:學(xué)&科&網(wǎng)Z&X&X&K 難點(diǎn):加速度的矢量性?!窘虒W(xué)過程】 引入: 勻速直線運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式,誰的速度變化快?(一)加速度 概念的引入:為了描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢,可以用速度的變化量與發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的比值來表示,我們把這個(gè)比值稱為加速度。來源:Z,xx,k.Com 1定義:速度的變化量與發(fā)生這一改變所用時(shí)間的比值。即速度的變化率。 公式:(強(qiáng)調(diào),且為矢量) (學(xué)生根據(jù)公式導(dǎo)出加速度的單位、加速度的矢量性)2單位:m/s2,ms-2來源:Zxxk.Com 3加速度是矢量,方向與速度的變化量方向相同。 在直線運(yùn)動(dòng)中,速度的方向始終在一條直線上,速度的“”“”即表示的方向。若取初速度v0的方向?yàn)檎较?。在加速直線運(yùn)動(dòng)中vtv0,a0表示a方向與v方向相同;在減速直線運(yùn)動(dòng)中vtv0,a0表示a方向與v方向相反。 結(jié)論:a與v方向相同加速直線運(yùn)動(dòng);a與v方向相反減速直線運(yùn)動(dòng)。 典例1:過渡:在變速直線運(yùn)動(dòng)中,加速度也可能發(fā)生變化,即物體的速度有時(shí)增大得快,有時(shí)增大得慢。因此加速度也有平均加速度與瞬時(shí)加速度之分。來源:學(xué)。科。網(wǎng)Z。X。X。K 4勻變速運(yùn)動(dòng):加速度不變的運(yùn)動(dòng)叫勻變速運(yùn)動(dòng)。在這種運(yùn)動(dòng)中,平均加速度與瞬時(shí)加速度相等。 勻變速運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)勻減速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)來源:ZXXK 典例3:5v、v與a的區(qū)別速度:,描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向,對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻。速度的變化:,描述速度變化的大小和變化的方向,對(duì)應(yīng)于某一過程。加速度:,即速度的變化率,反映速度變化的快慢和方向。a與v、v三者的大小無必然關(guān)系速度大,加速度不一定大;加速度大,速度不一定大;速度變化量大,加速度不一定大;加速度為零,速度可以不為零;速度為零,加速度可以不為零。典例4:(二)v-t圖像與加速度tvOv0 通過v-t圖像不但能夠了解物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的情況,還能求出物體的加速度。典例5:【典型例題】典例1:下列關(guān)于加速度的描述中,正確的是( AD )A加速度在數(shù)值上等于單位時(shí)間里速度的變化B當(dāng)加速度與速度方向相同且又減小時(shí),物體做減速運(yùn)動(dòng)C速度方向?yàn)檎铀俣确较蛞惨欢檎鼶速度變化越來越快,加速度越來越大總結(jié):物體是“加速”還是“減速”,取決于加速度方向與速度方向是否一致。典例2:物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為2m/s2,那么( C )A在任意時(shí)間內(nèi),物體的末速度一定等于初速度的2倍B在任意時(shí)間內(nèi),物體的末速度一定比初速度大2m/sC在任意一秒內(nèi),物體的末速度一定比初速度大2m/sD第ns的初速度一定比第(n1)s的末速度大2m/s典例3:皮球以6m/s的速度向右與墻壁撞后,經(jīng)0.1s被墻向左彈出,彈出速度大小為5.8m/s,求皮球在這段時(shí)間內(nèi)的平均加速度。 解:以向右為正方向,則v16m/s,v25.8m/s。 平均加速度的大小為118m/s2,方向向左。典例4:關(guān)于速度和加速度的關(guān)系,下列說法中正確的是( B )A速度越大,速度的變化就越大,加速度就越大B速度變化越快,加速度就越大C加速度方向保持不變,速度方向也保持不變(舉例:豎直上拋運(yùn)動(dòng))D加速度大小不斷變小,速度大小也不斷變小總結(jié):對(duì)于速度,要明確v,v,v/t的區(qū)別;加速度的方向與速度的變化量的方向相同,與速度的方向無必然聯(lián)系;物體是“加速”還是“減速”,取決于加速度方向與速度方向是否一致。第二講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究2.1實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律【預(yù)習(xí)目標(biāo)】(閱讀完課本,要先看看目標(biāo)呦!)1. 鞏固打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理和測(cè)量瞬時(shí)速度的方法。2. 通過實(shí)驗(yàn)探究,體驗(yàn)如何從實(shí)驗(yàn)研究中獲取數(shù)據(jù),學(xué)會(huì)利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)方法。3. 知道小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。【基礎(chǔ)知識(shí)體驗(yàn)】(好好看書,相信你能完成的很好!)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究小車速度隨 變化的規(guī)律。二實(shí)驗(yàn)原理 利用 打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù),以尋找小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。三實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓 電源、紙帶、帶滑輪的長木板、小車、 、細(xì)線、復(fù)寫紙片、 。四實(shí)驗(yàn)步驟1如課本31頁圖所示,把附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路。 2把一條細(xì)線拴在小車上,使細(xì)線跨過滑輪,下邊掛上合適的 。把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的一端固定在小車的后面。 3把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通 后,放開 ,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一行小點(diǎn),隨后立即關(guān)閉電源。換上新紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。(注意:為了儀器的安全,實(shí)驗(yàn)時(shí)要防止鉤碼落地和小車與滑輪碰撞,當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住。)4從三條紙帶中選擇一條比較理想的,舍掉開頭比較密集的點(diǎn)跡,在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)點(diǎn)做計(jì)時(shí)起點(diǎn)。為了測(cè)量方便和減少誤差,通常不用每打一次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位,而用每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位,就是T=0.02 s 5=0.1 s 。在選好的計(jì)時(shí)起點(diǎn)下面表明A,在第6點(diǎn)下面表明B,在第11點(diǎn)下面表明C,點(diǎn)A、B、C叫做計(jì)數(shù)點(diǎn),兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別是x1、x2、x3 5利用第一章方法得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入下表:位置ABCDEFG時(shí)間(s)0v(m/s)6以速度v為 軸,時(shí)間t為 軸建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)。7通過觀察思考,找出這些點(diǎn)的分布規(guī)律。五注意事項(xiàng)1 開始釋放小車時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 2 先接通電源,計(jì)時(shí)器工作后,再放開小車,當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開電源。 3 要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞,當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它。4 牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng),以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少,或者加速度太小而使各段位移無多大差別,從而使誤差增大。加速度的大小以能在60cm長的紙帶上清楚地取得六七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。5要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)和人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)。一般在紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),間隔為0.1 s 。2.1實(shí)驗(yàn):探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律【知識(shí)演練】(試試你學(xué)得如何?相信自己,你能行!)1運(yùn)動(dòng)物體拉動(dòng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,紙帶上打下一系列小點(diǎn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)直接記錄了( )A物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 B、物體在不同時(shí)刻的位置C物體在不同時(shí)刻的速度 D物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移2在下列給出的器材中,選出“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中所需的器材并填在橫線上(填序號(hào))。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 天平 低壓交流電源 低壓直流電源 細(xì)線和紙帶 鉤碼和小車 秒表 一端有滑輪的長木板 刻度尺選出的器材是 3在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序,將下述步驟的代號(hào)填在橫線上 。A把穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面 B把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的沒有滑輪的一端,并連好電路 C換上新的紙帶,再重做兩次 D把長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面 E使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通電源,放開小車,讓小車運(yùn)動(dòng) F把一條細(xì)線拴在小車上,細(xì)線跨過定滑輪,下邊吊著合適的鉤碼 G斷開電源,取出紙帶4關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)操作,下列說法中正確的是()長木板不能側(cè)向傾斜,也不能一端高一端低在釋放小車前,小車應(yīng)緊靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運(yùn)動(dòng),再斷開電源5在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,得到一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,如圖所示,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.1s。()根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù),計(jì)算B、C、D各點(diǎn)的速度,填入表中。()在坐標(biāo)紙上作出小車的v-t圖象。ABCDE7.527.660.3105.6cm位置編號(hào)ABCDE時(shí)間t/s00.4瞬時(shí)速度v/(ms-1)(1)(2)小車的v-t圖象2.2勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間的關(guān)系教學(xué)目標(biāo)1、知道什么是速度時(shí)間圖像,以及如何用圖像來表示速度和時(shí)間的關(guān)系。2、知道勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速運(yùn)動(dòng)的v-t圖像的物理意義。3、知道什么是勻變速運(yùn)動(dòng)和非勻變速運(yùn)動(dòng)。教學(xué)步驟一、導(dǎo)入新課復(fù)習(xí):概念速度、平均速度(平均速率)、瞬時(shí)速度(瞬時(shí)速率)引入:對(duì)于勻速直線運(yùn)動(dòng),速度不隨時(shí)間變化;而變速直線運(yùn)動(dòng),速度是隨時(shí)間變化的。今天我們學(xué)習(xí)如何運(yùn)用圖象來描述速度和時(shí)間的關(guān)系。二、新課教學(xué)1、勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像【例1】根據(jù)我們對(duì)位移時(shí)間圖像的認(rèn)識(shí),同學(xué)們類比推理回答如下問題:(1)如何建立關(guān)于速度時(shí)間的坐標(biāo)軸;(2)當(dāng)一物體以v2m/s的速度勻速前進(jìn),作出它的vt圖像;(3)從圖像中能獲取什么物理信息?解析 從速度時(shí)間圖像這個(gè)叫法看,是速度與時(shí)間的關(guān)系圖像,以t軸為橫軸,v軸為縱軸,建立坐標(biāo)系; 勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v不隨時(shí)間變化,只能是與t軸平行的直線; 從圖像中可獲得:速度的大小、方向 從svt可獲得:邊長為v和t所圍成的矩形的面積,就是物體在時(shí)間t內(nèi)的位移。(即圖中的斜線陰影部分)2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象【例2】假如某人坐在汽車駕駛員身旁,在汽車起動(dòng)時(shí),注視速度計(jì),記下間隔為5秒各時(shí)刻的速度值,得到下列一組數(shù)據(jù)。 問題:從出示的數(shù)據(jù)同學(xué)們可看出什么規(guī)律?根據(jù)數(shù)據(jù)作出vt圖像解析:在誤差允許的范圍內(nèi),物體每隔5s,速度增加約10km/h,也就是每隔相同的時(shí)間間隔,速度的改變量相等。勻變速直線運(yùn)動(dòng):在變速直線運(yùn)動(dòng)中,如果在相等時(shí)間內(nèi)速度的改變相等,這種運(yùn)動(dòng)就叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。描點(diǎn)法作出v-t圖像如圖甲所示說明:速度時(shí)間圖像是一條傾斜的直線,無論從圖表中,還是從圖像中都可以看出,速度隨時(shí)間均勻地增加。勻加速直線運(yùn)動(dòng)定義:在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,它的速度隨時(shí)間而均勻增加,這就叫勻加速直線運(yùn)動(dòng)。勻減速直線運(yùn)動(dòng)定義:在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,它的速度隨時(shí)間而均勻地減小,這就叫勻減速直線運(yùn)動(dòng)。(如圖乙所示)問題:仔細(xì)觀察勻變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像,從圖像中可獲取什么物理信息?結(jié)論(1)某時(shí)刻的瞬時(shí)速度(2)某段時(shí)間內(nèi)的速度的變化量,速度的變化量是正值,還是負(fù)值。是正值的話,說明v與v方向相同,是負(fù)值的話,說明v與v方向相反。(說明v是矢量)(3)速度圖線和時(shí)間軸所圍的“面積”表示質(zhì)點(diǎn)在該段時(shí)間內(nèi)的位移在變速直線運(yùn)動(dòng)中,速度不一定是均勻變化的,這種運(yùn)動(dòng)是非勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(速度圖像是一條曲線)在日常生活中,很多物體的運(yùn)動(dòng)接近勻變速,通常作為勻變速來處理。比如:發(fā)射炮彈在炮筒里的運(yùn)動(dòng),石塊從高處自由下落等等。 3、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像與勻速直線運(yùn)動(dòng)中的st圖像的區(qū)別?!纠?】分析丙、丁兩圖中物體在這60s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況?簡(jiǎn)析:圖像的形狀完全一樣,但所包含的物理意義卻不同。要分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)情況,首先要看圖像中橫、縱坐標(biāo)所表示的物理量,根據(jù)圖像中的圖線找到物理量間的關(guān)系,從而再確定它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo):1、知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系。2、理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移及其應(yīng)用。3、理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系及其應(yīng)用。4、理解v-t圖像中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的位移。重點(diǎn): 1、理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移及其應(yīng)用。 2、理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系及其應(yīng)用。難點(diǎn):1、v-t圖像中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移。 2、微元法推導(dǎo)位移公式。要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1、勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像。 2、勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式x= ,上面的物理量中,位移x在數(shù)值上等于圖像中 。3、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的 v-t 圖象是_,其中圖象的斜率表示物體的_。類比勻速直線運(yùn)動(dòng),勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移在vt圖象中是不是也有類似的關(guān)系,討論課本中的【思考與討論】。結(jié)論:學(xué)生A的計(jì)算中,時(shí)間間隔越 ,計(jì)算出的誤差就越 。4、如果時(shí)間間隔t取得非常非常小,所有小矩形的面積之和就能非常準(zhǔn)確地代表物體發(fā)生的位移,也就剛好等于v-t圖象下面的面積(微積分的思想)。如下圖,則所有的v-t 圖象與時(shí)間軸所圍的面積都可以表示位移?!懊娣e”的大小表示位移的大小:第一象限內(nèi)“面積”為正,表示位移為 ;第四象限內(nèi)“面積”為負(fù),表示位移為 。5、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移即為v-t圖象中 ,則據(jù)此推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式。6、寫出梯形面積表達(dá)式: ,分析OC,AB,OA各對(duì)應(yīng)什么物理量?并將V = V0 + at 代入,得出:x = 。這個(gè)位移公式雖然是在勻加速直線運(yùn)動(dòng)的情景下導(dǎo)出的,但也適用于勻減速直線運(yùn)動(dòng)。7、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式:_。2.4勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移和速度的關(guān)系教學(xué)目標(biāo):1、掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、位移公式2、會(huì)推出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移和速度的關(guān)系式,并會(huì)應(yīng)用它進(jìn)行計(jì)算教學(xué)過程:一、新課教學(xué)1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移公式:公式中共有五個(gè)物理量,初速度、末速度、時(shí)間、加速度、位移。一般來說已知其中的三個(gè)量可以求出其余的一個(gè)或兩個(gè)物理量。(2)據(jù),消去時(shí)間,同學(xué)們?cè)囍埔幌?,能得到一個(gè)什么關(guān)系式?一般在不涉及時(shí)間的前提下,我們使用剛才得到的推論求解。 2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用【例1】發(fā)射炮彈時(shí),炮彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)可以看作是勻加速運(yùn)動(dòng),如果槍彈的加速度大小是,槍筒長0.64m,槍彈射出槍口時(shí)的速度是多大?分析思考:1)槍筒的長度對(duì)應(yīng)于槍彈做勻加速運(yùn)動(dòng)的哪個(gè)物理量?2)槍彈的初速度是多大?3)槍彈出槍口時(shí)的速度對(duì)應(yīng)于槍彈做勻加速運(yùn)動(dòng)的什么速度?4)據(jù)上述分析,你準(zhǔn)備選用哪個(gè)公式求解?C:學(xué)生寫出解題過程,然后評(píng)析。【例2】一個(gè)滑雪的人,從85米長的山坡上勻變速滑下,初速度是1.8m/s,末速度是5.0m/s,他通過這段山坡需要多長時(shí)間?分析思考:1)該滑雪人的運(yùn)動(dòng)可當(dāng)做哪一種勻變速運(yùn)動(dòng)?2)你認(rèn)為所給的已知條件等效為勻變速直線運(yùn)動(dòng)的哪些物理量?3)要求得時(shí)間t,你準(zhǔn)備用什么方法求?解法一:滑雪的人做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由由(1)式解出t,代入數(shù)據(jù)得到:說明:比較(1)式和可知,對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng),平均速度的求解有兩個(gè)途徑:(1) (2) 解法二:由和得【例3】做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,速度從v增加到2v時(shí)的位移是s,則它的速度從2v增加到4v經(jīng)過的位移是多少?(4S)2.5自由落體運(yùn)動(dòng)一、教學(xué)目標(biāo)1在物理知識(shí)方面要求:(1)了解什么是自由落體運(yùn)動(dòng);(2)自由落體產(chǎn)生的條件;(3)認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn);(4)掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律;速度隨時(shí)間的變化規(guī)律,位移隨時(shí)間變化的規(guī)律(定量)。2通過觀察演示實(shí)驗(yàn)概括出自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力,通過相關(guān)物理量變化規(guī)律的學(xué)習(xí),培養(yǎng)分析、推理能力。3滲透物理方法的教育,運(yùn)用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型自由落體,研究物體下落在理想條件下的運(yùn)動(dòng)。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1重點(diǎn)是使學(xué)生掌握自由落體的速度和位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。自由落體的特征是初速度為零,只受重力作用(物體的加速度為自由落體加速度g)。2難點(diǎn)是演示實(shí)驗(yàn)的技巧及規(guī)律的得出,介紹伽利略的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及巧妙的推理。三、教具1自由落體演示儀及附件,計(jì)算器。2硬幣(一元)兩枚,薄紙袋(恰好可裝下硬幣),抽氣機(jī),牛頓管。3投影儀、投影片、彩筆。四、主要教學(xué)過程(一)復(fù)習(xí)提問s1s2s3=149 sss135(二)引入新課我們今天應(yīng)用這些知識(shí)研究一種常見的運(yùn)動(dòng),物體下落的運(yùn)動(dòng)。演示硬幣和紙袋分別從同一高度由靜止開始同時(shí)下落,觀察下落速度,從表面上看得到結(jié)論,“物體越重,下落得越快”。1亞里斯多德(Aristotle)的認(rèn)識(shí)從公元前4世紀(jì)至公元17世紀(jì),這種觀念統(tǒng)治了人們兩千多年之久。2伽利略(Galileo)的貢獻(xiàn)(1638年)兩個(gè)物體mAmB分別由同一高度下落,重的物體比輕的物體下落的快,當(dāng)把兩物體捆在一起仍從同一高度下落情況會(huì)是怎樣呢?結(jié)論:整體分析:當(dāng)把兩個(gè)物體捆在一起時(shí)mC=mAmB,因?yàn)樾陆M成的物體比上述兩個(gè)物體中的任一個(gè)都重從而下落的應(yīng)最快。局部分析:A物體下落的快,受到一個(gè)下落得慢的物體B的作用,結(jié)果就像一個(gè)大人拉著小孩向前跑,比單獨(dú)大人跑要慢,比小孩單獨(dú)跑要快一樣,他們的共同速度應(yīng)介于A、B兩物體之間即vAvCvB。伽利略用歸謬法巧妙地否定了亞里斯多德的觀點(diǎn),從而得出結(jié)論:重物體不比輕物體下落得快。亞里斯多德忽略了空氣阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的影響,從而得出錯(cuò)誤的結(jié)論:“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”。演示將紙袋揉成紙球和硬幣從同一高度由靜止開始下落,觀察下落速度(相差不多),把硬幣裝入紙袋與另一枚硬幣從同一高度由靜止開始下落,觀察下落速度也相差不多,若減小空氣對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的影響會(huì)如何呢?演示牛頓管中的物體下落,將事先抽過氣的牛頓管內(nèi)的硬幣與輕雞毛從靜止一起下落,觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果兩者幾乎同時(shí)落到牛頓管的下端,硬幣落下有聲,眼可直接觀察雞毛下落,將牛頓管放入空氣再做實(shí)驗(yàn)情況就截然不同了。3自由落體運(yùn)動(dòng)定義:物體只在重力作用下,從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想運(yùn)動(dòng),在實(shí)際問題中有空氣時(shí),物體的密度不太小,速度不太大(H不太高),可以近似看成是自由落體運(yùn)動(dòng)。結(jié)論:不同物體做自由落體運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)情況是相同的。性質(zhì):伽利略所處的年代還沒有鐘表,計(jì)時(shí)儀器也較差,自由落體運(yùn)動(dòng)又很快,伽利略為了研究落體運(yùn)動(dòng),利用當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件做了在斜面上從靜止開始下滑的直線運(yùn)動(dòng)(目的是為了“沖淡重力”),證明了在阻力很小的情況下小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng),用邏輯推理外推到斜面傾角增大到90的情況,小球?qū)⒆杂上侣洌蔀樽杂陕潴w,他認(rèn)為這時(shí)小球仍然會(huì)保持勻變速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),多么巧妙??!這個(gè)結(jié)論的正確與否需用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,三百多年后,我們來驗(yàn)證。(四)課堂小結(jié)1自由落體運(yùn)動(dòng)是一種非常重要的運(yùn)動(dòng)形式,在現(xiàn)實(shí)生活中有許多落體運(yùn)動(dòng)可以看成是自由落體運(yùn)動(dòng),研究自由落體運(yùn)動(dòng)有著普遍的意義。2為了研究自由落體運(yùn)動(dòng),我們運(yùn)用了物理學(xué)中的理想化方法,從最簡(jiǎn)單、最基本的情況入手,抓住影響運(yùn)動(dòng)的主要因素,去掉次要的非本質(zhì)因素的干擾,建立了理想化的物理模型自由落體運(yùn)動(dòng),并且研究了自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,理想化是研究物理問題常用的方法之一,在后面的學(xué)習(xí)中我們還要用到。3在研究自由落體運(yùn)動(dòng)的過程中我們還給大家介紹了歸謬法,即理論推導(dǎo)的一種重要方法,同學(xué)們的學(xué)習(xí)重要的是研究問題的方法而不是知識(shí)本身,知識(shí)的結(jié)論當(dāng)然重要,但更重要的是如何獲取知識(shí),中學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)非常重要的方面就是如何獲取知識(shí)、處理知識(shí)。4自由落體運(yùn)動(dòng)是一種簡(jiǎn)單的基本的運(yùn)動(dòng)形式,拋體運(yùn)動(dòng)可以看成是另一個(gè)運(yùn)動(dòng)形式與自由落體運(yùn)動(dòng)的合成,也就是說自由落體是研究其他拋體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ),一定要抓住其產(chǎn)生的條件和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2.6 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 理解領(lǐng)悟來源:學(xué)。科。網(wǎng)對(duì)于落體運(yùn)動(dòng),自古以來許多人都研究過。本節(jié)課介紹落體運(yùn)動(dòng)的研究歷史,主要是介紹伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程和他的科學(xué)思維方法。要通過自主學(xué)習(xí),獨(dú)立的思考、歸納和總結(jié),提出自己的看法與體會(huì)。另外,作為勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用,我們補(bǔ)充介紹了豎直上拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。這部分內(nèi)容教材沒有涉及,屬于“提高級(jí)”知識(shí),供學(xué)有余力的同學(xué)參考?;A(chǔ)級(jí)1. 延續(xù)了兩千年的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)古希臘的學(xué)者們認(rèn)為,物體下落的快慢是由它們的重量決定的,物體越重,下落得越快。生活在公元前四世紀(jì)的古希臘哲學(xué)家亞里士多德最早闡述了這種看法,他認(rèn)為,物體下落的快慢精確地與它們的重量成正比。亞里士多德的論斷影響深遠(yuǎn),在其后兩千多年的時(shí)間里,人們一直信奉他的學(xué)說。但是,這種從表面上的觀察得出的結(jié)論實(shí)際上是錯(cuò)誤的。2. 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究來源:Zxxk.Com16世紀(jì),意大利學(xué)者伽利略對(duì)亞里士多德的看法提出了質(zhì)疑,并對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了深入的研究。伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法大體可歸結(jié)為以下幾點(diǎn):發(fā)現(xiàn)問題 伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點(diǎn)有自相矛盾的地方。伽利略認(rèn)為,如果亞里士多德的觀點(diǎn)是對(duì)的,即重物比輕物下落得快,那么把重物和輕物拴在一起下落,它們將是什么結(jié)果呢?照
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