教科版高一物理教案全集(必修一).doc

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______________________________________________________________________________________________________________ 1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系 空間 時(shí)間 ? 教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)與技能 ⑴了解機(jī)械運(yùn)動(dòng)、質(zhì)點(diǎn)、參考系的概念 ⑵了解時(shí)間間隔與時(shí)刻的區(qū)別和聯(lián)系 ⑶掌握時(shí)刻中秒初與秒末的差異 2.過程與方法 ⑴通過對(duì)初中物理機(jī)械運(yùn)動(dòng)和參照物的復(fù)習(xí)，建立參考系的概念 ⑵通過對(duì)質(zhì)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，了解理想化方法以及理想模型 ⑶通過對(duì)時(shí)間間隔與時(shí)刻的辨別，初步學(xué)會(huì)分辨秒初與秒末 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過對(duì)物體能否被看作質(zhì)點(diǎn)的條件，培養(yǎng)學(xué)生建立具體問題具體分析的辯證唯物主義哲學(xué)思想。 教學(xué)重點(diǎn)：1.質(zhì)點(diǎn)的概念 2.時(shí)間間隔與時(shí)刻的區(qū)別與聯(lián)系、 教學(xué)難點(diǎn)：秒初與秒末的區(qū)別 ? 課時(shí)安排 1課時(shí) ? 教學(xué)過程 2 導(dǎo)入 師：同學(xué)們，現(xiàn)在我們開始學(xué)習(xí)高中物理的力學(xué)知識(shí)。在開始學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)之前，我們需要了解力學(xué)中幾個(gè)基本概念。 力學(xué)可以分為兩部分：只是對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述，而不究其運(yùn)動(dòng)的原因的部分，我們把它叫做運(yùn)動(dòng)學(xué)（教材第一章），它解決的是是什么的問題；對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的原因以及相關(guān)規(guī)律的研究，我們把它叫做動(dòng)力學(xué)（教材第三章），它解決的是為什么的問題。 這一節(jié)課，我們來了解運(yùn)動(dòng)學(xué)中的幾個(gè)基本的概念。 2 新課開講 1.機(jī)械運(yùn)動(dòng) 初中階段我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念，它是指物體的位置隨時(shí)間的變化的運(yùn)動(dòng)。它是自然界中最簡單、最基本的運(yùn)動(dòng)形式。 在初中階段學(xué)習(xí)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的時(shí)候還學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性和靜止的相對(duì)性的物理學(xué)規(guī)律。我們說運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的。那么為了描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們還學(xué)習(xí)了參照物的概念。 2.參考系 初中階段我們說為了描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀況，我們需要選擇一個(gè)物體與它做參照，這個(gè)被選的物體就叫做參照物，現(xiàn)在我們把它叫做參考系。 參考系的選取需要遵循以下的原則： a.參考系是被假定不動(dòng)的物體 b.研究對(duì)象不能被選作參考系 c.參考系的選擇是任意的，運(yùn)動(dòng)和靜止的物體都可以選作參考系 d.通常把地面或固定在地面上不動(dòng)的物體選作參考系 討論：“刻舟求劍”這個(gè)故事家喻戶曉。這個(gè)故事不但有諷刺意義，而且還包含了一定的物理知識(shí)。請(qǐng)從物理學(xué)的知識(shí)討論一下該人找寶劍選擇的參考系是什么？請(qǐng)你為他提供一種找到寶劍的方法。 3.質(zhì)點(diǎn) 我們先來計(jì)算這樣幾個(gè)問題： D5182次列車上午8:09分從成都火車北站出發(fā)，9:40分到達(dá)南充火車客站，成都火車北站到南充火車客站鐵路全長215 km，列車的長度是384 m。 a.試計(jì)算D5182次列車的平均速度為多大？ b.列車全部通過西山隧道需要多長時(shí)間？其中假設(shè)西山隧道全長827 m。 通過計(jì)算，我們很容易得到D5184次列車的平均速度為39.8 m/s，列車全部通過西山隧道的時(shí)間為30.4 s。 在計(jì)算列車的平均速度時(shí)我們沒有考慮列車的全長，而在計(jì)算列車全部通過西山隧道的問題中，我們卻把列車全長考慮在內(nèi)。這是因?yàn)樵谇耙粋€(gè)問題中，鐵路的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于列車的長度；而在后一問題中，列車的長度與隧道的長度比較起來相差不大，因此我們需要考慮列車的長度。 像第一個(gè)問題這樣的，不考慮物體的大小的情況下，我們就可以把物體看成一個(gè)點(diǎn)，這樣的點(diǎn)在物理學(xué)上，我們把它稱作質(zhì)點(diǎn)。 ⑴概念：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。 在這里需要強(qiáng)調(diào)的是“用來代替物體的”，說明不是真實(shí)的，是一種假設(shè)（一個(gè)物體不可能沒有大小）。但是，這個(gè)物體的大小對(duì)于我們所研究的問題來說影響不大，這個(gè)時(shí)候我們就可以忽略掉這個(gè)物體的大小。我們把這種保留主要因素而忽略次要因素的思想方法成為理想化方法。而這種從實(shí)際物體中抽象出來的、被理想化了的研究對(duì)象稱為理想模型。理性化方法、理想模型在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用，這在后面我們還會(huì)遇到。 這里還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：這里的點(diǎn)是有質(zhì)量的，區(qū)別于數(shù)學(xué)上的點(diǎn)。 因此我們要對(duì)質(zhì)點(diǎn)做點(diǎn)說明。 ⑵說明：a.質(zhì)點(diǎn)是一種理想模型。 b.物理學(xué)上的質(zhì)點(diǎn)與數(shù)學(xué)上的點(diǎn)是有區(qū)別的，不能混為一談。 回到剛剛提到的列車問題上，在第一問中列車之所以能夠看成質(zhì)點(diǎn)是因?yàn)樗拈L度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鐵路的長度，而在第二問中，列車的長度對(duì)于隧道長度來說卻不可忽略。同樣的一個(gè)物體，在有些問題中可以看成質(zhì)點(diǎn)，然而在另外一些問題中卻不能被看著質(zhì)點(diǎn)。因此，我們可以看出：一個(gè)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)是由其在具體的問題決定的而不是由物體的大小決定的，當(dāng)其大小和形狀對(duì)所研究的問題影響不大時(shí)就可以看成質(zhì)點(diǎn)；反之，則不能。 因此，我們要具體問題具體分析。具體問題具體分析是馬克思主義活的靈魂（列寧語），希望同學(xué)們?cè)谝院蟮膯栴}上都要堅(jiān)持具體問題具體分析的辯證唯物主義的思想。 ⑶物體被看作質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀對(duì)所研究的問題來說可以忽略不計(jì)，這時(shí)物體能夠看成質(zhì)點(diǎn) 4.時(shí)間 空間 時(shí)刻 對(duì)于時(shí)間和空間，我們并不陌生。但是在物理學(xué)中，時(shí)間和時(shí)刻卻是兩個(gè)容易混淆的概念。 在上圖中，時(shí)刻就是時(shí)間軸上的一個(gè)點(diǎn)（比如圖中的、），而時(shí)間間隔（一般意義上我們稱時(shí)間）為兩個(gè)時(shí)刻之差，即圖中的即為時(shí)間。 關(guān)于時(shí)刻還有兩組容易混淆的理解，那就是秒初與秒末所經(jīng)歷時(shí)間。比如：3 s初指的是從計(jì)時(shí)起點(diǎn)開始到3 s初經(jīng)過了2 s的時(shí)間，而3 s末指的是從計(jì)時(shí)起點(diǎn)到3 s末經(jīng)歷了的時(shí)間。這一點(diǎn)在同學(xué)們剛剛學(xué)習(xí)高中物理時(shí)特別容易搞混的地方，應(yīng)引起注意。 2 小結(jié) 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們復(fù)習(xí)了初中物理中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、參照物（參考系）等概念，學(xué)習(xí)了質(zhì)點(diǎn)的概念以及學(xué)會(huì)區(qū)分時(shí)間與時(shí)刻。還要懂得了物理學(xué)中的理想化方法與理想模型以及辯證唯物主義中的具體問題具體分析的哲學(xué)方法論。 2 課后作業(yè) 完成《課后練習(xí)》的所有作業(yè)以及預(yù)習(xí)第一章第二節(jié)《位置變化的描述——位移》 ? 板書設(shè)計(jì) 質(zhì)點(diǎn) 參考系 空間 時(shí)間 一、機(jī)械運(yùn)動(dòng) 物體位置隨時(shí)間的變化 二、參考系 為了描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，而選其他物體為參考，這個(gè)被選做參考的物體就叫做參照物，也叫參考系 三、質(zhì)點(diǎn) 1.定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn) 2.說明：a.質(zhì)點(diǎn)是一種理想模型 b.物理學(xué)上的質(zhì)點(diǎn)與數(shù)學(xué)上的點(diǎn)是有區(qū)別的，不能混為一談 3.條件：物體的大小和形狀對(duì)所研究的問題來說可以忽略不計(jì)，這時(shí)物體能夠看成質(zhì)點(diǎn) 四、空間 時(shí)間 時(shí)刻 1.時(shí)刻：時(shí)間軸上的一點(diǎn) 2.時(shí)間間隔（時(shí)間）：兩時(shí)刻之間的時(shí)刻差 ? 課后反思 1.2 位置變化的描述—位移 教學(xué)目標(biāo) 1．理解位移的概念，了解路程與位移的區(qū)別． 2．知道標(biāo)量和矢量，知道位移是矢量，時(shí)間、時(shí)刻和路程是標(biāo)量． 3．能用數(shù)軸或一維直線坐標(biāo)表示時(shí)刻和時(shí)間、位置和位移． 4．知道時(shí)刻與位置、時(shí)間與位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系． 重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：位移的概念以及它與路程的區(qū)別． 難點(diǎn)：理解位移的概念，會(huì)用有向線段表示位移． 設(shè)計(jì)思想 位移和路程是兩個(gè)不同的物理量，位移是用來表示質(zhì)點(diǎn)變動(dòng)的，它的大小等于運(yùn)動(dòng)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(shí)際運(yùn)動(dòng)路徑的長度，是標(biāo)量．這兩個(gè)概念是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的基本概念，是學(xué)生學(xué)好后續(xù)課程內(nèi)容的重要基礎(chǔ)，所以在教學(xué)中要特別注意幫助學(xué)生形成準(zhǔn)確而清晰的第一印象。還想通過剛開始的這幾節(jié)課讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理和實(shí)際生活是密不可分的，認(rèn)識(shí)到物理的重要性。所以通過一些生活實(shí)例來解讀位移和路程的概念。同時(shí)利用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法即用數(shù)軸來表示位移軸，在位移軸上，點(diǎn)表示某一時(shí)刻的位置，線段表示某段時(shí)間內(nèi)的位移．要選位置參考點(diǎn)(位置零點(diǎn))，直線運(yùn)動(dòng)中，可選某一單一方向作為正方向，朝正方向離開參考點(diǎn)的位置都為正，朝負(fù)方向離開參考點(diǎn)的位置都為負(fù)．位移方向與規(guī)定方向相同時(shí)為正相反時(shí)為負(fù)．標(biāo)量遵從算術(shù)加法的法則，矢量遵從三角形定則(或平行四邊形定則，以后會(huì)學(xué)到，不讓學(xué)生知道)．這樣既直觀又易懂。同時(shí)讓學(xué)生舉例并進(jìn)行討論。對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的同學(xué)，可以指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，提出問題，分組討論解決問題。這樣既調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也培養(yǎng)了學(xué)生的閱讀能力，提出問題的能力，合作探究等方面的能力。 教學(xué)資源 《位置變化的描述——位移》多媒體課件 教學(xué)設(shè)計(jì)【課堂引入】 問題：閱讀課本關(guān)于塔克拉瑪干沙漠的故事，提到的三個(gè)問題涉及哪三個(gè)物理量？ 物體的任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)都伴隨著物體在空間中位置的改變，我們用什么來量度物體位置的改變呢? 【課堂學(xué)習(xí)】 學(xué)習(xí)活動(dòng)一：確定位置的方法 師： 你現(xiàn)在在哪兒？如何描述？ 學(xué)生： “揚(yáng)州市新華中學(xué)” 師：不認(rèn)識(shí)新華中學(xué)的人還是不知道你在哪兒？ 學(xué)生：揚(yáng)子江中路728號(hào)。 師：能再具體點(diǎn)兒嗎？ 學(xué)生：高一（1）班 師：能再具體點(diǎn)兒嗎？ 學(xué)生：第二行第五個(gè) 問題1：什么是位置？ 物體所在的具體地點(diǎn)叫位置。 問題2：閱讀課本第6頁觀察思考，如何描述物體的位置和位置的變化？ 建立坐標(biāo)系．如果物體在一維空間運(yùn)動(dòng)，即沿一條直線運(yùn)動(dòng)，只需建立直線坐標(biāo)系，就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置；如果物體在二維空間運(yùn)動(dòng)，即在同一平面運(yùn)動(dòng)，就需要建立平面直角坐標(biāo)系來描述物體的位置；當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，則需要建立三維直角坐標(biāo)系來描述。 問題3：對(duì)照課本第7頁圖1-2-5、1-2-6，怎樣建立坐標(biāo)系來研究物體的位置及其位置的變化？ 學(xué)習(xí)活動(dòng)二：位移 師：從北京到上海，觀察地圖，你有哪些不同的選擇?這些選擇有何相同或不同之處? 生：從北京到上海，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(yùn)動(dòng)軌跡不同，但就位置變動(dòng)而言，都是從北京來到了上海． 問題1：根據(jù)上面的學(xué)習(xí)，你能給出位移的概念以及如何表示位移呢? 位移是表示物體位置變化的物理量．從物體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)指向運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)的有向線段來表示位移． 問題2：位移就是初中學(xué)過的路程嗎？什么是路程？ 位移不是路程。路程是質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長度． 問題3：怎樣在坐標(biāo)系中表示位移呢？ 如果物體做的是直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中的某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的是物體處在某一位置，如果 是一段時(shí)間，對(duì)應(yīng)的是這段時(shí)間內(nèi)物體的位移． 如上圖所示，物體在時(shí)刻t1處于“位置”x1，在時(shí)刻t2運(yùn)動(dòng)到“位置”x2，那么(x2－ x1)就是物體的“位移”，記為Δx ＝x2－ x1 可見，要描述直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移，只需建立一維坐標(biāo)系，用坐標(biāo)表示位置，用位置坐標(biāo)的變化量表示物體位移． 在一維坐標(biāo)系中，用正、負(fù)表示運(yùn)動(dòng)物體位移的方向．如下圖所示汽車A的位移為負(fù)值，B的位移則為正值．表明汽車B的位移方向?yàn)閤軸正向，汽車A的位移方向?yàn)閤軸負(fù)向． 學(xué)習(xí)活動(dòng)三：標(biāo)量和矢量 閱讀課本第8頁 問題1：什么是標(biāo)量？什么是矢量？ 只有大小沒有方向的物理量稱為標(biāo)量；既有大小又有方向的物理量稱為矢量。矢量用一根帶箭頭的線段（有向線段）表示，線段的長短表示矢量的大小，箭頭的方向表示矢量的方向。 問題2：位移、路程、溫度、質(zhì)量、體積、長度、時(shí)間、電流、壓強(qiáng)哪些量是標(biāo)量，哪些量是矢量？ 路程、溫度、質(zhì)量、體積、長度、時(shí)間、電流、壓強(qiáng)是標(biāo)量，位移以及下面幾節(jié)課要學(xué)的速度、加速度和力都是矢量。 問題3：但是電流和壓強(qiáng)是有方向的，它們應(yīng)該是矢量呀，為什么是標(biāo)量呢？矢量和標(biāo)量的運(yùn)算法則？ 標(biāo)量遵循算術(shù)法則，矢量遵循平行四邊形法則(第二章學(xué)) 學(xué)習(xí)活動(dòng)四：位移和路程 甲：請(qǐng)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(gè)十 字路口，再向東走300m就到了． 甲：謝謝! 乙：不用客氣． 請(qǐng)?jiān)趫D上把甲要經(jīng)過的路程和位移表示出來． 問題：歸納一下：位移和路程有什么不同? 1、質(zhì)點(diǎn)的位移與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只與初位置、末位置有關(guān)． 2、位移與路程不同，路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(shí)候? 學(xué)生討論后回答，并交流自己的看法． 生：在直線運(yùn)動(dòng)中，位移的大小就等于路程。教師適時(shí)點(diǎn)撥，畫一往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)給學(xué)生討論． 生：在單方向的直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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?。? 【課堂小結(jié)】 問題1：什么是位置以及如何描述位置？ 問題2：什么是位移以及如何描述位移？ 問題3：什么是矢量和標(biāo)量，遵循什么運(yùn)算法則？ 問題4：位移和路程的區(qū)別？ 【板書設(shè)計(jì)】 二 位置變化的描述——位移 一、位移 初位置指向末位置的有向線段表示位移，描述物體位置的改變； 二、路程 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長度； 三、矢量 矢量既有大小，又有方向； 四、標(biāo)量 只有大小，沒有方向，標(biāo)量相加遵從算術(shù)加法的法則，路程是標(biāo)量，取決于物體運(yùn)動(dòng)路徑； 五、位置 用坐標(biāo)表示位置； 六、位移 用位置坐標(biāo)的變化量表示物體，位移是矢量，與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只由初末位置決定； 1.3 運(yùn)動(dòng)快慢與方向的描述—速度 教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)與技能 ⑴理解速度、平均速度、瞬時(shí)速度、速率、平均速率等概念. ⑵知道勻速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖像的特點(diǎn)以及圖像“面積”的物理意義. ⑶能用v-t圖像描述物體的運(yùn)動(dòng)情景. ⑷會(huì)正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）. 2.過程與方法 ⑴通過初中階段對(duì)速度、平均速度的回憶，建立高中階段速度、平均速度、瞬時(shí)速度的概念. ⑵通過對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的介紹，了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀 ⑴通過對(duì)速度、平均速度等概念的升華，明確新事物必然代替舊事物的理念. ⑵培養(yǎng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的熱情以及愛護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器、正確操作實(shí)驗(yàn)儀器的良好習(xí)慣. 教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：1. v-t圖像 2.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量平均速度和瞬時(shí)速度 教學(xué)難點(diǎn)：v-t圖像的應(yīng)用 課時(shí)安排 2課時(shí) 四、教學(xué)過程 導(dǎo)入 師：同學(xué)們，在初中階段我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了速度、平均速度的概念。當(dāng)時(shí)我們是在路程的概念上建立的速度與平均速度的概念?，F(xiàn)在，我們知道位移能夠更好的描述物體的運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的速度和平均速度又該如何定義呢？這就是我們這一節(jié)課需要解決的問題。同時(shí)，在這一節(jié)中我們還會(huì)認(rèn)識(shí)一種新的實(shí)驗(yàn)儀器——打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 新課開講 1.速度 根據(jù)初中階段對(duì)速度的定義，我們可以依葫蘆畫瓢得出有關(guān)速度的有關(guān)知識(shí)。 定義：單位時(shí)間內(nèi)通過的位移。 計(jì)算公式：v=（x為位移） 通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道位移為矢量，根據(jù)矢量的性質(zhì)，我們不難得出速度也為矢量，其方向?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)方向。 2 單位:m/s或km/h 換算關(guān)系：1m/s=3.6km/h ⑷物理意義：速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。 2.平均速度 按照同樣的道理我們也很容易的得出平均速度的有關(guān)知識(shí)。 ⑴定義：物體在一段時(shí)間內(nèi)總的位移除以總時(shí)間，就是這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。 ⑵計(jì)算公式： 平均速度也是矢量，其方向由總的位移的方向確定。 ⑶物理意義：平均速度是描述物體平均運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。 3.瞬時(shí)速度 平均速度只能初粗略的描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，為了精確的描述物體在某時(shí)刻或經(jīng)過某位置的運(yùn)動(dòng)快慢，我們引入了瞬時(shí)速度的概念。 定義：當(dāng)運(yùn)動(dòng)的物體在某時(shí)刻或經(jīng)過某位置的平均速度，我們把它叫做瞬時(shí)速度。 對(duì)于瞬時(shí)速度的測(cè)量非常的困難，因此，現(xiàn)在普遍采用一段很短時(shí)間內(nèi)（趨近于0）的平均速度作為某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度。教材后面的發(fā)展空間的應(yīng)用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)（DIS）測(cè)量瞬時(shí)速度以及氣墊導(dǎo)軌測(cè)量瞬時(shí)速度都是測(cè)量的是一段時(shí)間內(nèi)的平均速度，只是在這段時(shí)間非常的短，幾乎可能看成時(shí)刻。 瞬時(shí)速度也是一個(gè)矢量，它表示的是物體在某一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢，它的方向就是物體在某一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的方向。 瞬時(shí)速度的大小稱為瞬時(shí)速率，簡稱速率。速率只有大小沒有方向，是標(biāo)量。 在某些參考書上引入了平均速率這個(gè)物理量，它的計(jì)算就相當(dāng)于初中階段定義的平均速度，即路程與時(shí)間的比值。 例題1：下列所說的速度中，哪些是平均速度？哪些是瞬時(shí)速度？ A.百米賽跑的運(yùn)動(dòng)員以9.5m/s的速度沖過終點(diǎn)線； B.列車提速后的速度達(dá)到250km/h； C.由于堵車，汽車的速度僅為1.2m/s； D.返回地面的太空艙以8m/s的速度落入太平洋中； E.子彈以800m/s的速度撞擊到墻上。 答案：平均速度有BC，瞬時(shí)速度有ADE。 例題2：下列關(guān)于瞬時(shí)速度和平均速度的說法中正確的是(　　) A．若物體在某段時(shí)間內(nèi)每時(shí)刻的瞬時(shí)速度都等于零，則它在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度一定等于零 B．若物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于零，則它在這段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度一定等于零 C．勻速直線運(yùn)動(dòng)中任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都等于它任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度 D．變速直線運(yùn)動(dòng)中任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度一定不等于它某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度 答案：AC 例題3：物體沿一條直線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　) A.物體在某一時(shí)刻的速度是3m/s,則物體在1s內(nèi)一定運(yùn)動(dòng)了3m B.物體在某內(nèi)的平均速度是3m/s，則物體在這內(nèi)的位移一定是3m C.物體在某一段時(shí)間內(nèi)的平均速度是3m/s，則物體在內(nèi)的位移一定是3m D.物體在發(fā)生某一段位移過程中的平均速度是3m/s，則物體在發(fā)生這段位移一半時(shí)的速度一定也是3m/s 答案：B 例題4：某人爬山，從山腳爬到山頂，然后又從原路返回到山腳，上山的平均速度為v1,下山的平均速度為v2，則往返的平均速度的大小和平均速率是(　　) A.， B. ， C.0， D.0， 答案：D 4.速度——時(shí)間(v-t)圖像 ⑴定義：以速度為縱軸、時(shí)間為橫軸，建立一個(gè)平面直角坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系畫出物體隨時(shí)間的變化關(guān)系，這樣的圖像就叫做速度——時(shí)間圖像（v-t圖像），簡稱速度圖像。（如圖1） ⑵幾個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像（如圖2） ⑶圖像的面積意義：一段時(shí)間內(nèi)，速度隨時(shí)間的變化關(guān)系與時(shí)間軸所包圍的面積即為這段物體的位移。（如圖3） 例題5：根據(jù)v-t圖像，計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的位移。 ⑴求3s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移 ⑵求3s~7s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移 3 求2s~5s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移 答案：(1)x==9m (2) x==20m (3) x==6m 5.實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量平均速度和瞬時(shí)速度 ⑴實(shí)驗(yàn)原理 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用交流電的周期變化來打點(diǎn)的。我國的交流電的頻率是50Hz，因此打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s。 在高中階段，我們主要使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器這兩種，下面分別介紹。 ⑵儀器介紹 ①電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器形狀和結(jié)構(gòu)見圖4和圖5。 電火花使用220V的交流作為電源，它產(chǎn)生的高壓電火花和墨粉在紙帶上產(chǎn)生痕跡（即為打點(diǎn)） ②電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的形狀和結(jié)構(gòu)圖如圖6和圖7所示。 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用學(xué)生交流電源（一般為6V）作為電源，利用電流的磁效應(yīng)產(chǎn)生的力使振針在復(fù)寫紙上震動(dòng)在紙帶上產(chǎn)生痕跡。 ③兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器沒有復(fù)寫紙，因此可以減小摩擦，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；但是其使用220V的電壓，使用時(shí)存在不安全隱患。 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用6V交流電，相對(duì)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來說相對(duì)安全，但是由于具有復(fù)寫紙與紙帶間的摩擦，實(shí)驗(yàn)精度不如電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 現(xiàn)在有一種叫做電火花描跡儀，客服了上述兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的弊端，但由于其價(jià)格昂貴，現(xiàn)在還沒大量使用，僅在部分重點(diǎn)中學(xué)有?；谶@個(gè)原因，我們?cè)诖瞬辉俳榻B。 ⑶實(shí)驗(yàn)儀器 木板、鐵架臺(tái)、小車、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、交流電源 ⑷實(shí)驗(yàn)步驟 ① 按照?qǐng)D8所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置 ②接通電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源開關(guān)，待打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶 ③按照②的方法連續(xù)打5條紙帶 4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 把打好的紙帶，每隔5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（如圖9所示）。 ①用刻度尺量出A點(diǎn)到B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)、E點(diǎn)、F點(diǎn)的距離分別記為、、、、并填入表1中 ②利用平均速度的公式分別計(jì)算出紙帶A到F點(diǎn)的平均速度，填入表1 ② 利用計(jì)算出B點(diǎn)的速度 ③ 用②的公式計(jì)算出C點(diǎn)、D點(diǎn)、E點(diǎn)的速度并填入表1 ⑤用上面的方法計(jì)算出每條紙帶的平均速度和B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)、E點(diǎn)的瞬時(shí)速度。 表1 小車的平均速度和各點(diǎn)的瞬時(shí)速度 位移 = = = = = 瞬時(shí)速度 vB = vC = vD = vE = 平均速度 = ⑹實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在使用時(shí)需要先開電源（既先讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)）然后再釋放紙帶。 想一想：這是為什么？ 小結(jié) 通過本小節(jié)的學(xué)習(xí)，我們?cè)诔踔形锢碇R(shí)的基礎(chǔ)上明確了速度、平均速度、瞬時(shí)速度、速率等概念；學(xué)會(huì)了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)原理以及其使用方法；初步了解了速度時(shí)間圖像的物理意義，會(huì)用速度時(shí)間圖像做簡單的計(jì)算。 課后作業(yè) 完成《課后練習(xí)》的全部作業(yè)以及預(yù)習(xí)第四節(jié)《速度變化快慢的描述——加速度》。 板書設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)快慢與方向的描述 一、速度 1.定義：單位時(shí)間內(nèi)通過的位移 2.計(jì)算公式：v=x/t（x為位移） 3.單位：m/s或km/h 換算關(guān)系：1m/s=3.6km/h 4.物理意義：速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。 二、平均速度 1.定義：物體在一段時(shí)間內(nèi)總的位移除以總時(shí)間，就叫做這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。 2.計(jì)算公式： 3.物理意義：平均速度是描述物體平均運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。 三、瞬時(shí)速度、速率 1.定義：物體通過某一位置或某一時(shí)刻的速度，瞬時(shí)速度的大小叫做速率。 2.方向：物體運(yùn)動(dòng)的方向 四、速度——時(shí)間(v-t)圖像 1.定義：以速度為縱軸、時(shí)間為橫軸，建立一個(gè)平面直角坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系畫出物體隨時(shí)間的變化關(guān)系，這樣的圖像就叫做速度——時(shí)間圖像（v-t圖像），簡稱速度圖像。 2.幾個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像 3.圖像的面積意義：一段時(shí)間內(nèi)，速度隨時(shí)間的變化關(guān)系與時(shí)間軸所包圍的面積即為這段物體的位移。 五、實(shí)驗(yàn)：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用 1.實(shí)驗(yàn)原理 2.儀器介紹 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 3.實(shí)驗(yàn)器材 4.實(shí)驗(yàn)步驟 5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 6.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 課后反思 1.4 速度變化快慢的描述—加速度 一、 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 1.知道加速度的物理意義并掌握其定義公式和單位. 2.知道加速度的方向與速度變化量方向一致并區(qū)別加速度、速度、速度變化量. 過程與方法 1.通過比值定義法，進(jìn)一步了解加速度的物理意義. 2.通過對(duì)速度變化快慢描述的探索過程，體會(huì)一個(gè)量的變化與變化快慢的區(qū)別. 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.本節(jié)在物體運(yùn)動(dòng)快慢的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出速度變化快慢的問題. 2.通過探索用比值定義法得出加速度的概念，感悟到探索問題、解決問題的興趣和學(xué)無止境的觀點(diǎn). 二、 教學(xué)重點(diǎn) 1.加速度概念的建立和加速度與勻變速直線運(yùn)動(dòng)的關(guān)系. 2.加速度是速度的變化率，它描述速度變化的快慢和方向. 三、 教學(xué)難點(diǎn) 1.理解加速度的概念，樹立變化率的思想. 2.區(qū)分速度、速度的變化量及速度的變化率. 四、 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 復(fù)習(xí)導(dǎo)入 教師通過課件展示甲、乙v-t圖象，供同學(xué)們交流討論，并設(shè)疑對(duì)比思考.指導(dǎo)學(xué)生對(duì)兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象認(rèn)真觀察，找出速度隨時(shí)間的變化規(guī)律. 學(xué)生歸納總結(jié)出：甲圖中，物體的速度每秒變化5 m/s. 乙圖中，物體的速度每5 s變化5 m/s. 引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)速度的變化有快有慢，我們今天學(xué)習(xí)的加速度這一概念就是用來描述速度變化快慢的物理量，很自然地引出本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容. 推進(jìn)新課 一、加速度 利用多媒體投影播放賽車、高速列車、自行車、運(yùn)動(dòng)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？ 課件展示：依次展示三個(gè)速度表格，分析比較速度改變的快慢. 表一： 時(shí)刻/s 0 5 10 15 甲v/（m·s-1） 20 25 30 35 乙v/（m·s-1） 10 30 50 70 丙v/（m·s-1） 35 30 25 20 丁v/（m·s-1） 50 35 20 5 表二： 初速度（km/h） 末速度（km/h） 所用時(shí)間（s） 轎車啟動(dòng) 20 50 7 5噸貨車啟動(dòng) 20 50 38 10噸貨車啟動(dòng) 20 50 50 表三： 初速度（m/s） 末速度（m/s） 所用時(shí)間（s） A自行車下坡 2 11 4 B公共汽車出站 0 6 3 C火車出站 0 20 100 D飛機(jī)在空中飛行 300 300 10 教師設(shè)疑：在表三中，A物體在4 s內(nèi)速度從2 m/s增加到11 m/s，怎樣描述物體運(yùn)動(dòng)的速度增加的快慢呢？ 交流總結(jié)：用物體速度的增量除以所用時(shí)間來描述這段過程物體速度增加的快慢. 歸納 1.定義：加速度等于速度的改變跟發(fā)生這一改變所用的時(shí)間的比值. 2.表達(dá)式：a= 3.單位及符號(hào)：米/秒2 m/s2(國際單位制) 思考 問題1：“上海磁懸浮列車的最高速度可達(dá)430 km/h,它的加速度一定很大”.這一說法對(duì)嗎？為什么？ 問題2：運(yùn)載火箭在點(diǎn)火后的短時(shí)間內(nèi)，速度的變化很小，它的加速度一定很小嗎？ 分析總結(jié) 加速度和速度的區(qū)別： 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. 說明：（1）加速度是矢量，加速度方向與速度變化方向相同，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向跟速度的方向相同；做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向跟速度的方向相反. （2）加速度的正負(fù)只表示方向，不表示大小。 二、從v-t圖象看加速度 教師指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察課本中的v-t圖象，并思考：速度—時(shí)間圖象描述了什么問題？怎樣建立速度—時(shí)間圖象？ 教師引導(dǎo)，學(xué)生討論后回答.學(xué)生在沒有學(xué)習(xí)斜率概念前，可以用陡度的“平緩”或“陡”來表述. 學(xué)生總結(jié)歸納：a直線的傾斜程度更厲害，也就是更陡些，而b相對(duì)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. 知識(shí)小結(jié)：速度—時(shí)間圖象是描述速度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象，它以時(shí)間為橫軸，以速度為縱軸，在坐標(biāo)系中將不同時(shí)刻的速度以坐標(biāo)的形式描點(diǎn)，然后連線，就畫出了速度—時(shí)間圖象. 我們可以從直線上任意選擇間隔較大的兩點(diǎn)來找到這兩個(gè)點(diǎn)間的速度變化量Δv，時(shí)間間隔Δt. 這樣就可以定量求加速度了，用加速度的定義式a=就行了. 五、 課堂小結(jié) 本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了加速度的概念及其特性，注意加速度是矢量及這里的“加”并不是“增加”的意思，它反映的是速度變化快慢的程度. 加速度是速度的變化與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值.也就是速度對(duì)時(shí)間的變化率，在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化.它描述的是速度變化的快慢和變化的方向.加速度的大小由速度變化的大小和發(fā)生這一變化所用時(shí)間的多少共同決定，與速度本身的大小以及速度變化的大小無必然聯(lián)系.加速度大表示速度變化快，并不表示速度大，也不表示速度變化大.加速度是矢量，它的方向就是速度變化量Δv的方向，與速度方向無必然聯(lián)系.加速度是狀態(tài)量，與時(shí)刻（或位置）相對(duì)應(yīng). 可以從速度—時(shí)間圖象中傾斜直線的陡緩定性看出加速度的大小，也可以從圖象中定量求出加速度的大小. 七、教學(xué)后記 1.5 勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系 教學(xué)目標(biāo) 1.知道什么是勻變速直線運(yùn)動(dòng)． 2.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系式vt=v0+at，會(huì)用其解簡單的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題． 3.知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象特點(diǎn)，知道圖像的斜率反映勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度． 重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系式及應(yīng)用 難點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖象的理解及應(yīng)用 設(shè)計(jì)思想 通過本節(jié)教學(xué)，不但要使學(xué)生認(rèn)識(shí)掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，而且要通過對(duì)這一問題的研究，使學(xué)生了解和體會(huì)物理學(xué)研究問題的方法，圖象、公式、以及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法等，這一點(diǎn)可能對(duì)學(xué)生更為重要，要通過學(xué)習(xí)過程使學(xué)生有所體會(huì)．本節(jié)在內(nèi)容的安排順序上，既注意了科學(xué)系統(tǒng)，又注意學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律．講解問題從實(shí)際出發(fā)，盡量用上一節(jié)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)．運(yùn)用圖象這種數(shù)學(xué)工具，相對(duì)強(qiáng)調(diào)了圖象的作用和要求，這是與以前教材不同的．在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中，圖象的運(yùn)用隨處可見，無論學(xué)生將來從事何種工作，掌握最基本的應(yīng)用圖象的知識(shí)，都是必須的．學(xué)生在初學(xué)時(shí)往往將數(shù)學(xué)和物理分割開來，不習(xí)慣或不會(huì)將已學(xué)過的數(shù)學(xué)工具用于物理當(dāng)中，在教學(xué)中應(yīng)多在這方面引導(dǎo)學(xué)生．本節(jié)就是一個(gè)較好的機(jī)會(huì)，將圖象及其物理意義聯(lián)系起來． 在本節(jié)教材最后，通過圖象提出了一般變速運(yùn)動(dòng)（非勻變速運(yùn)動(dòng)）的問題，這是對(duì)問題自然的擴(kuò)展和引伸，目的是開闊學(xué)生思路，并不是要深入講解非勻變速運(yùn)動(dòng)．教學(xué)中對(duì)基礎(chǔ)較好的學(xué)生要求掌握，以利因材施教，使學(xué)生各得其所． 教學(xué)資源 《勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系》多媒體課件 教學(xué)設(shè)計(jì) 【課堂引入】 活動(dòng)：圖1-5-1是玩具小車的頻閃照片，頻閃的時(shí)間間隔為0.1s，測(cè)得的小車運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)如下表所示． 圖1-5-1 小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的頻閃照 時(shí)間t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 位置坐標(biāo)x/cm 0.08 0.32 0.72 1.28 1.99 2.87 3.91 5.10 瞬時(shí)速度v/（cm·s-1） 1、取與某點(diǎn)相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速度為該點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并填在下表中： 時(shí)間t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 位置坐標(biāo)x/cm 0.08 0.32 0.72 1.28 1.99 2.87 3.91 5.10 瞬時(shí)速度v/（cm·s-1） 2.4 4.0 5.6 7.1 8.8 10.4 11.9 2、在圖1-5-2中按實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并用一條平滑曲線將坐標(biāo)系中的點(diǎn)連接起來，你能看出該物體速度的變化有什么特點(diǎn)嗎？從圖中求出該物體的加速度． 圖1-5-2 【課堂學(xué)習(xí)】 學(xué)習(xí)活動(dòng)一：勻變速直線運(yùn)動(dòng) 問題1：v-t圖象是一條直線，該物體的速度是怎么變化的？從圖中求出該物體的加速度． （該物體的速度隨時(shí)間是均勻變化的（勻變速直線運(yùn)動(dòng)），，斜率代表物體的加速度．） 問題2：什么是勻變速直線運(yùn)動(dòng)？ （在物理學(xué)中，速度隨時(shí)間均勻變化即加速度恒定的運(yùn)動(dòng)被稱為勻變速直線運(yùn)動(dòng) （uniformly accelerated rectilinear motion）．飛機(jī)在起飛階段的運(yùn)動(dòng)，火車、汽車等交通工具在起動(dòng)和剎車階段的運(yùn)動(dòng)，小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)等，都可以看成是勻變速直線運(yùn)動(dòng)．） 問題3：勻變速直線運(yùn)動(dòng)有哪些特點(diǎn)？ （速度均勻變化，加速度恒定，v-t圖象是一條傾斜的直線．） （過渡：除了圖象外，還可以用什么方法表達(dá)物理規(guī)律？啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)公式來表達(dá)．） 學(xué)習(xí)活動(dòng)二：速度與時(shí)間的關(guān)系 問題1：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間均勻變化，是加速度不變的運(yùn)動(dòng)．設(shè)初始時(shí)刻速度為v0，t時(shí)刻速度為vt，則加速度的表達(dá)式是什么？ 問題2：設(shè)初始時(shí)刻速度為v0，加速度為a，則經(jīng)過時(shí)間t的速度vt=？ 通常取初速度v0方向?yàn)檎较颍铀俣萢可正可負(fù)（正、負(fù)表示方向），在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中a恒定．（1）當(dāng)a與v0同方向時(shí)，a>0，表明物體的速度隨時(shí)間均勻增加； （2）當(dāng)a與v0反方向時(shí)，a<0，表明物體的速度隨時(shí)間均勻減少．） 學(xué)習(xí)活動(dòng)三：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像 問題1：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律除了用公式表示，還可以用什么表示？ v-t圖像 問題2：從v-t圖像中我們可以得到哪些信息？ （①任意時(shí)刻的速度；②物體做何種運(yùn)動(dòng)，勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條平行于t軸的直線，勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象是一條斜向上傾斜的直線，勻減速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象是一條斜向下的傾斜的直線．③物體的加速度，圖象的傾斜程度（斜率）反映速度變化的快慢，代表加速度．） 問題3：根據(jù)下列圖象說明質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況． 問題4：如圖所示是一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象，從以下三個(gè)方面說明它的速度是怎樣變化的： （1）物體是從靜止開始運(yùn)動(dòng)還是具有一定的初速度? （2）運(yùn)動(dòng)的方向是否變化? （3）速度的大小是否變化?怎樣變化? 參考答案：（1）具有一定的初速度（2）是，t3時(shí)刻改變方向（3）是，略 問題5：（1）物體運(yùn)動(dòng)的速度怎樣變化? （2）在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，速度的變化量總是相等嗎? （3）物體在做勻加速運(yùn)動(dòng)嗎? 參考答案：（1）變大（2）不等（3）不是，相同時(shí)間內(nèi)變化量變化量變小了，加速度變小了，切線的斜率代表加速度。 問題1：一質(zhì)點(diǎn)從靜止開始以1m/s2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)5s后做勻速運(yùn)動(dòng)，最后2s的時(shí)間質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)直至靜止，則質(zhì)點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是多大？減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度是多大？ 解析：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程包括加速一勻速一減速三個(gè)階段，如圖． 圖示中AB為加速，BC為勻速，CD為減速，勻速運(yùn)動(dòng)的速度既為AB段的末速度，也為CD段的初速度．這樣一來，就可以利用公式方便地求解了． 由題意畫出圖示，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知： ＝5m/s，＝5m/s 由應(yīng)用于CD段（）得：m/s2（負(fù)號(hào)表示a與v0方向相反．） 問題2：足夠長的斜面固定在水平地面上，一物體以v0=4m/s的初速度從斜面底端向上滑行，加速度大小a=2m/s2，如圖所示。求： （1）物體經(jīng)過多長時(shí)間到達(dá)最高點(diǎn)． （2）經(jīng)過時(shí)間t1=1s，速度v1多大？ （3）經(jīng)過時(shí)間t2=3s，速度v2多大？ 解析：（1）由得：0=4m/s+(-2m/s2)t，解得t=2s （2）由，1s后汽車的速度大小為2m/s，方向與初速度相同． （3）由，3s后汽車的速度大小為2m/s，方向與初速度相反． 問題3：一輛汽車以20m/s的初速度做勻減速剎車，若剎車過程的加速度大小為3m/s2，求8s后此汽車的速度． 解析：錯(cuò)誤解法：由，認(rèn)為8s后汽車的速度大小為4m/s，方向與初速度相反． 汽車剎車運(yùn)動(dòng)，可能在8s前就停下來了，而汽車在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中停下后不會(huì)繼續(xù)勻減速即向反向勻加速，所以此題必須先解出汽車停下來所用的時(shí)間t′=，即汽車剎車后6.67s已停下，速度為零，因此8s時(shí)的速度也為零．可見解勻減速運(yùn)動(dòng)問題，在求末速度時(shí)，必須考慮實(shí)際情況，先求出停止所用時(shí)間，看所求的時(shí)刻物體是否已經(jīng)停下來，然后再計(jì)算末速度． 【課堂小結(jié)】 問題1：什么是勻變速直線運(yùn)動(dòng)？ 問題2：速度與時(shí)間關(guān)系的表達(dá)式是什么？ 問題3：從v-t圖像中我們可以得到哪些信息？ 【板書設(shè)計(jì)】 第五節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系 一、勻變速直線運(yùn)動(dòng) 二、速度與時(shí)間的關(guān)系式 1．表達(dá)式： 2．（1）當(dāng)a與v0同方向時(shí)，a>0，速度隨時(shí)間均勻增加； （2）當(dāng)a與v0反方向時(shí)，a<0，速度隨時(shí)間均勻減少． 三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像 1.6 勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系 教學(xué)目標(biāo) 1.理解v-t圖象中圖線與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.了解位移公式的推導(dǎo)方法，掌握位移公式． 3.知道位移-時(shí)間圖像． 重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：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)：微元法推導(dǎo)位移時(shí)間關(guān)系式 設(shè)計(jì)思想 高中物理引入極限思想的出發(fā)點(diǎn)就在于它是一種常用的科學(xué)思維方法，前面教材用極限思想介紹了瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度，本節(jié)介紹v-t圖線下面四邊形的面積代表勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)，又一次應(yīng)用了極限思想．當(dāng)然，我們只是讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)這些極限思想，并不要求會(huì)計(jì)算極限．按教材這樣的方式來接受極限思想，對(duì)高中學(xué)生來說是不會(huì)有太多困難的．學(xué)生學(xué)習(xí)極限時(shí)的困難不在于它的思想，而在于它的運(yùn)算和嚴(yán)格的證明，而這些，在教材中并不出現(xiàn)．教材的宗旨僅僅是“滲透”這樣的思想．在導(dǎo)出位移公式的教學(xué)中，利用實(shí)驗(yàn)探究中所得到的一條紙帶上時(shí)間與速度的記錄，讓學(xué)生思考與討論如何求出小車的位移，要鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，充分表達(dá)自己的想法，可啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生具體、深入地分析，肯定學(xué)生正確的想法，弄清楚錯(cuò)誤的原因．本節(jié)應(yīng)注重?cái)?shù)、形結(jié)合的問題，教學(xué)過程中可采用探究式、討論式進(jìn)行授課． 教學(xué)資源 《勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系》多媒體課件 教學(xué)設(shè)計(jì) 【課堂引入】 前面我們學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系，其關(guān)系式為v=v0+at．在探究速度與時(shí)間的關(guān)系時(shí)，我們分別運(yùn)用了不同方法來進(jìn)行．我們知道，描述運(yùn)動(dòng)的物理量還有位移，那位移與時(shí)間的關(guān)系又是怎樣的呢？我們又將采用什么方法來探究位移與時(shí)間的關(guān)系呢？ 【課堂學(xué)習(xí)】 學(xué)習(xí)活動(dòng)一：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移 問題1：對(duì)于勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體的位移對(duì)應(yīng)著v-t圖象中一塊矩形的面積．對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，它的位移與它的v-t圖象，是不是也有類似的關(guān)系？ 問題2：在“探究小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的測(cè)量記錄中，某同學(xué)得到了小車在0，1，2，3，4，5幾個(gè)位置的瞬時(shí)速度．如下表： 位置編號(hào) 0 1 2 3 4 5 時(shí)間t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度v/(m·s-1) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62 能否根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，用最簡便的方法估算實(shí)驗(yàn)中小車從位置0到位置5的位移？（估算時(shí)可以用某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度代表它附近的一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度．） （x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1＝……） 問題3：在上面的討論中不是取0.1s時(shí)，而是時(shí)間間隔更小時(shí)，結(jié)果會(huì)怎樣？ （所取的時(shí)間間隔越短，平均速度越能更精確地描述那一瞬時(shí)的速度，誤差也就越?。? 活動(dòng)：根據(jù)上面提出的思想，我們利用v-t圖象，研究以初速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體在時(shí)間t內(nèi)發(fā)生的位移． 作出以初速度v0做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象（圖甲） 學(xué)生分組活動(dòng)： A組：將整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分為5個(gè)小段（如圖乙） B組：將整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分為10個(gè)小段（如圖丙） 各個(gè)小矩形的面積之和近似地代表物體在整個(gè)過程中的位移： 問題4：比較A、B兩組，觀察哪組更接近于物體在整個(gè)過程中的位移？ 問題5：為了使結(jié)果更精確一些，可以怎么做？ （可以想象，如果把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分得非常非常細(xì)，很多很多的小矩形的面積之和就能準(zhǔn)確地代表物體的位移了，這時(shí)小矩形頂端的“鋸齒形”就看不出來了，這些小矩形合在一起就成了一個(gè)梯形OABC（如圖丁）．梯形OABC的面積就代表做勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體在0（此時(shí)速度為v0）到t（此時(shí)速度為v）這段時(shí)間內(nèi)的位移．） 學(xué)習(xí)活動(dòng)二：位移與時(shí)間的關(guān)系式 在v-t圖象中直線下面的梯形OABC的面積是： 把面積及各條線段換成所代表的物理量，上式變?yōu)椋? 把前面已學(xué)過的速度公式：代入上式，得到： 這就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系的公式，雖然是在勻加速直線運(yùn)動(dòng)的情況下導(dǎo)出的，但也同樣適用于勻減速直線運(yùn)動(dòng)． （1）勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a 與 v0 同方向，a > 0 （2）勻減速直線運(yùn)動(dòng)，a與v0 反方向時(shí)，a < 0 學(xué)習(xí)活動(dòng)三：位移-時(shí)間圖像 問題1：什么是位移-時(shí)間圖像？ （橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，縱坐標(biāo)表示位移x，在 t 時(shí)刻物體相對(duì)于t=0時(shí)刻的位移為x，在坐標(biāo)平面上用點(diǎn)標(biāo)出不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位移值，并用平滑的線連接各點(diǎn)，形成的圖線就是位移-時(shí)間圖象（x-t 圖像），簡稱位移圖象．） 問題2：從x-t圖像中我們可以得到哪些信息？ （在圖象上的某一點(diǎn)表示運(yùn)動(dòng)物體在某時(shí)刻所處的位置；圖線的斜率大小反映物體運(yùn)動(dòng)的快慢，斜率越大表明物體運(yùn)動(dòng)越快．） 問題1：一輛汽車以1m/s2的加速度行駛了12s，駛過了180m，汽車開始加速時(shí)的速度是多少？ 解析：畫出物理過程示意圖，確定研究的對(duì)象和過程． 根據(jù)位移公式得： 將數(shù)據(jù)代入：=9m/s 問題2：以18的速度行駛的汽車，緊急剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為6，求：（1）汽車在內(nèi)通過的距離；（2）汽車在內(nèi)通過的距離． 參考答案：（1）（2） 問題3：物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的初速度為v0，末速度為vt，試證明：該物體在某段時(shí)間t的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的內(nèi)的平均速度，即 證明：設(shè)中間時(shí)刻的速度為，因?yàn)樽鰟蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)，由vt=v0+at知， 從0～t/2時(shí)間段內(nèi)，=v0+a ① 而從0～t時(shí)間段內(nèi)，vt=v0+at ② 綜合①②兩式解得： 因?yàn)閯蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的速度是均勻變化的，故 所以得，證畢． 問題4：明明同學(xué)講了一個(gè)龜兔賽跑的故事，按照明明講的故事情節(jié)，聰聰畫出了兔子和烏龜?shù)奈灰茍D象如圖所示，請(qǐng)你依照?qǐng)D象中的坐標(biāo)，并結(jié)合物理學(xué)的術(shù)語來講述這個(gè)故事．在講故事之前，先回答下列問題． （1）明明故事中的兔子和烏龜是否在同一地點(diǎn)同時(shí)出發(fā)？ （2）烏龜做的是什么運(yùn)動(dòng)？ （3）兔子和烏龜在比賽途中相遇過幾次？ （4）哪一個(gè)先通過預(yù)定位移到達(dá)終點(diǎn)？ 參考答案：（1）同一地點(diǎn)但不同時(shí)（2）兩次（3）烏龜 問題5：物體做直線運(yùn)動(dòng)，其位移圖象如圖所示，試求： （1）5s末的瞬時(shí)速度． （2）20s內(nèi)的平均速度． （3）第二個(gè)10S內(nèi)的平均速度． 參考答案：（1）3m/s（2）1m/s（3）1m/s 【課堂小結(jié)】 問題1：v-t圖像與時(shí)間軸所圍的面積代表什么？ 問題2：位移與時(shí)間關(guān)系的表達(dá)式是什么？ 問題3：從x-t圖像中我們可以得到哪些信息？ 【板書設(shè)計(jì)】 第六節(jié) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系 一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移 二、位移與時(shí)間的關(guān)系式 1．表達(dá)式： 2．（1）勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a與v0同方向，a>0 （2）勻減速直線運(yùn)動(dòng)，a與v0反方向時(shí)，a<0 三、位移-時(shí)間圖像 1.7 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 一、教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 1． 認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)，知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 2． 能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡并能自主進(jìn)行分析。 3． 知道什么是自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。 4． 掌握如何從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)律解決實(shí)際問題。 過程與方法 1．通過演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)一步了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用，定量的測(cè)定重物自由下落的加速度，探究運(yùn)動(dòng)規(guī)律的同時(shí)讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探究的方法。 2． 培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言歸納總結(jié)規(guī)律的能力。 3． 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)自由落體的加速度g隨緯度變化的規(guī)律。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1. 調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。 2. 滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型——自由落體。 3. 培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神和協(xié)作意識(shí)，敢于提出與別人不同的見解。 二、教學(xué)重點(diǎn) 1. 自由落體運(yùn)動(dòng)的概念及探究自由落體運(yùn)動(dòng)的過程。 2. 掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并能運(yùn)用其解決實(shí)際問題。 三、教學(xué)難點(diǎn) 理解并應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)的條件及規(guī)律解決實(shí)際問題。 四、教學(xué)過程 [引入] 展示生活中常見的物體下落的現(xiàn)象 物體下落的運(yùn)動(dòng)是一種常見的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)樹葉片片飄落，雨點(diǎn)滴滴落下的時(shí)候，你們有沒有注意過這種運(yùn)動(dòng)？物體下落的過程有沒有一定的規(guī)律可循呢？今天我們將一起來探究物體下落的規(guī)律。 首先，我們來研究這樣兩個(gè)問題： （1） 在現(xiàn)實(shí)生活中 ，不同物體的落體運(yùn)動(dòng)，下落的快慢相同嗎？ （2） 重的物體一定下落得快嗎？ [演示實(shí)驗(yàn)]①讓一張紙與小鋼球同時(shí)自由下落，可看到什么現(xiàn)象？（小硬幣先落地） ②把剛才的紙袋揉成團(tuán)，和小鋼球由靜止同時(shí)下落（幾乎同時(shí)落地） 討論：為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？（這是因?yàn)榭諝獾淖枇Φ挠绊?。把紙袋揉成團(tuán)，所受空氣的阻力要比紙袋所受空氣的阻力小得多，所以與小鋼球幾乎同時(shí)落地。） 如果把不同的物體放在真空的環(huán)境下研究它們下落的快慢，情況又是怎樣的？ [演示實(shí)驗(yàn)] “牛頓管”實(shí)驗(yàn) [多媒體演示] 模擬“牛頓管”實(shí)驗(yàn) 分析：影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的因素是空氣阻力的作用，沒有空氣阻力時(shí)，只在重力作用下輕重不同的物體，下落快慢相同。 [板書]一、自由落體運(yùn)動(dòng)： 1. 定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。 說明：如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略，物體下落也可以近似的看作自由落體運(yùn)動(dòng)。 [提問引入]前面我們已經(jīng)接觸過勻速直線運(yùn)動(dòng)，變速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)，大家猜想一下自由落體運(yùn)動(dòng)屬于哪一種運(yùn)動(dòng)呢？ 下面我們就來研究一下自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。 [演示實(shí)驗(yàn)]用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量物體下落的加速度。 [多媒體演示]小球下落的頻閃照片，以及其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。 分析：從小球的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律我們可以判斷，自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 [板書]2. 運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 從剛才的多媒體課件中我們可以知道，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為9.8 m/s2,使用不同物體進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)表明，在同一地點(diǎn)一切物體自由下落的加速度都是相同的，這個(gè)加速度叫自由落體加速，也叫重力加速度。 [板書]二、自由落體加速度（重力加速度g） 1.大?。和ǔＧ闆r下取9.8 m/s2 2.方向：豎直向下 3.地球上不同地方，g的大小是不同的。（計(jì)算時(shí)一般取g=10 m/s2） [討論]下表列出了一些地點(diǎn)的重力加速度，大家看看能從表中發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？（越往北重力加速度月大，說重力加速度與地理緯度有關(guān)，緯度越高 ，重力加速度越大。） [板書]三、自由落體運(yùn)動(dòng)的計(jì)算公式 [學(xué)生活動(dòng)]請(qǐng)參照勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式寫出自由落體運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的公式。 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 自由落體運(yùn)動(dòng) 速度公式： vt= v0+at vt =gt 位移公式： x= v0t+(1/2)at2 x=(1/2)gt2