第二章、運動的描述

1、第二章、運動的描述第一節(jié)、運動、空間和時間一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1、知道參考系的概念知道選取參考系時，要考慮到使運動的描述盡可能簡單2、知道坐標(biāo)系的概念能夠用坐標(biāo)系描述物體的位置和位置的變化3、能用數(shù)軸或一維直線坐標(biāo)表示時刻和時間、位置和位移。4、知道時刻與位置、時間與位移的對應(yīng)關(guān)系。過程與方法：通過數(shù)形結(jié)合的學(xué)習(xí)，認(rèn)識數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)中的作用，會用坐標(biāo)表示時刻與時間情感態(tài)度與價值觀：1、通過學(xué)生的觀察、探究體驗，使學(xué)生保持對科學(xué)的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理2、通過小組討論，培養(yǎng)學(xué)生相互合作、共同探索的團(tuán)隊精神，并使學(xué)生學(xué)會合作與交流，逐步形成嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度3、體驗

2、物理學(xué)研究問題的方法科學(xué)抽象，養(yǎng)成正確處理問題的方法，學(xué)會在研究問題中突出主要矛盾的哲學(xué)價值觀二、教學(xué)重點、難點1教學(xué)重點：重點：參考系的選取、坐標(biāo)系的建立、時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。教學(xué)策略：通過觀察、思考、討論和實例分析來加深理解。2教學(xué)難點：幫助學(xué)生正確認(rèn)識生活中的時間與時刻三、課時安排：1課時四教學(xué)過程引入新課 呈現(xiàn)“神舟”號從發(fā)射到返回艙成功回收的主要階段。播放神州五號發(fā)射升空過程的錄像。講述：飛船在茫茫太空遨游，如何描述它的運動呢？文學(xué)家、藝術(shù)家采用形象的手法。“凌云戲月游銀漢,轉(zhuǎn)瞬翔天過太空”，短短一兩句話就勾勒出航天飛船的雄姿。世界萬物都在運動，對于不同物體的運

3、動，不同的人（如文學(xué)家、藝術(shù)家等）有不同的描述，請舉例說明。那么科學(xué)家怎樣描述物體的運動呢？著名物理學(xué)家海森伯曾說過：“為了理解現(xiàn)象，首要條件就是引入適當(dāng)?shù)母拍?。只有借助于正確的概念，我們才能真正知道觀察到了什么?！北菊挛覀兪紫纫朊枋鲞\動的一些基本概念，進(jìn)而研究最簡單最基本的運動形式：直線運動。（一）、參考系1、設(shè)想一下，你和你的同桌正在太空站里一邊喝咖啡一邊聊天。在“地球人”看來，你們隨太空站以很大的速度繞地球運動。提問：你和你的同桌能感到自己在高速運動嗎？為什么？呈現(xiàn)太空站的圖片。教師小結(jié)：物體的運動和靜止是相對的。為描述物體的運動，需要另外選取一個物體作為標(biāo)準(zhǔn)，否則無法判斷。這個作為標(biāo)

4、準(zhǔn)的物體叫做參考系（reference frame）.提問：有一首唐代流傳下來的詩詞：“滿眼風(fēng)波多閃灼，看山恰似走來迎，仔細(xì)看山山不動是船行?！弊髡邽槭裁磿小吧接薄ⅰ按小边@樣兩種不同的感覺？ 、播放飛機(jī)空投的模擬動畫。提問：選擇不同的參考系觀察結(jié)果如何？從中你有什么發(fā)現(xiàn)呢？、提問：參考系的選擇是任意的。但怎樣選擇比較好呢？播放地月系、太陽系運行的模擬動畫（幾何畫板制作），請同學(xué)觀察思考研究月球的運動選什么參考系較好？由此你得出的結(jié)論如何？教師小結(jié)：參考系的選擇應(yīng)以對運動的描述簡單、方便為原則。要注意的是：若無特別說明，通常是以地面或相對地面靜止的物體為參考系（二）、坐標(biāo)系1、假設(shè)你在學(xué)校

5、攀登樓前廣場上，沿東西方向筆直地奔跑，如果要問你到了哪里，我們會怎樣表示呢？（呈現(xiàn)學(xué)校平面圖）對我們可以選擇大家所熟悉的標(biāo)志作為參考，說明你的位置。那么能否借助數(shù)學(xué)方法呢？教師小結(jié)：一般說來，為了定量地描述物體的位置變化,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系（coordinate system）。用坐標(biāo)值來表示物體的位置。提問：如何選擇坐標(biāo)軸和正方向？如何選坐標(biāo)原點？如何確定坐標(biāo)軸上的刻度值？如果我們以廣場上旗桿作為坐標(biāo)原點，x=5m,x=-10m表示什么意思？正負(fù)號表示什么意思？2、如果你在學(xué)校里從前校門到后校門，對于這種平面運動，要描述你的位置或位置的變化，應(yīng)該建立怎樣的坐標(biāo)系？如果我們要研究“

6、神舟”號這種三維運行呢？3、請同學(xué)們閱讀課本第5頁“科學(xué)漫步”，并回答：此GPS定位器此刻處于我國哪個城市？從顯示屏中你還能獲得哪些信息？老師解釋：顯示屏上第1行的“西”和第2行的航向267°其含義。請同學(xué)舉例說明它的還有哪些用途。（三）、時間和時刻：師：（提問一個走讀生）上學(xué)的時候是什么時間離開家的？在路上用了多長時間？怎么走的？什么時間到校的？生： 據(jù)實際情況回答師：宇宙萬物都在時間和空間中存在和運動我們每天按時上課、下課、用餐、休息。從幼兒園、小學(xué)、中學(xué)，經(jīng)歷一年又一年，我們在時間的長河里成長對于時間這個名詞，我們并不陌生，你能準(zhǔn)確說出時間的含義嗎?師：提出問題； 1在我校的作

7、息時間表上，你能找出更多的時刻和時間間隔嗎? 2結(jié)合教材，你能列舉出哪些關(guān)于時間和時刻的說法? 3觀察教材第14頁圖121，如何用數(shù)軸表示時間?生：自主閱讀，積極思考，然后每六人一組展開討論，每組選出代表，發(fā)表見解，提出問題 生：我們開始上課的“時間”：8：00就是指的時刻；下課的“時間”：8：45也是指的時刻這樣每個活動開始和結(jié)束的那一瞬間就是指時刻 生：我們上一堂課需要45分鐘，做眼保健操需要5分鐘，這些都是指時間間隔，每一個活動所經(jīng)歷的一段時間都是指時間間隔 師：根據(jù)以上討論與交流，能否說出時刻與時間的概念 教師幫助總結(jié)并回答學(xué)生的提問師：時刻是指某一瞬時，時間是時間間隔的簡稱，指一段持

8、續(xù)的時間間隔。兩個時刻的間隔表示一段時間如果建立一個表示時間的一維直線系，則在這個坐標(biāo)系中，時刻用點表示，時間間隔是兩個時刻之差，用線段表示。例1、以下的計時數(shù)據(jù)指時刻的是：A.中央電視臺新聞聯(lián)播每日19時開播B.我國優(yōu)秀運動員劉翔在雅典奧運會跨欄決賽中，用12秒91奪得了冠軍C.某場足球賽15min時甲隊攻入一球D.由北京開往上海的Z1次列車，于19時28分從北京站開出例2我國在2003年10月成功地進(jìn)行了首次載人航天飛行10月15日09時0分，“神舟”五號飛船點火，經(jīng)9小時40分50秒至15日18時40分50秒，我國宇航員楊利偉在太空中展示中國國旗和聯(lián)合國旗，再經(jīng)11小時42分10秒至16

9、日06時23分，飛船在內(nèi)蒙古中部地區(qū)成為著陸在上面給出的時間或時刻中，哪些指的是時間，哪些又指的是時刻?（參考答案：這里的“10月15日09時0分”、“15日18時40分50秒”和“16日06時23分”，分別是指這次航天飛行點火、展示國旗和著陸的時刻，而“9小時40分50秒”和“11小時62分10秒”分別指的是從點火到展示國旗和從展示國旗到著陸所用的時間）本課小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了運動、參考系和坐標(biāo)系、時間和時刻等概念，它們是運動學(xué)乃至整個力學(xué)的最基本最重要的概念。要描述物體的運動，由于運動的相對性，描述運動時必須明確所選擇的參考系。為了準(zhǔn)確地、定量地描述質(zhì)點的運動，還要建立坐標(biāo)系。布置作業(yè)復(fù)習(xí)

10、本節(jié)課本，并完成課后習(xí)題板書設(shè)計：一、參考系、選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體叫做參考系。、選擇不同的參考系來觀察同一運動，觀察的結(jié)果會有不同。、選擇的原則：觀測方便和使運動的描述盡可能簡單二、坐標(biāo)系：為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系三、時間和時刻：1、時刻是指某一瞬時，時間是時間間隔的簡稱，指一段持續(xù)的時間間隔。兩個時刻的間隔表示一段時間2、如果建立一個表示時間的一維直線系，則在這個坐標(biāo)系中，時刻用點表示，時間間隔是兩個時刻之差，用線段表示第二節(jié)、質(zhì)點和位移一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1、理解質(zhì)點的概念能明確物體在什么情況下可以看作質(zhì)點2、理解位移、路程、能用數(shù)軸或一

11、維直線坐標(biāo)表示位置和位移。3、知道時刻與位置、時間與位移的對應(yīng)關(guān)系。4、知道矢量和標(biāo)量，知道位移是矢量。通過實例總結(jié)出矢量相加的法則。 過程與方法：1、領(lǐng)悟質(zhì)點概念的提出和分析、建立的過程2、了解物理學(xué)研究中物理模型的特點，初步掌握科學(xué)抽象這種研究方法3、通過具體問題引出時間、時刻、位移、路程等概念，要使學(xué)生學(xué)會將抽象問題形象化化的處理方法。4、會用矢量表示和計算質(zhì)點的位移，用標(biāo)量表示路程。情感態(tài)度與價值觀：1、通過位移的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生了解生活與物理的關(guān)系，同時學(xué)會用科學(xué)的思維看待事實2、通過用物理量表示質(zhì)點不同時刻的不同位置，不同時間內(nèi)的不同位移(或路程)的體驗，領(lǐng)略物理方法的奧妙，體會科學(xué)

12、的力量3、養(yǎng)成良好的思考表述習(xí)慣和科學(xué)的價值觀二、教學(xué)重點、難點1教學(xué)重點：重點：質(zhì)點概念的理解、位移的概念以及它與路程的區(qū)別。教學(xué)策略：通過觀察、思考、討論和實例分析來加深理解。2教學(xué)難點：理想化模型質(zhì)點的建立及相應(yīng)的思想方法、理解位移的概念，會用有向線段表示位移。三、課時安排：1課時四教學(xué)過程引入新課講授新課（一）、物體與質(zhì)點、播放鴿子飛行的錄像。提問：(1)要準(zhǔn)確描述鴿子身上各點的位置隨時間的變化不是容易事，困難和麻煩出在哪兒呢？(2)如果我們研究它從家里出發(fā)到你親戚家送信，需要了解它各部分運動的區(qū)別嗎？ (3)如何才能較準(zhǔn)確地描述它的運動呢？講述：有些時候為了便于分析，常常把物體簡化為

13、一個點。呈現(xiàn)信息窗：“神舟”5號飛船載人艙長7.4m，直徑2.8m,用長58m，重達(dá)480t的“長征”2號火箭發(fā)射。如科學(xué)家研究“神舟”5號飛船在空中的運動位置、高度、速度等問題時就把它簡化為一個有質(zhì)量的點。播放“神舟”號運行時在指揮部熒光屏上的顯示為一個小小的光點。教師小結(jié)：這樣，在某些情況下，我們可以把物體簡化為一個有質(zhì)量的點。物理學(xué)中，用來代替物體的有質(zhì)量的點叫質(zhì)點（masspoint）。信息快遞：在物理學(xué)中，突出問題的主要方面，忽略次要因素，經(jīng)過科學(xué)抽象而建立理想化的“物理模型”，并將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。質(zhì)點就是這種物理模型之一。、提問：(1)研究地球繞太陽的

14、公轉(zhuǎn)能否把地球視為一個點呢？播放太陽系運行的模擬動畫。(2)一列沿京滬鐵路運動的火車，若研究它從上海到北京的運動能否把它簡化為一個點？播放火車運行模擬動畫。(3)研究地球上各處的季節(jié)變化時，能否把它視為質(zhì)點呢？播放地球公轉(zhuǎn)和四季變化的模擬動畫。(4)研究火車通過南京長江大橋的運動時，能否把它簡化為一個質(zhì)點？呈現(xiàn)火車過橋的圖片。3、通過以上幾個問題請同學(xué)們進(jìn)一步討論：(1)物體是否在所有的情況下都能看作質(zhì)點？(2)物體看作質(zhì)點的條件是什么？(3)物理中的“質(zhì)點”跟幾何學(xué)中的點有什么相同和不同的地方？(4)大的物體一定不能看成質(zhì)點？小的物體隨時都看成質(zhì)點嗎？播放地月系運行模擬動畫，28屆雅典奧運會

15、上張怡寧發(fā)球錄像。演示乒乓球發(fā)球情況。（二）、路程和位移師：2006年4月，中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所董治保研究員在羅布泊發(fā)現(xiàn)一具干尸，被懷疑是26年前失蹤的著名科學(xué)家彭加木。1980年4月25日，彭加木從上海飛往烏魯木齊，著手進(jìn)行對羅布泊地區(qū)的第四次考察。于6月17日因?qū)ふ宜醋呤АＴS多穿越這個沙漠的勇士常常迷路歸結(jié)他們失敗的原因都是因為在沙漠中搞不清這樣三個問題：我在哪里?我要去哪里?選哪條路線最佳?而這三個問題涉及三個描述物體運動的物理量：位置、位移、路程生：(看投影中國地圖或觀察教材14頁圖1.2-2)并思考：從北京到重慶，有哪些不同的選擇；這些選擇有何相同或不同之處。 生：從

16、北京到重慶，可以乘汽車，也可以乘火車或飛機(jī)，還可以中途改變交通工具選擇的路線不同，運動軌跡不同，但就位置變動而言，都是從北京來到了重慶 師：根據(jù)上面的學(xué)習(xí)，你能給出位移及路程的定義嗎? 生：位移：從物體運動的起點指向運動的終點的有向線段位移是表示物體位置變化的物理量國際單位為米(m) 路程：路程是質(zhì)點實際運動軌跡的長度 師：在坐標(biāo)系中，我們也可以用數(shù)學(xué)的方法表示出位移如：質(zhì)點從A點運動到B點，我們可以用有方向的線段來表示位移，從初始位置A向末位置B畫有向線段，展示教材圖123交流與討論：閱讀下面的對話：甲：請問到市圖書館怎么走?乙：從你所在的市中心向南走400 m到一個十字路口，再向東走300

17、m就到了甲：謝謝!乙：不用客氣請在圖上把甲要經(jīng)過的路程和位移表示出來 師：請你歸納一下：位移和路程有什么不同?生1：位移是矢量，有向線段的長度表示其大小，有向線段的方向表示位移的方向生2：質(zhì)點的位移與運動路徑無關(guān)，只與初位置、末位置有關(guān)生3：位移與路程不同，路程是質(zhì)點運動軌跡的長度，路程只有大小沒有方向，是標(biāo)量師：位移的大小有沒有等于路程的時候?學(xué)生討論后回答，并交流自己的看法生：在直線運動中，位移的大小就等于路程。教師適時點撥，畫一往復(fù)直線運動給學(xué)生討論生：在單方向的直線運動中，位移的大小就等于路程教師總結(jié)師：只有在單向直線運動中，位移的大小才等于路程，在其他情況中，路程要大于位移的大小路程

18、是物體運動軌跡的長度位移是描述物體位置變化的物理量，用從初位置到末位置的有向線段表示，即物體位移的大小由初末位置決定，方向由初位置指向末位置。例3下列關(guān)于位移和路程的說法中，正確的是（ ）A位移大小和路程不一定相等，所以位移才不等于路程B位移的大小等于路程，方向由起點指向終點C位移描述物體相對位置的變化，路程描述路徑的長短D位移描述直線運動，路程描述曲線運動答案：C解析：A選項表述的因果關(guān)系沒有意義，故A錯位移的方向可以用從初位置指末位置的有向線段來表示，但位移的大小并不等于路程，往往是位移的大小小于等于路程，故選項B錯位移和路程是兩個不同的物理量，位移描述物體位置的變化，路程描述物體運動路徑

19、的長短，所以選項C正確位移的大小和路程不一定相等，只有當(dāng)物體做單向直線運動時，位移的大小才等于路程無論是位移還是路程都既可以描述直線運動，也可以描述曲線運動，故選項D也是錯誤的象位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量，象路程這樣只有大小，沒有方向的物理量叫做標(biāo)量。例4、關(guān)于路程和位移，說法正確的是：A.路程是標(biāo)量，即位移的大小B.物體的位移大小總是小于或等于物體運動的路程C.物體的位移為零，路程也一定為零D.位移是矢量，位移的方向即質(zhì)點的運動方向例5氣球升到離地面80m高空時，從氣球上掉下一物體，物體又上升了10 m高后才開始下落，規(guī)定向上方向為正方向討論并回答下列問題，體會矢量的表示方向

20、(1)物體從離開氣球開始到落到地面時的位移大小是多少米?方向如何? (2)表示物體的位移有幾種方式?其他矢量是否都能這樣表示?注意體會“+”“”號在表示方向上的作用 解析：(1)一80m，方向豎直向下；(2)到現(xiàn)在有三種：語言表述法，如“位移的大小為80m，方向豎直向下”；矢量圖法；“+”“一”號法，如“規(guī)定豎直向上為正方向，則物體的位移為一80m”（三）、直線運動的位置和位移師：要想準(zhǔn)確描述物體的位置變化怎么辦？生：對于做直線運動的物體，可以用直線坐標(biāo)系來描述。在直線坐標(biāo)系中，位置用點來描述，記為x=?；位移是位置的變化，記為x，x=x2-x1。1、位置：由坐標(biāo)確定。2、位移：x=x2-x1

21、若x2>x1,x>0,表示位移方向與規(guī)定正方向相同； 若x2<x1, x<0,表示位移方向與規(guī)定正方向相反。本課小結(jié)位移和路程是兩個不同的物理量，位移是用來表示質(zhì)點變動的，它的大小等于運動物體初、末位置間的距離，它的方向是從初位置指向末位置，是矢量；而路程是物體實際運動路徑的長度，是標(biāo)量只有物體做單向直線運動時，其位移大小才和路程相等，除此以外，物體的位移的大小總是小于路程找位移的最好辦法是從初位置到末位置間畫有向線段有向線段的方向就是位移的方向，有向線段的長度就是位移的大小時刻對應(yīng)位置，時間對應(yīng)位移在位置坐標(biāo)軸上，用點來表示位置，用有向線段來表示位移布置作業(yè)復(fù)習(xí)本節(jié)課

22、本，并完成課后習(xí)題板書設(shè)計：一、質(zhì)點、定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點叫質(zhì)點。、實物簡化為質(zhì)點的條件：物體的大小和形狀對研究的問題的影響可忽略不計。理想模型:抓住主要特征，忽略次要因素二、路程和位移：、路程是物體運動軌跡的長度、位移是描述物體位置變化的物理量，用從初位置到末位置的有向線段表示，即物體位移的大小由初末位置決定，方向由初位置指向末位置。第三節(jié)、速度和加速度一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1、理解速度的概念知道速度是表示運動快慢的物理量，知道它的定義、公式、符號和單位，知道它是矢量2、理解平均速度和瞬時速度的概念、知道速度和速率以及它們的區(qū)別3、理解加速度的物理意義，知道加速度是矢量。知道平均

23、加速度和瞬時加速度。4、理解勻變速運動的意義，能用vt圖象表示勻變速直線運動，并能通過圖象確定加速度。過程與方法：1、培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識事物的規(guī)律由簡單到復(fù)雜2、經(jīng)歷將生活中的實際上升到物理概念的過程，理解物理與生活的聯(lián)系，初步了解如何描述運動通過事例，引出生活中物體運動的速度存在加速和減速的現(xiàn)實，提出為了描述物體運動速度變化的快慢，引入了加速度概念的必要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣3、幫助學(xué)生學(xué)會分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)得出加速度情感態(tài)度與價值觀：、利用實例激發(fā)學(xué)生的求知欲，激勵學(xué)生的探索精神。2、領(lǐng)會人類探索自然規(guī)律中嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，理解加速度概念的建立對人類認(rèn)識世界的意義，培養(yǎng)學(xué)生區(qū)分事物的能力及學(xué)生的抽

24、象思維能力3、培養(yǎng)合作交流的思想，能主動與他人合作，勇于發(fā)表自己的主張，勇于放棄自己的錯觀點二、教學(xué)重點、難點1教學(xué)重點：（1）、速度、瞬時速度、平均速度三個概念，及三個概念之間的聯(lián)系。（2）、速度的變化量、速度的變化率的含義。 （3）、加速度的概念及物理意義。2教學(xué)難點：（1）、對瞬時速度的理解。（2）、理解加速度的概念，樹立變化率的思想。 （3）、區(qū)分速度、速度的變化量及速度的變化率。（4）、利用圖象來分析加速度的相關(guān)問題三、課時安排：2課時四教學(xué)過程引入新課坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量1、研究直線運動時，坐標(biāo)軸上的點x表示物體的位置，兩點間的線段x表示位置的變化。2、物體的位移可以用坐標(biāo)的變化量來

25、表示： x的大小表示位移的大?。?x的正負(fù)表示位移的方向。思考：課件投影圖，讓學(xué)生觀察，用數(shù)軸表示坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量，能否用數(shù)軸表示時間的變化量?分析：顯然物體開始是向x軸正方向運動，位移x=x2-x1為正值；若向x軸負(fù)方向運動時，位移x為負(fù)值一、速度1表示運動快慢的方法 (1)相同時間內(nèi)比較位移的大小； (2)相同位移時比較所用時間的長短 2速度 (1)定義：速度等于位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值 (3)單位：ms，常用的還有kmh、cms等 換算關(guān)系： (4)物理意義：表示物體運動快慢的物理量 (5)速度是矢量 速度的大小等于單位時間內(nèi)位移的大小；速度的方向是位移的方向 (6)勻速直線運

26、動中，相等時間內(nèi)位移相等，即運動的快慢程度相同，即速度的大小方向都不變二、平均速度和瞬時速度1平均速度 (1)定義：在某段時間的位移x與發(fā)生這段位移所用的時間t的比值，叫做這段時間(或位移)內(nèi)的平均速度 (2)公式：v=x/t (3)平均速度只能粗略地描述運動的快慢，即平均快慢程度 (4)描述平均速度時，必須指明是哪一段位移上的平均速度；或是哪一段時間間隔內(nèi)的平均速度 2瞬時速度 (1)定義：物體在某一時刻(或通過某一位置時)的速度，叫做瞬時速度 (2)物理意義：精確地描述物體的運動快慢 (3)方向：與物體經(jīng)過某一位置的運動方向相同(4)物體在從t到t+t時間間隔內(nèi)，若t非常小，以至于t 0，

27、則可以認(rèn)為表示的是物體在t時刻的瞬時速度三、速度和速率1速率：瞬時速度的大小叫做速率2日常生活和物理學(xué)中說到“速度”，有時是指速率思考：平均速率是平均速度的大小嗎?提示：平均速度是物體的位移與發(fā)生這段位移所需時間的比值平均速率是物體通過的路程與所需時間的比值由于物體在通過一段位移時，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：只有當(dāng)物體做單方向的直線運動時，位移大小才等于路程，平均速度的大小才與平均速率相等典例分析例1：光在空氣中的傳播速度約等于3.0×108m/s，聲音在空氣中的傳播速度是340m/s，一個人看到閃電后5s聽到雷聲，則打雷的地方離他大約多遠(yuǎn)

28、？分析：設(shè)打雷的地方到人的距離為x，根據(jù)x=vt，可分別計算閃電和雷聲傳到人所在處所用的時間分別為t1和t2，根據(jù)條件t2-t1=5s，則可的解。答案：約1.7×103m四、加速度先演示小車實驗，讓學(xué)生在感性上對速度變化的快慢有一個初步的認(rèn)識再利用多媒體投影播放賽車、高速列車、自行車，運動員等錄像，提出問題，讓學(xué)生思考討論誰的速度“增加”得快?如何來表示增加的快慢?師：演示，讓小球分別在傾角較小的斜面和傾角較大的斜面上滾動生：觀察思考師：小球兩次各做什么運動?它們的不同之處在哪里?生：小球兩次都是做速度越來越快的直線運動，但后一次速度改變得快師：播放多媒體，提出問題 生：根據(jù)錄象，

29、討論交流，提出表示速度變化快慢的方法：用單位時間內(nèi)速度變化量的大小表示物體速度變化的快慢上述四物體，運動員速度變化最快，火車速度變化最慢師：如果物體做加速直線運動，同樣在10s內(nèi)，速度從2ms增加到7ms，怎樣描述物體運動的速度增加的快慢呢?生：用物體速度的增加量除以所用的時間來描述這段過程中物體運動速度增加的快慢師：如果用a符號表示物體速度增加的快慢，v表示物體的速度變化量，t表示物體的速度變化所用的時間，那么用公式如何表達(dá)呢?生：av/t(7-2)m10s20.5m/s2師：用兩輛汽車以相同的速度變化率做勻加速運動和勻減速運動，雖然速度變化快慢相同，但速度的變化情況不同，前者速度越來越大，

30、后者則反之啟發(fā)學(xué)生思考，只憑速度變化快慢(速度變化率的大小)不能完全反映速度變化的規(guī)律，從而引出加速度不僅有大小，而且有方向，是矢量1、定義：加速度等于速度的改變量跟發(fā)生這一改變所用時間的比值2、定義式：av/t =（vt-v0）/t v0開始時刻物體的速度 vt經(jīng)過一段時間t時的速度3、物理意義：加速度是表示速度改變快慢的物理量4、國際單位：ms2或m·s-2讀作米每二次方秒 5、加速度也是矢量，不僅有大小，也有方向例1、下列說法正確的是：A.加速度是物體增加的速度B.加速度反映速度變化的大小C.加速度反映速度變化的快慢D.加速度的方向不能由速度方向確定，要由速度變化的方向來確定例

31、2、足球以水平速度v=10m/s擊中球門橫梁后以v/=8m/s的速度水平彈回，與橫梁接觸的時間為0.1s，求足球在此過程中的平均加速度。五、加速度和速度的區(qū)別師：出示例題3：下列所描述的運動中，可能的有？A.速度變化很大，加速度很小B.速度變化方向為正，加速度方向為負(fù)C.速度變化越來越快，加速度越來越小D.速度越來越大，加速度越來越小生：討論做答師：總結(jié)加速度的方向和速度改變量的方向相同。加速直線運動：加速度的方向和初速度的方向相同，為正值減速直線運動：加速度的方向和初速度的方向相反，為負(fù)值生：當(dāng)物體加速時，則v =（vt-v0）>0，時間t是標(biāo)量，加速度a的計算值為正值，如果以初速度的

32、方向為正方向(即初速度 v0取正值)，a為正值則可表示a的方向與初速度的方向相同，或反過來說，若加速度a與初速度同向時，則這個直線運動為加速運動當(dāng)物體是減速時，則v =（vt-v0）<0，時間t是標(biāo)量，加速度a的計算值為負(fù)值，如果仍以初速度的方向為正方向(即初速度Iv0取正值)，a為負(fù)值則可表示a的方向與初速度的方向相反，或反過來說，若加速度a與初速度反向時，則這個直線運動為減速運動1、速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大2、速度變化量大，加速度不一定大3、加速度為零，速度可以不為零；速度為零，加速度可以不為零例4、關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，下列說法正確的是：A.速度變化的越多，

33、加速度就越大B.速度變化的越快，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D.加速度大小不斷變小，速度大小也不斷變小例5、關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，下列說法正確的是？A.物體的速度大，加速度就大B.物體的速度改變量大，加速度就大C.物體在單位時間內(nèi)速度變化大，加速度就大D.物體的速度為零時，加速度必為零六、從vt圖象看加速度師：速度一時間圖象描述了什么問題?怎樣建立速度一時間圖象?生：速度一時間圖象是描述速度隨時間變化關(guān)系的圖象，它以時間軸為橫軸，以縱軸為速度軸，在坐標(biāo)系中將不同時刻的速度以坐標(biāo)的形式描點，然后連線，就畫出了速度一時間圖象師：引導(dǎo)我們可以從直線上任意選擇間隔較大的兩點

34、來找到這兩個點間的速度變化量v，時間間隔t生：討論回答，a直線的傾斜程度更厲害，也就是更陡些，而b相對較平緩。所以a的速度變化快，即a的加速度大，b的速度變化慢，加速度小還可以用加速度的定義式av/t來定量求加速度，從而比較加速度的大小。在vt圖像中，圖像的斜率在數(shù)值上等于加速度 勻變速直線運動的vt圖像是一條直線，直線的斜率的數(shù)值等于其加速度圖中兩條直線a、b分別是兩個物體運動的速度一時間圖象，哪個物體運動的加速度比較大?本課小結(jié)本節(jié)主要學(xué)習(xí)了速度的概念及其物理意義，平均速度和瞬時速度的概念及物理意義知道了平均速度只能粗糙描述質(zhì)點運動的快慢，而瞬時速度能更準(zhǔn)確地描述質(zhì)點運動的快慢速度是矢量，

35、方向就是物體運動的方向。什么叫加速度?它的定義式、物理意義、單位各是什么? 怎樣正確理解加速度?加速度與速度間有什么關(guān)系?速度的改變量是否總是速度增加?怎樣理解加速度的正負(fù)號根據(jù)vt圖像怎樣求加速度?怎樣根據(jù)加速度的大小和方向去判定物體的運動規(guī)律?布置作業(yè)復(fù)習(xí)本節(jié)課本，并完成課后習(xí)題板書設(shè)計：一、 速度1、 物理意義：表示物體運動的快慢2、 定義：位移跟發(fā)生這個位移所用時間的比值3、 公式：v=x/t二、 平均速度1定義：運動物體在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用的時間的比值2公式：v=x/t3物理意義：表示物體運動的平均快慢程度4矢量性：方向與位移x方向相同，就是物體的運動方向三、瞬時速度

36、1定義：運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度準(zhǔn)確地講，瞬時度是物體在某時刻前后無窮短時間內(nèi)的平均速度2公式：v=x/t（t0）3物理意義：描述物體在某一時刻或某一位置的運動快慢4矢量性：與物體此時刻的運動方向相同，即物體運動軌跡在該點的切線方向速度四、速度和速率1 速率：速度的大小。2 速度既有大小，又有方向，是矢量五、加速度1、定義：加速度等于速度的改變量跟發(fā)生這一改變所用時間的比值2、定義式：av/t =（vt-v0）/t v0開始時刻物體的速度 vt經(jīng)過一段時間t時的速度3、物理意義：加速度是表示速度改變快慢的物理量4、國際單位：ms2或m·s-2讀作米每二次方秒 5、加速度

37、也是矢量，不僅有大小，也有方向第三章、勻變速直線運動的研究第一節(jié)、勻變速直線運動的規(guī)律一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1. 知道勻變速直線運動的基本規(guī)律。2. 掌握勻變速直線運動的基本規(guī)律公式的推導(dǎo)，并能夠應(yīng)用。3. 能識別不同形式的勻變速直線運動的速度-時間圖象。過程與方法：1、通過近似推導(dǎo)位移公式的過程，體驗微元法的特點和技巧，能把瞬時速度的求法與此比較。2、感悟一些數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用特點。情感態(tài)度與價值觀：1、經(jīng)歷微元法推導(dǎo)位移公式和公式法推導(dǎo)速度位移關(guān)系，培養(yǎng)自己動手能力，增加物理情感。2、體驗成功的快樂和方法的意義。二、教學(xué)重點、難點1教學(xué)重點：推導(dǎo)和理解勻變速直線運動基本規(guī)律公式、 勻變速直線

38、運動基本規(guī)律的運用。2教學(xué)難點：1、v-t圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內(nèi)運動的位移2、微元法推導(dǎo)位移公式。三、課時安排：2課時四教學(xué)過程引入新課：什么是瞬時速度？勻速直線運動和勻變速直線運動中的瞬時速度有什么不同？（瞬時速度是指物體在運動中的某一時刻或某一位置的速度。勻速直線運動中的瞬時速度是不變的，勻變速直線運動中的瞬時速度是時刻改變的。） 那么勻速直線運動的v-t圖是怎么樣的呢？如圖1，一條平行與時間軸的直線，表示物體的速度不隨時間變化上節(jié)課做了實驗，得出了小車速度隨時間的變化規(guī)律，圖象又是怎么樣的呢？大家畫出的圖象多如圖2所示：0 圖1 t/sv/(m.s-1)v0 圖2

39、 t t/sv/(m.s-1)vv00 圖3 tt t/sv/(m.s-1)v4v3v2v1v0圖2：圖象是一條傾斜的直線，在圖象上無論t取多大，對應(yīng)的速度變化量v與t之比都是一樣的，也即物體在任一時間間隔內(nèi)的平均加速度均相等（也即直線上各點的斜率相等）。我們把物體沿一條直線運動，且瞬時加速度保持不變的運動（速度時間圖象是一條傾斜直線），叫勻變速直線運動。勻加速直線運動：速度隨時間均勻增加勻減速直線運動：速度隨時間均勻減少一、勻變速直線運動的速度公式練習(xí)：A、B、C、D四個物體在一條直線上運動，它們的速度時間圖象如圖所示，請回答以下問題：（1）哪個物體的加速度為零而速度不為零？（2）哪一時刻兩

40、物體的速度相同而加速度不同？（3）同一時刻，哪兩個物體運動的加速度相同但速度不相同？（4）同一時刻，哪一物體的加速度比另一物體小，但速度比另一物體大？0 圖4 t/sv/(m.s-1)v0 t/sv/(m.s-1)vABCD討論：當(dāng)Vt圖象是曲線時,物體運動的加速度是如何變化的？（圖4）1、相同的時間間隔t內(nèi)增加的速度v不同，所以不同時間段內(nèi)平均加速度不同。2、曲線上某點的斜率就是對應(yīng)時刻的瞬時加速度。（如果t取得極短，那么曲線可看作直線，物體在這非常短的時間內(nèi)做勻變速運動，此時，用極短時間內(nèi)的勻加速運動的加速度代替某時刻的瞬時加速度），所以圖象是曲線，說明物體的運動是瞬時加速度不斷變化的變速

41、運動。3、斜率為正，加速度為正，物體加速運動，斜率為負(fù)，加速度為負(fù)，物體減速運動。推導(dǎo)：速度與時間的函數(shù)關(guān)系（圖2）由圖2我們看到，圖象是一條傾斜直線，故由一次函數(shù)方程“y=kx+b”得“v=at+v0”（由以上分析，直線的斜率k代表加速度a）,即：v= v0+ at,或者，如果已知開始計時（t=0）時刻的瞬時速度為V0，t時刻的瞬時速度為V，那么由a=v/t=(v-v0)/(t-0)得v= v0+ at這就是勻變速直線運動的速度公式 對速度公式的理解和計算：1、由于a在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度的變化量，所以at就是整個運動過程中速度的變化量，再加上運動開始時物體的速度v0，就得到t時刻物體的

42、速度。2、v0為開始計時時刻的速度，v是經(jīng)過t后的瞬時速度3、規(guī)定正方向，用正負(fù)號代入，由于v、 v0、a都是矢量，故在運算時要假設(shè)正方向，確定各物理量的正負(fù)號之后再代入公式，一般以v0為正方向，勻加a>0,勻減a<0，計算v>0,說明與v0同向，v<0,說明與v0反向解題時要畫運動過程示意圖，要圖上標(biāo)出正方向與各物理量的符號及方向。4、v= v0+ at不僅適用于勻加速，也適用于勻減速。讓學(xué)生自己閱讀書上2個例題解題規(guī)范：1、畫出簡單的物理模型2、列出已知量(注意符號)，列出所用公式3、代入數(shù)據(jù)，計算4、驗證合理性兩個重要推論：（只適用與勻變速直線運動）1、某段時間的

43、平均速度等于此段時間初速度與未速度的平均值，即： V平均=（v+v0）/2 （非勻變速直線運動不適用）用類比法證明：一共有7根柱子，長度分別為：3米、4米、5米、6米、7米、8米，9米，即柱子的高度是均勻增加的，求這些柱子的平均高度是多少？（算法：全部相加除以7即得，與第1根和最后一根的平均高度相同）。2、某段時間中間時刻的瞬時速度等于該段時間的平均速度。即 Vt/2= V平均=（v+v0）/2=s/t，Vo Vt/2 vO t/2 t證明： 如圖，前t/2階段，初速度為Vo，未速度為Vt/2 加速度為a，時間為t/2，故有 Vt/2 =Vo+a.t/2，后t/2階段：v= Vt/2+ at/

44、2，兩式相減即得結(jié)果。例題講解例1 物體做勻加速直線運動，已知加速度為2m/s2，那么（）A在任意時間內(nèi)，物體的末速度一定等于初速度的2倍B在任意時間內(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（n-1）s的末速度大2m/s解析：由速度公式vt=v0+at可知，在任意時間t內(nèi)，vt為任意值，所以A錯；在一定時間t內(nèi)的速度增量v=vt-v0=at，它的大小既與a有關(guān)，又與t有關(guān)，當(dāng)t為任意值時，v也為任意值，因此B錯；當(dāng)t=1s，a=2m/s2時，v=2m/s，即末速度比初速度大2m/s，所以C正確；由于第ns初和第(n-1)s

45、末是同一時刻，同一時刻對應(yīng)的速度是相同的，因此，D錯。答案：C例2 一質(zhì)點從靜止開始以1m/s2的加速度勻加速運動，經(jīng)5s后作勻速運動，最后2s的時間使質(zhì)點勻減速到零，則質(zhì)點勻速運動的速度是多大？減速運動時的加速度是多大？解析：質(zhì)點的運動過程包括加速勻速減速三個階段，如圖2-2-3所示，AB段為加速階段，BC為勻速階段，CD為減速階段，勻速運動的速度即為加速階段的末速度vB。故vB=v0+at=0+1×5=5m/s，而質(zhì)點作減速運動的初速度即為勻速運動的速度，即：vB=vC=5m/s。在CD段的減速運動過程中：末速度vD=0，由vt=v0+at得a=(vD-vC)/t=(0-5)/2

46、=-2.5（m/s2），負(fù)號表示a的方向與初速度方向相反。二、勻變速直線運動的位移公式1、勻變速直線運動的位移教師活動：（1）培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想的能力和探究問題大膽猜想，假設(shè)的能力（2）（投影）啟發(fā)引導(dǎo)，進(jìn)一步提出問題，但不進(jìn)行回答：對于勻變速直線運動的位移與它的v-t圖象是不是也有類似的關(guān)系？ 學(xué)生活動：學(xué)生思考。教師活動：我們先不討論是否有上述關(guān)系，我們先一起來討論課本上的“思考與討論”。學(xué)生活動：學(xué)生閱讀思考，分組討論并回答各自見解。最后得出結(jié)論：學(xué)生A的計算中，時間間隔越小計算出的誤差就越小，越接近真值。反思：培養(yǎng)以微元法的思想分析問題的能力和敢于提出與別人不同見解發(fā)表自己看法的勇氣。培養(yǎng)學(xué)

47、生勤鉆細(xì)研分析總結(jié)得出物理規(guī)律的品質(zhì)。這種分析方法是把過程先微分后再累加（積分）的定積分思想來解決問題的方法，在以后的學(xué)習(xí)中經(jīng)常用到。比如：一條直線可看作由一個個的點子組成，一條曲線可看作由一條條的小線段組成。教師活動：（投影）提出問題：我們掌握了這種定積分分析問題的思想，下面同學(xué)們在坐標(biāo)紙上作初速度為v0的勻變速直線運動的v-t圖象，分析一下圖線與t軸所夾的面積是不是也表示勻變速直線運動在時間t內(nèi)的位移呢？學(xué)生活動：學(xué)生作v-t圖象，自我思考解答，分組討論。反思：培養(yǎng)學(xué)生用定積分的思想分析v-t圖象中所夾面積表示物體運動位移的能力。教師活動：（投影）學(xué)生作的v-t圖解，讓學(xué)生分析講解。（如果

48、學(xué)生分析不出結(jié)論，讓學(xué)生參看課本圖23-2，然后進(jìn)行討論分析。）學(xué)生活動：根據(jù)圖解分析講解，得出結(jié)論：v-t圖象中，圖線與t軸所夾的面積，表示在t時間內(nèi)物體做勻變速直線運動的位移。反思：培養(yǎng)學(xué)生分析問題的邏輯思維，語言表達(dá)，概括歸納問題的能力。2、推導(dǎo)勻變速直線運動的位移時間公式教師活動：（投影）進(jìn)一步提出問題：根據(jù)同學(xué)們的結(jié)論利用課本圖2.3-2（丁圖）能否推導(dǎo)出勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系式？學(xué)生活動：學(xué)生分析推導(dǎo)，寫出過程：所以又解得反思：培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)圖象和物理知識推導(dǎo)物理規(guī)律的能力教師活動：（投影）展示學(xué)生推導(dǎo)過程并集體評價后教師說明：公式就是表示勻變速直線運動的位移與時間關(guān)系

49、的公式。教師活動：（投影）進(jìn)一步把問題進(jìn)行擴(kuò)展：位移與時間的關(guān)系也可以用圖象表示，這種圖象叫做位移-時間圖象，即x-t圖象。運用初中數(shù)學(xué)中學(xué)到的一次函數(shù)和二次函數(shù)知識，你能畫出勻變速直線運動的x-t圖象嗎？（v0，a是常數(shù)）學(xué)生活動：學(xué)生在坐標(biāo)紙上作x-t圖象。反思：培養(yǎng)學(xué)生把數(shù)學(xué)課的知識在物理課中應(yīng)用，體會物理與數(shù)學(xué)的密切關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生做關(guān)系式圖象的處理技巧。教師活動：（投影）展示學(xué)生畫的草圖，讓學(xué)生分析作圖的過程。學(xué)生活動：學(xué)生分析講解。反思：培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合數(shù)學(xué)圖象和物理知識分析問題的能力和語言概括表述能力。教師活動：（投影）進(jìn)一步提出問題：如果一位同學(xué)問：“我們研究的是直線運動，為什么畫出

50、來的x-t圖象不是直線？”你應(yīng)該怎樣向他解釋？學(xué)生活動：學(xué)生思考討論，回答問題：位移圖象描述的是位移隨時間的變化規(guī)律，而直線運動是實際運動。反思：培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合數(shù)學(xué)方法和物理規(guī)律辨析問題的能力。3、對勻變速直線運動的位移時間公式的應(yīng)用教師活動：（投影）例題（P42）：引導(dǎo)學(xué)生閱讀題目，進(jìn)行分析。學(xué)生活動：在老師的引導(dǎo)下，在練習(xí)本上寫出解答過程。教師活動：（投影）學(xué)生的解答，進(jìn)行適當(dāng)反思。三、勻變速直線運動的位移與速度的關(guān)系教師活動：教師陳述：我們分別學(xué)習(xí)了勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系，速度與時間的關(guān)系，有時還要知道物體的位移與速度的關(guān)系，請同學(xué)們做下面的問題：“射擊時，火藥在槍筒中燃燒，燃?xì)?/p>

51、膨脹，推動彈頭加速運動。我們把子彈在槍筒中的運動看作勻加速直線運動，假設(shè)子彈的加速度是a=5*103m/s2，槍筒長x=0.64m，計算子彈射出槍口時的速度。并推出物體的位移與速度的關(guān)系式。學(xué)生活動：學(xué)生做題并推導(dǎo)出物體的位移與速度的關(guān)系：反思：培養(yǎng)學(xué)生在解答題目時簡化問題的能力和推導(dǎo)能力；在解答勻變速直線運動的問題時，如果已知量和未知量都不涉及時間，應(yīng)用公式 求解，往往會使問題變得簡單，方便。 教師總結(jié)： 是解答勻變速直線運動規(guī)律的三個重要公式，同學(xué)們要理解公式的含義，靈活選擇應(yīng)用。教師活動：投影課堂練習(xí)（見“實例探究”），適當(dāng)加入學(xué)生的討論。學(xué)生活動：學(xué)生完成課堂練習(xí)。反思：在應(yīng)用中加深對

52、規(guī)律的理解。關(guān)于剎車時的誤解問題例2 在平直公路上，一汽車的速度為15ms。，從某時刻開始剎車，在阻力作用下，汽車以2m/s2的加速度運動，問剎車后10s末車離開始剎車點多遠(yuǎn)？讀題指導(dǎo)：車做減速運動，是否運動了10s，這是本題必須考慮的。分析： 初速度 v0=15ms，a = -2ms2，分析知車運動 7 .5s就會停下，在后 2 .5s內(nèi)，車停止不動。解：設(shè)車實際運動時間為t，v t=0，a= - 2ms2由知運動時間s說明剎車后7 .5s汽車停止運動。由得所以車的位移m關(guān)于先加速后減速問題（圖像的巧妙應(yīng)用）例3從車站開出的汽車，做勻加速直線運動，走了12s時，發(fā)現(xiàn)還有乘客沒上來，于是立即做

53、勻減速運動至停車。汽車從開出到停止總共歷時20s，行進(jìn)了50 m。求汽車的最大速度。分析：汽車先做初速度為零的勻加速直線運動，達(dá)到最高速度后，立即改做勻減速運動，可以應(yīng)用解析法，也可應(yīng)用圖象法。解法1：設(shè)最高速度為vm，由題意，可得方程組 整理得m/s解法2：用平均速度公式求解。勻加速階段和勻減速階段平均速度相等，都等于，故全過程的平均速度等于，由平均速度公式得，解得m/s可見，用平均速度公式求解，非常簡便快捷，以后大家要注意這種解法。解法3：應(yīng)用圖象法，做出運動全過程的v-t圖象，如圖所示，。v-t圖線與t軸圍成三角形的面積與位移等值，故，所以m/s本課小結(jié)通過兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，掌握了勻變速直線

54、運動的三個基本公式， ，這是解答勻變速直線運動規(guī)律的三個重要公式，同學(xué)們要理解公式的含義，靈活選擇應(yīng)用。在利用公式求解時，一定要注意公式的矢量性問題。一般情況下，以初速度方向為正方向；當(dāng)a與v0方向相同時，a為正值，公式即反映了勻加速直線運動的速度和位移隨時間的變化規(guī)律；當(dāng)a與v0方向相反對，a為負(fù)值，公式反映了勻減速直線運動的速度和位移隨時間的變化規(guī)律。代入公式求解時，與正方向相同的代人正值，與正方向相反的物理量應(yīng)代入負(fù)值。布置作業(yè)復(fù)習(xí)本節(jié)課本，并完成課后習(xí)題板書設(shè)計：1、 2、 3、第二節(jié)、勻變速直線運動的實驗探究實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律教學(xué)目標(biāo)：知識與技能 1根據(jù)相關(guān)實驗器材，設(shè)計實驗