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新课标人教版高中物理必修1全套精品教案


新人教高中物理必修 1 精品教案
运动的描述....................................................................................................................................... 2 质点 参考系和坐标系 ...............

.............................................................................................. 2 力的分解............................................................................................................................... 115 牛顿运动定律............................................................................................................................... 126 牛顿第一定律............................................................................................................................... 126 实验:探究加速度与力、质量的关系 ............................................................................... 132 牛顿第二定律....................................................................................................................... 137 力学单位制........................................................................................................................... 141 牛顿第三定律....................................................................................................................... 145 用牛顿定律解决问题(-) ............................................................................................... 151 用牛顿定律解决问题(二) ............................................................................................... 153 复习....................................................................................................................................... 158

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运动的描述
质点 参考系和坐标系
教学目标: 知识与技能 1.认识建立质点模型的意义和方法,能根据具体情况将物体简化为质点。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.认识一维直线坐标系,掌握坐标系的简单应用. 过程与方法 1.体会物理模型在探索自然规律中的作用,初步掌握科学抽象理想化模型的方法.让学生 将生活实际与物理概念相联系, 通过具体事例引出质点的这个理想化的模型. 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中的概念. 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 的生活经验出发, 体验不同参考系中运动的相对性, 揭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.体会用坐标方法描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较,增强学 生发现问题并力求解决问题的意识和能力. 情感态度与价值观 1.认识运动是宇宙中的普遍现象.运动和静止的相对性.培养学生热爱自然,关心科技发 展、勇于探索的精神. 2.通过质点概念和参考系的学习,体会物理规律与生活的联系 3.渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想. 4.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观. 5.通过本节学习,激发学生学习高中物理课程的兴趣. 教学重点、难点: 重点: 1.理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法. 2.在研究具体问题时,如何选取参考系. 3.如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系. 难点:在什么情况下可以把物体看作质点,即将一个实际的物体抽象为质点的条件. 教学方法: 探究、讲解、讨论、练习 教学手段: 录像资料、多媒体课件 课时安排: 新授课(1 课时)
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教学过程: [新课导入] 师:请同学们观看一段录像后思考问题(有关运动的话题). (放映录像)选择有关反映物体运动的画面播放给学生看(可搜集整电视片 《科技之光》 和 《动物世界》中的图像).如:雄鹰、小鸟在空中飞翔,飞机在天空中划过,行星、卫星在 宇宙中运行,航天员杨利伟在宇航舱中给地球拍照,汽车在公路飞驰,轮船在海水中搏击海 浪。?? 师: 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,无论是巨大的天体,还是微小的原子、分子等.请大家 根据刚才观看的录像片,回顾初中学过的机械运动,提出一些关于运动的话题. 教师总结学生发言,讲述机械运动. 机械运动:简称“运动” .指物体与物体间或是物体的一部分和另部分间相对位置随时 间发生改变的过程,是最基本、最简单、最普遍的运动形式.机械运动是空间位置随时间变 化的体现.这里涉及到空间和时间的问题. 师:古希腊杰出的哲学家、科学家、圣贤——亚里士多德曾说过“不了解运动,就不了 解自然” ,这句话向我们提出了严峻的挑战.我们要充满信心,迎接这一挑战. 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,本节课将从哪几个方面去描述? 学生通过阅读、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 描述物体的运动而引入的,要研究物体的运动首先从学好这些基本概念人手. 师:我们在刚才的录像片中看到:汽车在公路上飞驰,江水在咆哮着奔向远方,鸟儿在 飞翔,树叶在摇动,高山上流水,瀑布直泻千尺,雪花在空中飞舞?? (放映录像)(播放“神舟”五号升空的录像片)“2003 年 10 月 15 日,一个令人骄傲的日 子,一个彪炳史册的日子,我国第一艘载人飞船满载着全国人民的希望成功升空. ” 师:飞船在茫茫太空中遨游,假如你是文学家,你如何描述它的运动呢? 参考:文学家的描述: 《光明日报)2003 年 10 月 17 日第一版,作者欧阳中石“凌云戏 月游银汉,转瞬翔天过太空. ” 师:如果你是科学家,你又将如何描述呢?这就是我们今天要研究的课题——认识运动 板书:§1.1 运动的认识 [新课教学] 一、物体和质点 针对上面看过的录像,老师提出问题:请你描述出一些运动,详细描述物体的运动有什么困 难? 足球 向前 球体 滚动 雄鹰 向前 翅膀 上下 发现描述物体运动不容易,我们需要了解物体各部分运动的区别吗? 问:可以将问题简化吗?为什么? 要准确描述物体的运动,特别是物体各部分的详细运动情况,并不是一件很容易的事.因为 物体本身都有一定的大小和形状,物体各部分的运动情况一般并不一样. 师:在刚才看过的录像片中,我们见到了杨利伟,看到了“神舟”五号.据报道, “神 舟”五号飞船载人舱长 7.4m,直径 2.8m,用长 58 m、重达 480t 的“长征”2 号火箭发

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射.升空后,显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点.科学家研究它在空中的位置、 离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时,需要考虑它本身的大小和形状吗? 生:不需要,我们可以用荧光屏上的小光点代替这个“庞大”的飞船呀! 引入质点:用来代替物体的有质量的点. (板)根据所研究问题的性质和需要,抓住问 题中的主要因素,忽略次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂问题得到简化,这是一种 重要的科学研究方法. 引子;乒乓球小而轻,直径仅 4cm,质量约 2.7 g.运动员研究各种旋转球的打法时, 要关注球的受力部位和受力方向对旋转的影响.这种情况下,必须考虑到球的大小和形状, 不能把它简化为一个点. [讨论与交流](供参考) 1.地球是一个庞然大物,直径约为 12 800km,与太阳相距 1.5Xl08 km.研究地球绕 太阳的公转时,能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时,能不能把它看成质点? 参考答案: 若研究地球绕太阳公转时, 由于地球本身的大小比地球到太阳的距离小得多, 则可以把地球看作质点;但若研究地面上各处季节变化时,则不能把其看作质点. 2.撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目,一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几 个阶段:助跑、撑杆起跳、越过横杆.讨论并思考后回答,在下列几种情况下运动员能否被 看作质点,从中体会质点模型的建立过程. (1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误时,能否将运动员看成质点? (2)分析运动员的助跑速度时,能否将其看成质点? (3)测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时,能否将其看成质点? 参考答案:(1)不能,纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作,也就是说不能忽 略运动员的形状和大小.(2)能,分析助跑速度时,可以忽略运动员的姿势及动作.(3)能. 3.物理中的“质点”跟几何中的点有什么相同和不同之处? 参考答案:相同之处为:都是没有形状和大小的点.不同之处为:质点是实际物体的抽 象,它具有一定的物理内涵,不仅具有物体的全部质量,而且是一个相对的概念;几何学中 的点没有质量,仅表示一个位置,而且应该是“绝对得小” . 师:请同学们对质点进行小结: 生:对质点小结: 1.质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型. 2.质点是对实际物体的近似,这也是物理学中常用的一种重要的研究方法. 3.一个物体能否看成质点,取决于它的形状和大小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. 4.一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. (课堂探究) 亲自做一做、试一试,书本在下列情景中能否被看成质点. 1.沿一个方向推动桌面上的书本,如果测量书本移动的距离,是否可以将书本视为质 点,为什么? 2.如果测定书本经过桌面上方某一定点所需要的时间,是否可以将书本视为质点,为 什么? 3.还有什么情况下书本可以被视为质点?什么情况下书本不能被视为质点? 参考答案: 1.沿同一个方向移动书本时,书本各部分的运动情况完全相同,可以将它视为质点. 2.相对桌面上方的某一定点来说,书本本身的长度(或宽度)不能忽略,并对经过该定

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点位置所需要的时间起决定作用,所以这种情况下不能将书视为质点。 3.答案视学生提出的问题而定(根据学生提出的各种情景,老师进行准确恰当的点拨). 说明:将物体看作质点的条件: (1)平动的物体可以看作质点,一般研究物体的转动时不能把物体看作质点. (2)物体有转动,但物体的转动不是我们所要研究的主要问题时,物体本身的形状和大 小已变成了次要因素. (3)物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时,不能把物体看作质点,如研究火车过 桥的时间时就不能把火车看作质点. [课堂训练) 1.下列关于质点的说法中,正确的是 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 答案:C 2.在以下的哪些情况中可将物体看成质点? (1)研究某学生骑车回校的速度. (2)对这位学生骑车姿势进行生理学分析. (3)研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹. (4)研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面. 答案:(1)(3) 3.下列情形中的物体可以看作质点的是?????????( ) A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中 B.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上 C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中 D.花样滑冰运动员在比赛中 答案:C 二、参考系 引子:请你设想一下,你和一位同伴正坐在火车中去旅行在飞快地离去,铁路边的人看 到火车中的乘客,而乘客自己却认为自己是静止的; 教师可展示 F1ash 动画课件,动画内容描述为: 两位同学在路边看到急驰而过的一辆小汽车,大声叫喊, “唉呀!你看他们跑得真快啊!” 车中的人对司机说: “你动了吗?” 引导学生分析片中的对话. 为什么路边的同学说车上的人跑得快? 为什么车中的一个人 又认为他和司机没有动? 投影教材中的图 1.1—3 图,让学生自己分析,教师加以引导. 生 1:车中两个小孩都是静止的,他们都没动. 生 2:这两个小孩是运动的,因为在车窗玻璃上有几个线条表示“风” ,这是画家描述 运动时常用的手法. 师:两个小孩和车都是运动的,这是相对地面来说的,而两个小孩之间是相对静止的,

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他们的相对位置没有改变. 师: 平时我们说树木、 房屋是静止的, 行驶的汽车是运动的, 这是以地面作标准来说的. 坐 在行驶的火车里的乘客,认为自己是静止的,而在车厢里走动的乘务员在运动,他还认为路 旁的树木在向后倒退,这些都是以车厢作标准来说的.在描述一个物体的运动时,选来作为 标准的另外的物体——参考系. 参考系: 任何运动都是相对于某个参照物而言的, 这个选来作标准的参照物称为参考系. [讨论与交流] 与同桌和前排(或后排)同学组成四人一组,思考并交流讨论下列描述中隐含的参考系. 展示问题: 1.电影《闪闪的红星》中有两句歌词: “小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”这其中分 别描述了两种运动情景,那么它们分别是以什么为参考系的? 2. “月亮在莲花般的云朵里穿行. ” 3.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. 4. 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? [课堂交流](分四小组进行) 师:下述物理过程中选择什么为参考系较恰当? 课件投影问题: 1.2004 年,所有的目光都集中在火星.继美国宇航局的两台火星探险漫游者“勇气” 号和“机遇”号之后,欧洲的火星快车飞船已顺利地将“猎兔犬”2 号火星登陆车投放至火 星表面.从地球表面向火星发射火星探测器的过程中,若要研究探测器的运动情况,各应选 择什么为参考系? 2.在印度洋海啸救灾中,从水平匀速航行的飞机上向受灾的地区空投救灾物资.在不 考虑空气阻力的情况下, 飞机上的人以飞机作参考系, 他看到投下的物体是沿什么路线下落 的?地面上的人以地面作参考系,观察被投下的物体又是沿着什么路线下落的? 3.第一次世界大战期间的一次空战中,一个法国飞行员正在 2 000 米高的空中飞行, 忽然,他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞,他以为是一只小昆虫,于是就伸手轻松地把它 抓了过来,仔细一看,把他吓出一身冷汗来.他抓住的不是别的,是德国飞机射向他的一颗 子弹。请根据上述信息讨论回答以下问题,并注意体会参考系的选取与运动的相对性. (1)子弹飞得那么快(一般为几百米每秒),为什么没有把他的手打穿?体会一下,同一物 体相对于不同的参考系运动状态相同吗? (2)受类似现象的启发,人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油,在航天飞行中,宇 宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接.实现“空中加油”和“空中对 接”应满足的基本条件是什么? 4.1997 年 6 月 10 日,在我国西昌卫星发射中心用“长征一号”运载火箭成功发射的 “风云二号 A” 气象卫星, 是我国研制成功的第一颗静止气象卫星, 设计工作历时三年. 2000 年 6 月 25 日, “长征三号”运载火箭又将我国自行研制的第二颗“风云二号 B”气象卫星成 功发射上天,在太空中顺利完成与 A 星的“新老交替” ,最终定点在东经 105°赤道上空, 向地面传回中国及周边地区的高质量的气象资料. (1)上述材料中的“静止气象卫星”最终定点在东经 105°赤道上空,是以谁为参考系来 描述卫星的运动的?

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(2)具有上述特点的卫星称为“同步卫星” .除了“气象卫星”外, “同步卫星”还有什 么用途? [课堂探究] 一跳伞运动员在下落过程中, 看到身旁的直升机在向上运动, 则直升机相对于地面的运 动情况是怎样的? 参考答案:跳伞运动员在下落过程中,看到身旁的直升机在向上运动,是以自己作参考 系,即以跳伞运动员为标准,它们间的距离在不断增大.如果以地面为参考系,这种情况的 出现有以下几种可能性:(1)直升机静止在空中不动;(2)直升机向上升;(3)直升机下落,但 速度比跳 说明: 为了确定物体的位置和描述物体的运动而被选作参考的物体或物体系叫做 参考系.如果物体相对于参考系的位置在变化,则表明物体相对于该参考系在运动;如果物 体相对于参考系的位置不变, 则表明物体相对于该参考系是静止的. 同一物体相对于不同的 参考系,运动状态可以不同.在运动学中,参考系的选择可以是任意的.研究和描述物体运 动,只有在选定参考系后才能进行.如何选择参考系,必须从具体情况来考虑.例如,一个 星际火箭在冈 0 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,为研究方便,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,例如,观察坐在飞机里的乘客,若以飞机为参考系来看,乘 客是静止的;若以地面为参考系来看,乘客是在运动.因此,选择参考系是研究问题的关键 之一. 组织学生小结并作好适时适度的引导: (1)运动和静止都是相对于参考系的. (2)参考系的选取是任意的. (3)选择不同的参考系,观察的结果可能不一样,也可能一样. (4)选择参考系时,应使物体运动的描述尽可能简单、方便. (5)比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系才有意义. 三、坐标系 展示问题: (小偷偷东西被发现,原因 GPS 来确定方位) 有时需要准确地描述某个物体所在的位置, 如地理上用纬度和经度来确定某个地点在军 事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统(GPS)来确定方位. 要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系. 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,则需要建立三维直角坐标系来描述. [课堂探究] 创设一个实例让学生思考,可以结合本地实际选取相应的例子. 参考示例: 如图 1—1—1 所示,一辆汽车从天安门沿长安街驶向西单、南菜园方向,思考汽车的位 置随时间怎样变化? 问题: 1.如何选择坐标轴和正方向? 2.如何选择坐标原点? 3.如何确定坐标轴上的刻度值? 师:对质点的直线运动,一般选质点的运动轨迹为坐标轴,质点运动的方向为坐标轴的正方 向,选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点. 师:画坐标系时,必须标

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上原点、正方向和单位长度. [课堂训练] 一质点在 x 轴上运动, 各个时刻的位置坐标如下 表: (1)请在下面的 x 轴上标出质点在各时刻的位置. (2)哪个时刻离坐标原点最远?有多远? 参考答案: (1)如图 1—1—3 标注: (2)在第 4s 末的位置坐标是一 7 m,说明这一时刻质点离开坐标原点的距离为 7m,在 x 轴 的负向上,为最远,而其他几个都不是最远的.

问题:田径场上,描述百米运动员在运动中的位置,需建立什么样的坐标系?描述 800 米赛 跑运动员在运动中的位置需建立什么样的坐标系?足球场上,描述足球运动员的位置需建立 什么样的坐标系?要描述足球的位置呢? 参考答案;百米运动员是在一条直线上运动,所以应建立直线坐标系;800 米赛跑运动 员不是在一条直线上运动,而是在一个平面内运动,所以应建立平面直角坐标系;足球运动 员也是在球场平面内运动,也要建立平面直角坐标系,而足球的运动可以在草坪上进行,也 可以在空中飞行,所以要建立立体空间直角坐标系. 学生阅读教材“科学漫步”栏目并思考书中提出的问题. 参考答案:从 GPS 定位器上显示屏中的信息可以知道:第 1 行的 “西”和第 2 行的“航向 267°”表示的是航向,如图 I—1—4 所示. “航速 0.0km”说明 定位器现在相对地面静止.第 3 行的“航程 1.0 kin'是指从出发到现在的里程, “累计 13: 32”是指从开始启动定位器到现在的时间.第 4 行的“N39°55.451’ 和“Ell6°23.504’ ” ” 是指定位器所处位置在北纬 39°55.451’ 、东经 116°23.504’ .第 5 行“时间:10:29: 57”显示的是北京时间 10 点 29 分 57 秒.通过地理知识或查阅地图手册可以知道定位器此 刻正处于北京市城区的西部 [小结] 本节学习的参考系和质点的概念是运动学甚至整个力学的最基本、 最重要的概念, 并且 还提供了重要的科学思维方法.了解参考系的概念,对于观察、比较、研究物体的运动有实 际的意义.同学们要明白,严格意义上的“有质量的点”实际上是不存在的,是一种理想化
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模型,是对实际物体的近似,是一种科学抽象.自然界中任何一种事物及其运动变化,都是 比较复杂的,研究问题,要暂时撇开起作用很小的因素,抓住主要因素.如果在我们研究的 问题中,物体的形状、大小,以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的,就可以 把它看成质点. 作业: 教材第 13 页问题与练习 板书设计: §1.1 运动的认识 一、质点:用来代替物体的有质量的点. (1)质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型. (2)质点是对实际物体的近似,这也是物理学中常用的一种重要的研究方法. (3)一个物体能否看成质点,取决于它的形状和大小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. 二、 参考系: 任何运动都是相对于某个参照物而言的, 这个选来作标准的参照物称为参考系. (1)运动和静止都是相对于参考系的. (2)参考系的选取是任意的。 (3)选择不同的参考系,观察的结果可能不一样,也可能一样. (4)选择参考系时,应使物体运动的描述尽可能简单、方便. (5)比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系才有意义. 三、坐标系 (1)描述直线运动的物体的位置变化,可以建立一维直线坐标系. (2)描述平面上运动的物体的位置变化,可以建立二维平面直角坐标系. (3)描述立体空间内运动的物体的位置变化,可以建立三维立体空间坐标系. 教学后记:

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时间和位移 教学目标: 知识与技能 1.知道时间和时刻的区别和联系. 2.理解位移的概念,了解路程与位移的区别. 3.知道标量和矢量,知道位移是矢量,时间、时刻和路程是标量. 4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移. 5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系. 过程与方法 1.围绕问题进行充分的讨论与交流,联系实际引出时间、时刻、位移、路程等,要使学生 学会将抽象问题形象化的处理方法. 2.会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向 3.会用矢量表示和计算质点位移,用标量表示路程. 情感态度与价值观 1.通过时间位移的学习,要让学生了解生活与物理的关系,同时学会用科学的思维看待事 实. 2.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. 3.养成良好的思考表述习惯和科学的价值观. 4.从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观 点. 教学重点、难点: 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 1.帮助学生正确认识生活中的时间与时刻. 2.理解位移的概念,会用有向线段表示位移. 教学方法: 探究、讲授、讨论、练习 教学手段: 教具准备 多媒体课件 课时安排: 新授课(2 课时) 教学过程: [引入新课] 师: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? 生:质点、参考系、坐标系. 师: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? 生:不能. 师:那么要准确、全面地描述物体的运动,我们还需要用到哪些物理概念?

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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. 师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? 生通过阅读、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 述物体的运动而引入的,要研究物体的运动还要学好这些基本概念. 引言: 宇宙万物都在时间和空间中存在和运动.我们每天按时上课、 下课、用餐、 休息。 从幼儿园、小学、中学,经历一年又一年,我们在时间的长河里成长.对于时间这个名词, 我们并不陌生,你能准确说出时间的含义吗?物体的任何机械运动都伴随着物体在空间中位 置的改变,你们用什么来量度物体位置的改变呢?这就是我们今天要研究的课题——§1.2 时间和位移. [新课教学] 一、时刻和时间间隔 [讨论与交流] 指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分,然后用课件投影展示本校作息时间表. 师:同时提出问题; 1.在我校的作息时间表上,你能找出更多的时刻和时间间隔吗? 2.结合教材,你能列举出哪些关于时间和时刻的说法? 3.观察教材第 14 页图 1.2—1,如何用数轴表示时间? 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. 生:我们开始上课的“时间” :8:00 就是指的时刻;下课的“时间” :8:45 也是指的 时刻.这样每个活动开始和结束的那一瞬间就是指时刻. 生:我们上一堂课需要 45 分钟,做眼保健操需要 5 分钟,这些都是指时间间隔,每一 个活动所经历的一段时间都是指时间间隔. 师:根据以上讨论与交流,能否说出时刻与时间的概念. 教师帮助总结并回答学生的提问. 师:时刻是指某一瞬时,时间是时间间隔的简称,指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔 表示一段时间. 让学生再举出一些生活中能反映时间间隔和时刻的实例,并让他们讨论. 教师利用课件展示某一列车时刻表,帮助学生分析列车运动情况. (展示问题)根据下列“列车时刻表”中的数据,列车从广州到长沙、郑州和北京西站分别需 要多长时间? T15 18:19 00:35 00:41 05:49 05:57 09:15 09:21 16:25 站名 北京西 郑州 武昌 长沙 广州 T16 14:58 08:42 08:36 03:28 03:20 23:59 23:5l 16:52

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参考答案:6 小时 59 分、15 小时 50 分、22 小时零 6 分. (教师总结) 师:平常所说的“时间” ,有时指时刻,有时指时间间隔,如有人问你: “你们什么时间 上课啊?”这里的时间是指时间间隔吗? 生:不是,实际上这里的时间就是指的时刻. 师:我们可以用数轴形象地表示出时刻和时间间隔. 教师课件投放教材图 1.2—1 所显示的问题,将其做成 F1ash 动画. 学生分组讨论,然后说说怎样用时间轴表示时间和时刻. 生: 时刻: 在时间坐标轴上用一点来表示时刻. 时间: 两个时刻的间隔表示一段时间. 一 段时间在时间坐标轴上用一线段表示. 师:为了用具体数字说明时间,必须选择某一时刻作为计时起点,计时起点的选择是人为 的.单位秒(s). 师:下图 1—2—1 给出了时间轴,请你说出第 3 秒,前 3 秒,第 3 秒初第 3 秒末,第 n 秒的意义.

答: 1.学习了时间与时刻,蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法,正确的是?( A. 蓝仔说,下午 2 点上课,2 点是我们上课的时刻 B.红孩说,下午 2 点上课,2 点是我们上课的时间 C.紫珠说,下午 2 点上课,2 点 45 分下课,上课的时刻是 45 分钟 D.黑柱说,2 点 45 分下课,2 点 45 分是我们下课的时间 答案:A )

2.关于时刻和时间,下列说法中正确的是?????????????( ) A. 时刻表示时间较短,时间表示时间较长 B.时刻对应位置,时间对应位移 C. 作息时间表上的数字表示时刻 D.1 min 内有 60 个时刻 答案:BC 解析: 紧扣时间和时刻的定义及位置、 位移与时刻、 时间的关系, 可知 B、 正确, 错. C A 一 段时间内有无数个时刻,因而 D 错. 以下提供几个课堂讨论与交流的例子,仅供参考. [讨论与交流]: 我国在 2003 年 10 月成功地进行了首次载人航天飞行. 月 15 日 09 时 0 分, 10 “神舟”五号飞船点火,经 9 小时 40 分 50 秒至 15 日 18 时 40 分 50 秒,我国宇航员杨利伟 在太空中层示中国国旗和联合国旗, 再经 11 小时 42 分 10 秒至 16 日 06 时 23 分, 飞船在内 蒙古中部地区成为着陆. 在上面给出的时间或时刻中, 哪些指的是时间, 哪些又指的是时刻? 参考答案:这里的“10 月 15 日 09 时 0 分”“15 日 18 时 40 分 50 秒”和“16 日 06 时 23 、 分” ,分别是指这次航天飞行点火、展示国旗和着陆的时刻,而“9 小时 40 分 50 秒”和“11 小时 62 分 10 秒”分别指的是从点火到展示国旗和从展示国旗到着陆所用的时间.

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二、路程和位移 (情景展示)中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠,在沙漠中,远眺不见边际,抬头 不见飞鸟.沙漠中布满了 100~200m 高的沙丘.像大海的巨浪,人们把它称为“死亡之海” . 许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路, 甚至因此而丧生. 归结他们失败的原因都是因为在沙漠 中搞不清这样三个问题:我在哪里?我要去哪里?选哪条路线最佳?而这三个问题涉及三个描 述物体运动的物理量:位置、位移、路程. 师:(投影中国地图)让学生思考:从北京到重庆,观察地图,你有哪些不同的选择?这些选 择有何相同或不同之处? 生:从北京到重庆,可以乘汽车,也可以乘火车或飞机,还可以中途改变交通工具.选择 的路线不同,运动轨迹不同,但就位置变动而言,都是从北京来到了重庆. 师:根据上面的学习,你能给出位移及路程的定义吗? 生:位移: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.国际单位为米(m). 路程:路程是质点实际运动轨迹的长度. (板) 在坐标系中,我们也可以用数学的方法表示出位移. 实例:质点从 A 点运动到 B 点,我们可以用有方向的线段来表示位移,从初始位置 A 向末位置 B 画有向线段,展示教材图 1.2—3. [讨论与交流] 请看下面的一段对话, 找出里面的哪些语言描述了位置, 哪些语言描述了位置的变动. 哪 些是指路程,哪些是指位移. 甲:同学,请问红孩去哪里了? 乙:他去图书室了,五分钟前还在这儿. 甲:图书室在哪儿? 乙指着东北的方向说:在那个方位. 甲:我还是不知道怎么走过去,有最近的路可去吗? 乙:你可以从这儿向东到孔子像前再往北走,就能看见了. 丙加入进来,说道;也可以先向北走,再向东,因为那边有好风景可看. 甲:最近要多远? 乙:大概要三百米吧. 丙开玩笑说;不用,你如果能从索道直线到达也就是一百米. 乙:别骗人了,哪有索道啊! 丙:我是开玩笑的,那只好辛苦你了,要走曲线. 甲:谢谢你们两位,我去找他了. 学生分组讨论后,选代表回答问题. 生 1:乙手指的方向——东北,就是甲在找红孩的过程中发生的位移的方向. 生 2:里面的三百米是指路程,一百米的直线距离是指位移的大小. 生 3:他们谈话的位置和图书室是两个位置,也就是甲在找红孩过程中的初末位置. 请你举出生活中更常见的例子说明路程和位移. (围绕跑道跑一圈的位移和路程) [讨论与思考] 1.(用课件展示中国地图)在地图上查找上海到乌鲁木齐的铁路.请根据地图中的比例尺估 算一下,坐火车从上海到乌鲁木齐的位移和经过的路程分别是多少? 阅读下面的对话:

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甲:请问到市图书馆怎么走? 乙:从你所在的市中心向南走 400 m 到一个十字路口,再向东走 300m 就到了. 甲:谢谢! 乙:不用客气. 请在图 1—2—3 上把甲要经过的路程和位移表示出来. 师:请你归纳一下:位移和路程有什么不同? 生 1:位移是矢量,有向线段的长度表示其大小,有向线段的方向 表示位移的方向. 生 2:质点的位移与运动路径无关,只与初位置、末位置有关. 生 3:位移与路程不同,路程是质点运动轨迹的长度,路程只有大小没有方向,是标量. 教师提出问题 师:位移的大小有没有等于路程的时候? 学生讨论后回答,并交流自己的看法. 生:在直线运动中,位移的大小就等于路程。 教师适时点拨,画一往复直线运动给学生讨论. 生:在单方向的直线运动中,位移的大小就等于路程. 教师总结 师:只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程,在其他情况中,路程要大于位移的大 小. [课堂训练] 下列关于位移和路程的说法中,正确的是??????( ) 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,方向由起点指向终点 C 位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长短 D 位移描述直线运动,路程描述曲线运动 答案:C 解析:A 选项表述的因果关系没有意义,故 A 错.位移的方向可以用从初位置指末位置的 有向线段来表示,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,故选项 B 错.位移和路程是两个不同的物理量,位移描述物体位置的变化,路程描述物体运动路径的 长短,所以选项 C 正确.位移的大小和路程不一定相等,只有当物体做单向直线运动时, 位移的大小才等于路程. 无论是位移还是路程都既可以描述直线运动, 也可以描述曲线运动, 故选项 D 也是错误的. 三、矢量和标量 师: 像位移这样的物理量, 既有大小又有方向, 我们以前学过的物理量很多都只有大小, 没有方向,请同学们回忆并说给大家听听. 学生讨论后回答 生:温度、质量、体积、长度、时间、路程. 对于讨论中学生可能提出这样的问题,像电流、压强这两个学生学过的物理量,它们是 有方向的,但它们仍然是标量.这在以后的学习中会更进一步加深对矢量和标量的认识. 学生阅读课文后,说说矢量和标量的算法有什么不同. 生:两个标量相加遵从算术加法的法则. [讨论与思考]

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一位同学从操场中心 A 出发,向北走了 40 m,到达 C 点,然后又向东走了 30 m,到达 B 点.用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的 最后结果的位移).三个位移的大小各是多少?你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗? 解析:画图如图 1—2—4 所示.矢量相加的法则是平行四边形法则.

[讨论与思考] 气球升到离地面 80m 高空时,从气球上掉下一物体,物体又上升了 10 m 高后才开始下落, 规定向上方向为正方向.讨论并回答下列问题,体会矢量的表示方向. (1)物体从离开气球开始到落到地面时的位移大小是多少米?方向如何? (2)表示物体的位移有几种方式?其他矢量是否都能这样表示?注意体会“+” “-”号在 表示方向上的作用. 解析:(1)一 80m,方向竖直向下;(2)到现在有三种:语言表述法,如“位移的大小为 80m,方向竖直向下” ;矢量图法; “一”号法,如“规定竖直向上为正方向,则物体的 “+” 位移为一 80m” . [课堂训练] (播放 1 500m 比赛的录像片断) 在标准的运动场上将要进行 1 500 米赛跑,上午 9 时 20 分 50 秒, 发令枪响,某运动员从跑道上最内圈的起跑点出发,绕运动场跑了 3 圈 多,到达终点,成绩是 4 分 38 秒.请根据上面的信息讨论以下问题, 并注意题中有关时间、时刻、路程、位置变化的准确含义. (1)该运动员从起跑点到达终点所花的时间是多少?(4 分 38 秒)起跑和到达的时刻分别是多 少?(上午 9 时 20 分 50 秒、上午 9 时 25 分 28 秒) (2)该运动员跑过的路程是多少?(1 500 米)他的位置变化如何?(起跑点到终点的连线) 四、直线运动的位置和位移 提出问题:我们怎样用数学的方法描述直线运动的位置和位移? 如果物体做的是直线运动, 运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置, 如果是一段

时间,对应的是这段时间内物体的位移. 如图 1—2—6 所示,物体在时刻 t1 处于“位置”x1,在时刻 t2 运动到“位置”x2 那么(x2- x1)就是物体的“位移” ,记为Δ x =x2- x1 可见,要描述直线运动的位置和位移,只需建立一维坐标系,用坐标表示位置,用位置 坐标的变化量表示物体位移. 在一维坐标系中,用正、负表示运动物体位移的方向.如图 1—2—7 所示汽车 A 的位移为 负值,B 的位移则为正值.表明汽车 B 的位移方向为 x 轴正向,汽车 A 的位移方向为 x 轴 负向.

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[小结] 时间和时刻这两个概念是同学们很容易混淆的, 同学们要掌握时间坐标轴. 在时间轴上, 用点表示时刻,用线段表示一段时间间隔.位移和路程是两个不同的物理量,位移是用来表 示质点变动的,它的大小等于运动物体初、末位置间的距离,它的方向是从初位置指向末位 置,是矢量;而路程是物体实际运动路径的长度,是标量.只有物体做单向直线运动时,其 位移大小才和路程相等,除此以外,物体的位移的大小总是小于路程.找位移的最好办法是 从初位置到末位置间画有向线段. 有向线段的方向就是位移的方向, 有向线段的长度就是位 移的大小.时刻对应位置,时间对应位移.在位置坐标轴上,用点来表示位置,用有向线段 来表示位移. 本节课用到的数学知识和方法:用数轴来表示时间轴和位移轴,在时间轴上,点表示时 刻,线段表示时间间隔.要选计时起点(零时刻),计时起点前的时刻为负,计时起点后的时 刻为正;在位移轴上,点表示某一时刻的位置,线段表示某段时间内的位移.要选位置参考 点(位置零点),直线运动中,可选某一单一方向作为正方向,朝正方向离开参考点的位置都 为正, 朝负方向离开参考点的位置都为负. 位移方向与规定方向相同时为正, 相反时为负. 标 量遵从算术加法的法则,矢量遵从三角形定则(或平行四边形定则,以后会学到,不让学生 知道). 作业: 教材第 16 页问题与练习. 板书设计: §1.2 时间和位移 1.时间 时间是时间间隔的简称,指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间, 在时间坐标轴上对应于一段 2.时刻 时刻是指某一瞬时,在时间坐标轴上对应于一点 3.位移 初位置指向末位置的有向线段表示位移,描述物体位置的改变,是矢量,与运动路 径无关,只由初末位置决定 4.路程 质点运动轨迹的长度,是标量,取决于物体运动路径 5.矢量 矢量既有大小,又有方向 6.标量 只有大小,没有方向,标量相加遵从算术加法的法则 7.位置 用坐标表示位置 8.位移 用位置坐标的变化量表示物体位移 教学后记:

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运动快慢的描述——速度 教学目标: 知识与技能 1.理解物体运动的速度.知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性. 2.理解平均速度的意义,会用公式计算物体运动的平均速度,认识各种仪表中的速度. 3.理解瞬时速度的意义. 4.能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念. 5.知道速度和速率以及它们的区别. 过程与方法 1.通过描述方法的探索,体会如何描述一个有特点的物理量,体会科学的方法,体验 用比值定义物理量的方法. 2.同时通过实际体验感知速度的意义和应用. 3. 让学生在活动中加深对平均速度的理解. 通过生活中的实例说明平均速度的局限性. 4.让学生在相互交流中逐渐领会瞬时速度与平均速度的关系,同时初步领略极限的思 想并初步领会数学与物理相结合的方法,进而直接给出瞬时速度的定义. 5.会通过仪表读数,判断不同速度或变速度. 情感态度与价值观 1.通过介绍或学习各种工具的速度,去感知科学的价值和应用. 2.了解从平均速度求瞬时速度的思想方法,体会数学与物理间的关系. 3.培养学生认识事物的规律:由简单到复杂.培养学生抽象思维能力. 4.培养对科学的兴趣,坚定学习思考探索的信念. 教学重点、难点: 教学重点 速度、瞬时速度、平均速度三个概念,及三个概念之间的联系. 教学难点 对瞬时速度的理解. 教学方法: 探究、讲授、讨论、练习 教学手段: 教具准备:多媒体课件 课时安排: 新授课(2 课时) 教学过程: [新课导入] 师:为了描述物体的运动,我们已经进行了两节课的学习,学习了描述运动的几个概念,大 家还记得是哪几个概念? 生:质点、参考系、坐标系;时间、时刻、位移和路程. 师:当物体做直线运动时,我们是用什么方法描述物体位移的? 生:用坐标系.在坐标系中,与某一时刻 t1 对应的点 x 1 表示 tl 时刻物体的位置,与另一 时刻 t1 对应的点 x2 表示时刻 t2 物体的位置,则△x=x2 一 xl,就表示从 t1 到 t2 这段时间 内的位移. 师:我们已经知道位移是描述物体位置变化的物理量,能不能说,物体的位移越大,物体运 动得就越快? 学生讨论后回答,不能.因为物体的运动快慢与运动的时间有关.

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师:那么,如何来描述物体运动的快慢? 教师指导学生快速阅读教材中的黑体字标题,提出问题:要描述物体运动的快慢,本节课将 会学到哪些概念(物理量)? 学生通过阅读、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描述物体运 动的快慢而引入的,要研究物体运动的快慢还要学好这些基本概念. (板书)§1.3 运动快慢的描述——速度 [新课教学] 一、坐标与坐标的变化量 教师指导学生仔细阅读“坐标与坐标的变化量”一部分. [讨论与交流] 以百米赛跑为例,你参加赛跑的跑道是笔直的,你能说明“坐标”与“坐标的变化量”有何 不同,又有何联系? 学生讨论后回答 生:坐标用来表示位置,坐标的变化量表示位移,比如,我在起点的位置、我在终点的位置 或我在全程中点的位置(50 m 处)等,都可以在建立坐标系后用坐标上的点来表示, 而在我从 起点跑到终点的这段过程中,我的位移可以用起点和终点间的坐标变化量来表示. 课件投影图 1—3—l,让学生观察,用数轴表示坐标与坐标的变化量,能否用数轴表示时间

的变化量? [思考与讨论] 1.图 1—3—l 中汽车(质点)在向哪个方向运动? 2.如果汽车沿。轴向另外一个方向运动,位移Δ x 是正值还是负值? 学生在教师的指导下,自主探究,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. 教师帮助总结并回答学生的提问. 生:汽车在沿 x 轴正方向运动,图示汽车从坐标 x1=10 m,在经过一段时间之后,到 达坐标 x2=30 m 处,则Δ x =x2- x1=30m 一 10m=20m,位移Δ x >0,表示位移的方向 沿 x 轴正方向. 师:我们的这种数学表述是与实际的物理情景相一致的,比如,汽车沿笔直的公路向东 行驶,我们可以规定向东作为 x 轴的正方向,来讨论汽车的位置和位移. [课堂训练] 教师用课件投影出示题目,并组织学生独立思考后解答: 绿妹在遥控一玩具小汽车, 她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动, 开始时在某一 标记点东 2 m 处,第 1s 末到达该标记点西 3m 处,第 2s 末又处在该标记点西 1m 处.分别 求出第 1s 内和第 2s 内小车位移的大小和方向.(对应的时刻怎样表示) 答案:小车在第 1 s 内的位移为 5m,方向向西;第 2s 内的位移为一 2m,方向向东. 解析:根据题意可建立一维直线坐标系,以题中所述标记点为参考坐标原点,向西方向 为 x 轴正方向.则质点的初始位置坐标为 x0=一 2 m,第 l s 末的位置坐标为 x1=3 m,第 2 s 末的位置坐标为 x2=1m.这样可以根据位置坐标的变化量表示一段时间内的位移.小车 在第 1s 内的位移Δ x1 =x1- x0=3m 一(一 2m) =5 m,在第 2s 内的位移Δ x2=x2- x1 =1 m 一 3m=-2m,如图 1—3—2 所示.(对应的时刻怎样表示Δ t=t2- t1)

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二、速度 展示问题(播放比赛片段):北京时间 8 月 28 日凌晨 2 点 40 分,雅典奥林匹克体育场, 这是一个值得所有中国人铭记的日子,21 岁的上海小伙刘翔像闪电一样,挟着狂风与雷鸣 般的怒吼冲过终点,以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子 110 米栏冠军,12 秒 91 的成 绩平了由英国名将科林· 约翰逊 1993 年 8 月 20 日在德国斯图加特创造的世界纪录, 改写了 奥运会纪录. 师:那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?有几种方法呢?试举例说明. 学生讨论、思考并回答. 生 1:同样的位移,比较所用时间的长短,时间短的,运动得快.例如刘翔在 110 米栏 比赛中所用的时间最短,跑得最快,所以他夺得了金牌. 生 2:也可以用相同的时间,比较通过的位移,位移大的,运动得快.假如用相同的时 间,刘翔将跑得更远,说明刘翔跑得更快. 师:请同学们再多想一些比较快慢的例子,哪些是用相同位移比时间,哪些是用相同时 间比位移的? 生 1:我们在校运动会上,百米赛跑就是相同位移比时间. 生 2:我亲身经历了,在校运动会前,我们班主任在选拔百米跑运动员的时候,他没有 秒表,而是用目测的方法来估计哪位同学跑得最快.他让我们同时起跑,看谁跑得最远.我 看这种方法就是相同时间比位移. 师:由上分析可知,运动的快慢跟运动的时间及通过的位移都有关系.物理学中用速度 来描述物体运动的快慢程度. [讨论与交流] 师:以下有四个物体,请同学们来比较一下它们运动的快慢程度. 初始位置(m) A.自行车沿平直道路行驶 B.公共汽车沿平直道路行驶 C 火车沿平直轨道行驶 D.飞机在天空直线飞行 0 0 500 500 经过时间(s) 20 10 30 10 末了位置(m) 100 100 1 250 2 500

师:如何比较 A 和 B、B 和 D、B 和 C 的运动快慢? 生 1:比较 A 和 B:它们经过的位移相同(都是 100m),A 用的时间长(20s),B 用的时间短 (10s).在位移相等的情况下,时间短的运动得快,即汽车比自行车快. 生 2:比较 B 和 D:它们所用的时间相同(都是 10s),B 行驶了 100m,D 飞行了 2 000m,B 行驶的位移比 D 短,在时间相等的情况下,位移大的运动得快,即飞机比汽车快. 生 3:比较 B 和 C;它们的位移不同,所用的时间也不同,要比较它们的运动快慢,只 有计算它们平均每秒钟位移的大小量. 单位时间内位移大的运动得快, 由上列表可算出以上 四个物体每秒钟位移大小分别为 5 m、10m、25 m、200 m,这说明飞机行驶得最快. 师:我们为了比较物体的运动快慢,可以用位移跟发生这个位移所用时间的比值,表示 物体运动的快慢,这就是速度.
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师:速度公式 v=Δ x/Δ t 单位:国际单位 m/s 或 m· s-1 常用单位 km/h 或 km·h-1 , ㎝/s 或㎝· s-1 生:我们在初中也学过速度,不过那时是路程跟时间的比值.它们一样吗? 师:那时那样讲是限于当时同学们的接受能力,大家想一下,什么条件下路程等于位移 的大小呢? 生:在单方向的直线运动中。 师:初中我们学的速度是路程跟时间的比值.在单向直线运动中,它与位移跟时间的比 值是相等的.现在我们学习的速度概念更严谨.路程与所用时间的比值是另一个物理量,它 与这里的速度是不同的. 师:位移是矢量,既有大小又有方向.那速度呢? 学生看书后回答. 生:也是矢量,速度的方向就是物体运动的方向. 速度是矢量 速度的大小在竖直上等于单位时间物体位移的大小;速度的方向就是物体运动的方向 三、平均速度和瞬时速度 师:大自然中,物体的运动有快有慢。天空,日出日落;草原,骏马奔驰;树丛,蜗牛 爬行.仔细观察物体的运动,我们发现,在许多情况下,物体运动的快慢会发生改变:飞机 的起飞,汽车的行驶,运动员的奔跑等.在自然界和人类生活中,物体的运动状态各不相同 且不断变化.在长期对运动的思索、探究过程中,为了比较准确地描述运动,人们逐步建立 了平均速度的概念,并均用平均速度来描述物体运动的快慢.如何定义平均速度呢? 请大家讨论并总结一下. 生:平均速度:用位移和发生这段位移的时间来描述物体的运动,平均速度是指运动物 体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值. 师:平均速度是矢量,它的方向由位移的方向决定,它的大小表示这段时间内运动的快 慢. 师:平均速度是在描述变速直线运动的情况下,能粗略描述物体运动快慢的物理量. [讨论与交流] 美国田径运动员刘易斯,在 1991 年的世界田径锦标赛上创下了 9.86s 的百米跑世界纪 位移 s/m 时间 t/s 通 过 每 10 m 的时间△ t/s 每 10 m 内 的平均速 度 v / (m·s-1) 0 0 10 1. 88 1. 88 20 2. 96 1. 08 30 3. 88 0. 92 40 4. 71 0. 83 50 5. 61 0.90 60 6. 46 0. 85 70 7. 30 0. 84 80 8. 31 0. 83 90 9. 00 0. 87 100 9. 86 0. 86

5.32

9.26

10.8 7

12.0 5

11.1 1

11.7 6

11.9

12.0 5

11.4 9

11.6 3

录,下表中给出了当时的实测记录.请算出每个 10m 内的平均速度,并填人表中. 教师引导学生总结. 师:在每个 10m 内的平均速度不同,那么我们在求平均速度的时候应该注意什么,大家 讨论一下. 生:变速运动在不同时间内的平均速度一般不同,所以我认为提及平均速度,必须要指
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明是哪段时间内的平均速度. [课堂训练) 一辆汽车沿平直的公路行驶, 1s 内通过 5m 的距离, 2s 内和第 3s 内各通过 20 m 的 第 第 距离,第 4s 内又通过了 15 m 的距离.求汽车在最初 2s 内的平均速度和这 4s 内的平均速度 各是多少? 答案,汽车在最初 2s 内的平均速度为 12.5 m/s,这 4s 内的平均速度为 15m/s. 解析:所求问题是不同时间内的平均速度,要紧扣平均速度的定义,用位移除以发生这 段位移所需的时间,并且必须注意时间和位移的对应关系.最初 2s 内的时间为 2s,位移为 (5+20)m=25 m:前 4s 的时间间隔为 4s,位移为(5+20+2015)m=60m 根据平均速度的定义公式 v=x/t 得, 最初 2s 内的平均速度 v1=(x1+ x2)/ (t1+ t 2) m/s=12.5m/s 4s 内的平均速度是 v2=(x1+ x2+ x3+ x4)/ (t1+t 2+t 3+t 4) m/s=15m/s {课堂探究) 某同学不小心掉了半块饼干在地上,5min 后发现饼干上聚集了许多蚂蚁,那么 5 min 荫前这些蚂蚁离饼干的最远距离为多少?确定这个最远距离的关键是测出蚂蚁的爬行速 度. 某班学生以小组为单位进行估测蚂蚁爬行速度的实验探究活动, 下表是各小组的实验方 案及结果. 平均速度 v /(cm· ) s-1 1.2 0.3 1.04 0.45 2.40

组别 1 2 3 4 5

实验方案 用面包吸引蚂蚁,使它在两直尺间运动 让沾有墨水的蚂蚁在纸槽内运动 让直玻璃管内的蚂蚁向另一墙运动 让蚂蚊在盛有粉笔灰的纸槽内运动 让蚂蚊在塑料吸管内爬行, 同时点燃蚂蚊身 后的塑科吸管

(1)表中各小组最后测得的蚂蚁的爬行速度各不相同,产生此现象的可能原因是什么? (2)5min 前蚂蚁寓饼干的最远距离约为多少? 参考答案,(1)由于各小组测蚂蚊爬行速度的路况不同,其客观条件也不相同. (2)当蚂蚁傲直线运动,且不曼别的干扰的情况是符合题意的.故取 v=1.2cm/s.由 s=vt=1.2X5X60 cm=360 Cm. [讨论与交流] 问题: 在上面我们讨论的美国田径运动员刘易斯的百米赛跑记录中, 我们要想知道他在前 10m 内的平均速度已经可以求出来了,我们还可以求出他在前 9 m 内的平均速度.前 8 m 内的平均速度??前 2m 内的平均速度,最初 1m 内的平均速度,等等.在这些求出的速度 中,哪一个能更准确地描述刘易斯在起跑时的速度? 生:取得的位移越接近最初起跑,越能准确描述他的运动快慢. 师:美国田径运动员刘易斯,平均连度只能粗略地描述运动的快慢.而当我们把时间间隔取 位移间隔取得越短时,越能更准确地描述在这一小段时间内的运动快慢,这就是瞬时速度。 师:在质点从 t 到 t+△t 时间内的平均速度△x/t△中,△t 取值非常非常小时,这个值就可以 认为是质点在时刻,的瞬时速度. 师:瞬时速度,运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度.准确地讲,瞬时速度是物体
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在某时刻前后无穷短时间内的平均速度.是矢量,大小反映了物体此时刻的运动快慢,它的 方向就是物体此时刻的运动方向, 即物体运动轨迹在该点的切线方向. 瞬时速度的大小叫做 瞬时速率. [课堂训练] 下列关于瞬时速度的说法中正确的是?????????????( ) A.瞬时速度可以精确地描述物体做变速运动的快慢,但不能反映物体运动的方向 B.瞬时速度就是运动的物体在一段非常非常短的时间内的平均速度 C.瞬时速度的方向与位移的方向相同 D.某物体在某段时间里的瞬时速度都为零,则读物体在这段时间内静止 答案:BD 解析:瞬时速度是为了精确描述物体运动的快慢和方向而引入的物理量,所以 A 选项 错.平均速度在描述物体运动的快慢时较粗略,但当平均速度中所对应的时间△t 越小,越 能更精确地描述物体在那一时刻附近的运动快慢,所以选项 B 对.平均速度的方向与物体 的位移方向相同, 而瞬时速度是与时刻相对应的物理量, 不能说明它与一段时间内的位移方 向相同. [阅读] 教材第 18 页中《常见物体的速度》 . 四、速度和速率 学生阅读教材第 18 页相应部分的知识点,让学生总结. 生:速度既有大小,又有方向,是矢量,速度的大小叫速率, 教师引导学生看教材第 18 页图 1.3—2.观察汽车的速度计,讨论后说出你从表盘上 获取的有用信息。 生:汽车的速率.指针指在相应数字的瞬间,就表示汽车在那一瞬时的速率是那个值. 生:还可以从表盘上直接读出公里里程. 师:日常生活中的“速度”有时指速度,也有时指速率,要看实际的物理情景。 [讨论与交流] 甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈,都回到了出发点,他们的平均速度相 同吗?怎样比较他们运动的快慢? 学生讨论,体验平均速度的缺陷,引入平均速率。 生 1:位移都是零,平均速度等于位移跟发生这段位移所用时间的比值,所以他们的平 均速度都是零。 生 2:即使一位同学站在原地不跑,他的平均速度也是零啊,可我们运动会上不是这样 比快慢的,如果这样,那多不公平啊? 师:平均速度 v=Δ x/Δ t,甲、乙的位移都为零,所以他们的平均速度也都等于零.在 这里平均速度无法显示他们运动快慢的不同,要用到另一物理量:平均速率.平均速率等于 物体运动通过的路程跟所用时间的比值. 他们两人通过的路程相同且都不为零, 但所用时间 不同.显然用时短的运动得快,也就是平均速率大. 生:这不是我们初中学过的速度吗? 师:对! [小结] 本节主要学习了速度的概念及其物理意义, 平均速度和瞬时速度的概念及物理意义. 知 道了平均速度只能粗糙描述质点运动的快慢,而瞬时速度能更准确地描述质点运动的快 慢.速度是矢量,方向就是物体运动的方向.平均速度中,速度方向也与位移方向相同。瞬 时速度的方向就是质点在那一时刻的运动方向。速率是标量,是指速度的大小.平均速度与

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平均速率是不同的,前者跟位移相关,后者跟路程相关. 作业: [布置作业] 教材第 20 页问题与练习 板书设计: §1.3 运动快慢的描述——速度 坐标与坐标的变化量 速度 物理意义:表示物体运动的快慢 定义:位移跟发生这个位移所用时间的比值. 公式:v=Δ x/Δ t 平均速度 1.定义:运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用的时间的比值. 2.公式:v=Δ x/Δ t 3.物理意义:表示物体运动的平均快慢程度 4.矢量性:方向与位移△x 方向相同,就是物体的运动方向 瞬时速度 1.定义:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度.准确地讲,瞬时度是物体在某时刻前 后无穷短时间内的平均速度. 2.公式:v=Δ x/Δ t(Δ t→0) 3.物理意义:描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢 4.矢量性:与物体此时刻的运动方向相同,即物体运动轨迹在该点的切线方向速度 速度和速率 速率:速度的大小。 速度既有大小,又有方向,是矢量 教学后记:

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实验:用打点计时器测速度 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、位移). 2.会安装并使用打点计时器,理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度. 3.明确速度一时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验中的速度一 时间图象,能从图象中获取有用的信息. 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,领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法. 3.通过画速度一时间图象培养学生用图象法处理数据的能力,体验数学工具在物理发 展中的作用. 4.体验实验中理性思维的重要,既要动手,更要动脑. 5.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运动. 情感态度与价值观 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生活实际的意识. 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妙. 3.体验用图象的方法描述物理现象的乐趣.培养学生用数学方法处理物理问题的意 识.培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神. 4.培养学生合作与交流的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,养成在合作中既 坚持原则又尊重他人的习惯. 教学重点、难点: 教学重点 1.学会使用打点计时器. 2.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度. 3.会用描点法描绘物体的速度一时间图象,并从中获取物理信息. 教学难点 处理纸带的方法,用描点法画图象的能力. 教学方法: 探究、讲授、讨论、练习 教学手段: 教具准备 多媒体课件、电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带、刻度尺、坐标纸. 课时安排: 新授课(2 课时) 教学过程: [新课导入] 测定物体的速度并不是一件很容易的事情, 特别是当物体的运动速度在不停变化时, 测定某 时刻的速度更是比较困难的,如上下飞舞的蝴蝶,要确定它某一时刻的速度是很困难的.我 们现在只研究直线运动的速度.的测量问题. 当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体运 动的信息. 直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的, 我们在测量时可以尝试通过测

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量物体运动的时间和位移,再经过计算或作图来判断物体的运动情况.在实验中,我们可以 使用秒表和尺子,直接测量物体运动的时间和位移,但当物体运动速度太快时,采用这种方 法的测量误差较大. 打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器, 我们可以通 过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢. [课堂活动] 作为同桌的两位同学合作,简易模拟打点计时器. 1.同桌两位同学之间,一位同学手拿一枝彩色画笔,另一位同学牵动一条宽约 1cm 的长纸 带,使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移动.你按照一定的时间间隔点击纸带(比如每秒 1 次,或每秒 2 次),比比看,看谁牵动纸带的速度变化最小.想一想,相邻两点的距离跟 牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀, 对相邻两点所表示的时间有没有影响? 2.两位同学竞走比赛,为了比较他们的运动情况,现在让每位同学都提着底部穿孔、漏沙。 比较均匀的两个沙袋一起竞走, 然后通过他们的漏沙情况来判断他们的匀速运动情况和加速 情况。 以上两个探究活动目的是让学生体验打点计时器通过打点达到计时目的的原理. 生:相邻两点间的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大.纸带运动的快慢不均匀,点子的 间隔也不均匀,但对相邻两点间的时间间隔没有影响. 生:参加竞走的两人若运动快慢比较稳定,则漏沙比较均匀,若加速运动,会发现快的时候 漏沙少,慢的时候漏沙多. [新课教学] 师:在以上的活动中,同学们认识到了打点和漏沙可以体现物体运动的快慢.今天我们就来 学习用打点计时器测定物体运动速度的方法,并用图象把这些速度形象地表示出来. 一、电磁打点计时器 教师布置学生对照仪器看说明书, 引导学生注意其重点: 观察打点计时器并阅读其使用说明 书,明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法. 电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,如图 1—4—1 所示.工作电压为 4 V~6 V.当电源的频率是 50 Hz 时,它每隔 0.02 s 打一次点.通电以前,把纸带穿过限位孔,再 把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面.当接通电源时,线圈产生的交变磁场使振动片(由 弹簧钢制成)磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中.由于振动片的磁极随着电流方向 的改变面不断变化,在永久磁铁的磁场作用下,振动片将上下振动,其振动周期与线圈中的 电流变化局期一致,即为 0.02s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来,这时,如果纸 带运动,振针就在纸带上打出一系列小点。 [交流与讨论] 电磁打点计时器使用低压交流电源工作,大家想一想能不能使用直流电源,为什么? 生:工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向,从而促使振动片上下振动,并 且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。若使用 50 Hz 的交流电,打点的时间间隔 为 0.02s.这个值正好是电源频率的倒数。 二、电火花计时器 教师布置学生对照仪器看说明书,引导学生注意其重点:观察打点计时器并阅读说明书,明 确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.使用时电源插头直接插在 交流 220V 插座内,将裁成圆片(直径约 38mm)的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上,将剪切 整齐的两条普通有光白纸带(20mmX700mm)从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过, 并且要 让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动时,也能带动墨粉纸盘运动,当按下脉 冲输出开关时, 放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度. 也可以 用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带(位于下面)做实验,还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带

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做实验; 墨粉纸可以使用比较长的时间, 一条白纸带也可以重复使用, 应注意降低实验成本。 [交流与讨论] 从原理上考虑,电火花计时器跟电磁打点计时器相比,哪个更好些,误差可能会更小? 生:电火花计时器可能会更好些,因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些. 教师评论并系统总结. 师:电火花计时器使用中运动阻力极小,这种极小阻力来自于纸带运动的本身,而不是打点 产生的, 因而系统误差小, 计时精度与交流电源频率的稳定程度一致(脉冲周期不大于 50?s, 这一方面也远优于电磁打点计时器),同时它的操作简易,使用安全可靠(脉冲放电电流平均 值不大于 5 ? A). 师:打点计时器能记录哪些信息? 生:时间和位移. 下面的时间交给学生自主探究. (课堂训练) 出示例题:电磁打点计时器的打点周期取决于?????????????( ) A.交流电压的高低 B.交流电的频率 C.永久磁铁的磁性强弱 D.振针与复写纸间的距离 答案:B 解析:电磁打点计时器的打点周期,即振针击打复写纸和纸带的周期,从它利用电磁感应打 点的原理可知, 振针是由振片带动振动的, 而振片上下振动的周期就是线圈中磁场变化的周 期,与所用交流电源的电流方向变化周期相对应.也就是交流电的周期,等于交流电的频率 的倒数,即若使用电源的频率为 50Hz,则交流电的周期为 1/50s=0.02s.我国使用的交流 电的频倒数,即若使用电源的频率为 50Hz,则交流电的周期为频率统一为 50 Hz。 三.练习使用打点计时器 学生自主阅读教材中的实验步骤提示. 指导学生动手练习使用打点计时器, 并引导学生思考: 纸带上的点与小车的位移和时间是如 何对应的,怎样将纸带上的点变成相关的数据? [交流与讨论] 针对问题,学生讨论实践后回答. 问题 1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置? 生:将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片,可调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片 下穿过。 问题 2.振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整? 生 1:可检查压纸框的位置是否升高,而阻碍了振动片,振针打不到纸带上,可将压纸框向 下压恢复其原来位置. 生 2:可能是复写纸该换新的了. 生 3:可能是振动片的振幅太小,可调整振动片的位置. 生 4:可能是振针的位置太高,调整振针的位置,直到打出点为止. 生 5:我选的电压在 4 V 和 6 V 的情况下,打点的清晰度有点差别,电压高的时候稍清晰, 所以可调高一点电压. 问题 3.开启电源打点完毕后要及时关闭电源,这样做有什么好处? 生:因打点计时器是按间歇工作设计的,故长期工作可能会因线圈发热而损坏. 投影展示:电火花计时器的纸带安装方法(让学生阅读): 使用电火花计时器在纸带上打点, 安装纸带的方法有两种, 一种是用一条纸带从墨粉盘下穿 过,打点时墨粉盘不随纸带转动,电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上,打出

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的点迹颜色较淡, 打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带. 学生实验时可采用 这一方法. 另一种是用两条纸带, 将墨粉盘夹在中间, 拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用, 墨粉盘会随纸带转动, 电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上, 所以打出的点迹颜 色较重.墨粉盘上面的一条纸带没有点迹,可重复使用.用一条纸带打点时,纸带与打点计 时器之间的摩擦阻力较小,用两条纸带打点时摩擦阻力较大.不管用哪种方法,打完纸带后 应立即切断电源. 师:处理纸带时,从能够看清的某个点开始,往后数出若干个点。如果数出 n 个点,这些点 划分出来的时间间隔数是多少? 生:共(n 一 1)个. 学生亲自手拉纸带练习使用打点计时器,自己设计表格,记录测量数据. [思考与讨论] 师:怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度? 生:测出两个点间的距离,数一下这两个点间共有多少个时间间隔,即有多少个 0.02 s,用 这个总距离去除以所需用的时间. [课堂训练] 出示题目: 打在纸带上的点, 记录了纸带的运动时间. 如果把纸带和运动的物体连接在一起, 纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置. 研究纸带上的点子之间的间隔, 就 可以了解运动物体在不同时间内发生的位移, 从而了解物体的运动情况. 请你用简短的语言 描述图 1·4—3 所示每条纸带记录的物体的运动情况.

参考答案:(a),(b)的各点分布较为均匀,是匀速运动,但从点子的疏密程度来看,(b)上的 点子较稀疏,所反映的物体运动较快,速度较大.(c)表示物体运动得越来越快,速度在增 大,(d)表示物体运动得越来越慢,速度在减小. 四、用打点计时器测量瞬时速度 思想方法, 用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度. 所取的时间间 隔越接近试点,这种描述方法越准确. 示例:如图 1—4—4,测量出包括 E 点在内的 D,F 两点间的位移△x 和时间△t,算出纸带 在这两点间的平均速度 v=△x/△t,用这个平均速度代表纸带经过 E 点时的瞬时速度.

△x/△t 可以大致表示正点的瞬时速度,D、F 两点离 E 点越近,算出的平均速度越接近正点 的瞬时速度.然而 D,F 两点距离过小则测量误差增大,应该根据实际情况选取这两个点. 学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法, 选择合适的计数点, 测量包含这个点的一段时间内 的位移△x,同时记录对应的时间△t,填人教材第 23 页中设计好的表 1 中. 根据 v=△x/△t 算出刚填完的表 1 中各点附近的平均速度,把它当作计时器打下这些点时的

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瞬时速度,抄人教材第 24 页表 2 中.从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况. 五、用图象表示速度 师: 刚才我们从表 2 中的数据可以粗略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化情况, 图象是 表示变化规律的好方法, 我们可以用图象来描述物体的速度变化情况, 那么怎样用图象来表 示物体运动的速度呢?请同学们先看课文并回答. 生:在方格纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体运动的速度,用横坐标表示时间,根据 表中各时刻的速度.将(v,t)作为一组坐标在图象中描点,将点连线后得出的图象称为速度 一时间图象(v—t 图象),简称速度图象. 学生具体操作描点. 师:我们从根据实测数据所描的点,可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律. 师:为了更清晰,你可以把这些点用折线连起来. 在老师的提示和帮助下连线. 师:速度的实际变化应该是比较平滑的,所以,如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些点, 曲线反映的规律应该与实际情况更接近. 指导学生换用红色笔用平滑的线将刚才描过的点再 重新描画一遍. 师:我们现在来观察图象,可以更形象直观地显示自己手拉纸带的运动情况. [说一说] 百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗?如果有变化, 你估计是怎样变化的?某位运动 员的百米赛跑的成绩是 10.57s,按照你的估计画出他在这段时间的 v—t 图象的草图. 如果是没有受过训练的同学跑百米,他的 v—t 图象的形状可能有什么不同? 参考提示:运动员的百米赛跑中,速度变化较大.大致可以分为三个阶段,启动阶段,速度 从零迅速增大,中间阶段,这一阶段速度几乎不变:冲刺阶段,速度逐渐增到最大.如图 1 —4—6 所示. 如果是没有受过训练的同学跑百米,他的速度可能是先增加到最大,然后又逐渐减小.如图 1—4—7 所示.

[实践与拓展] 在学校举行的秋季运动会中, 某同学获得了高一级 100m 赛跑 的第一名,他的成绩是 12.21s 按照你的估计画出他在比赛过程中的 v—t 图象如图 1—4—8 所示.(思考提示:这位同学赛跑时的速度从始至终都是不变的吗?如果有变化,你估计是怎 样的变化?把这种变化用图线表示出来时,要考虑哪些描述运动的物理量?) 解析:100m 赛跑时这位同学的速度不是从始至终保持不变的.起跑时从静止开始加速,速 度迅速增大,然后以大致相等的速度完成后段路程.该运动员的速度图象要求具有的特征: (1)速度图线从零开始.(2)能反映开始的加速段和后来的匀逮,图线具有前段较陡,后段较 平缓.(3)图线所圈的面积约为 100 m,可通过数格的方法进行,大于半格的算一个,小于半 格的不算.

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[小结] 电磁打点计时器和电火花计时器都是记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器.v—t 图 象: 表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律. 某段时间图线与时间轴围成的面积值表 示该段时间内物体通过的位移大小. 形状一样的图线, 在不同图象中所表示的物理规律不同. (一)剖析误差概念 测量值与被测物理量的真实值的差异称为误差.实验中,误差不可避免,但可以减小. 1.从误差来源看,误差可分为偶然误差和系统误差. (1)偶然误差:偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的.例 如读仪表时,眼睛可能一次偏右、一次偏左,电表指针转动时的摩擦,可能一次偏大、一次 偏小. 偶然误差的特点: 实验结果有时偏大, 有时偏小, 重复实验时, 偏大、 偏小的机会接近. 减 小偶然误差的方法是取多次实验的平均值作为实验结果. (2)系统误差:由仪器结构缺陷,实验方法不完善造成的.其来源为: ①实验仪器本身的误差, 由于仪器本身的缺陷, 如天平两臂不完全等长、 电表精度较差. ②实验原理不够完备, 如用伏安法测电阻时, 电流表和电压表的内阻对实验结果的影响. ③实验方法粗略,如验证机械能守恒定律,忽略空气阻力对实验结果产生的影响. 系统误差的基本特点是:实验结果总是具有相同的倾向性,即总是偏大或偏小.减小系 统误差的方法:完善实验原理,提高实验仪器的测量精度,设计更精巧的实验方法。 2.从分析数据看,误差分为绝对误差和相对误差. (1)绝对误差:绝对误差是测量值与被测物理量真实值之差(绝对值).如用毫米刻度尺测 量一段铜线的直径,读数为 1.2mm,o.2mm 是估读数,可以认为误差是 o.2mm;如改用螺 旋测微器测量,读数为 1.223mm,0.003mm 是估读数,可以认为误差是 0.003mm.可见, 在直接用仪器测量某一物理量时,提高测量仪器的精度是减小绝对误差的主要方法. (2)相对误差:相对误差等于绝对误差△x 与真实值 x。之比,一般用百分数表示= X100%.它 反映了实验结果的精确程度. (3)引入绝对误差和相对误差两个概念是为了评价测量结果的优劣. 用米尺测量长度为 100.00cm 的摆线, 绝对误差为 1mm; 用螺旋测微器测直径为 0.500mm 的导线,绝对误差为 o.01mm 前者的相对误差 ql:o.1%,后者的相对误差 1yz‘2%,前 者测量比后者准确. 绝对误差只可以判别一个测量结果的准确度. 比较两个测量结果准确度则必须用相对误 差. 在相同条件下要提高测量的准确度, 应减小相对误差, 例如, 用停表测量摆的振动周期, 应累计测 量几十次振动的时间,再除以振动的次数. 选择测量工具应着眼于相对误差,如测量短跑跑道长度,用最小刻度为 cm 的皮带尺即可. (二)掌握有效数字的规则 测量测得的数值只能是近似值,带有一位不可靠数字的近似值叫有效数字. 1.有效数字的最后一位是误差所在位.有效数字的位数与小数点位置无关,如 214 cm 与 21.4 cm 都是三位有效数字. 2.关于“O”是不是有效数字,可以这样判别:从左往右以第一位不为零的数字为准, 其左边的“0”不是有效数字(“O”表示了小数点的位置),其右边的“0”是有效数字.例 如:O.56 cm 是两位有效数字,0.560mm 堤三位有效数字,末位表示有效数字的“0”不能

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省略不写.对于小数字(如 0.000 365 m)和大数字(如 380 000m),为了准确地表示出有效数字 的位数,应采用科学记数法:如 0.000 365 m=3.65X 10—4m,380 000m=3.8X105m(两位有效数字),或 380 000m=3.80X105m(三位有效数 字). 3.有效数字的读数规则. 在测量中,要按照有效数字的规则来读数,测量仪器的读数规则是:测量误差出现在哪 一位,读数就应读到哪一位.一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置. (1)最小分度为“1”的仪器,测量误差出现在下一位,下一位按十分之一估读,如最小 刻度是 1mm 的刻度尺,测量误差出现在毫米的十分位上,应估读到十分之几毫米. (2)游标卡尺、停表不需要估读. 作业: 教材第 26—27 页“问题与练习” . 板书设计: §1.4 实验:用打点计时器测速度 1.电磁打点计时器:靠电磁感应带动探针振动通过复写纸打点 2.电火花计时器:靠产生电火花放电蒸发墨粉打点 3.计时器的使用:注童使用方法和领悟注童事项 4.测量瞬时速度:用包含某点在内的一段时间内的平均建度粗略表示该点的瞬时速度 5.速度时间图象:以时间为横轴,速度为纵轴,描点连线作图象.

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速度的变化快慢的描述——加速度 教学目标: 知识与技能 1.理解加速度的意义,知道加速度是表示速度变化快慢的物理量.知道它的定义、公式、 符号和单位,能用公式 a=△v/△t 进行定量计算. 2.知道加速度与速度的区别和联系,会根据加速度与速度的方向关系判断物体是加速运 动还是减速运动. 3.理解匀变速直线运动的含义,能从匀变速直线运动的 v—t 图象理解加速度的意义. 过程与方法 1.经历将生活中的实际上升到物理概念的过程,理解物理与生活的联系,初步了解如何 描述运动.通过事例,引出生活中物体运动的速度存在加速和减速的现实,提出为了描述物 体运动速度变化的快慢,引入了加速度概念的必要性,激发学生学习的兴趣. 2.帮助学生学会分析数据,归纳总结得出加速度. 3.教学中从速度一时间图象的角度看物体的加速度,主要引导学生看倾斜直线的“陡度” (即斜率),让学生在实践中学会应用数据求加速度. 情感态度与价值观 1.利用实例动画激发学生的求知欲,激励其探索的精神. 2.领会人类探索自然规律中严谨的科学态度, 理解加速度概念的建立对人类认识世界的意 义,培养学生区分事物的能力及学生的抽象思维能力. 3.培养合作交流的思想,能主动与他人合作,勇于发表自己的主张,勇于放弃自己的错观 点. 教学重点、难点: 教学重点 1.加速度的概念建立和加速度与匀变速直线运动的关系. 2.加速度是速度的变化率,它描述速度变化的快慢和方向. 教学难点 1.理解加速度的概念,树立变化率的思想. 2.区分速度、速度的变化量及速度的变化率. 3.利用图象来分析加速度的相关问题. 教学方法: 探究、讲授、讨论、练习 教学手段: 教具准备 多媒体课件,带滑轮的长木板、小车及砝码等. 课时安排: 新授课(2 课时) 教学过程: [新课引入] [演示]让小球分别在倾角较小的斜面和倾角较大的斜面上滚动. [提问]小球两次各做什么运动?它们的不同之处在哪里? [得出]小球两次都是做速度越来越快的直线运动,但后一次速度改变得快.那么怎样比 较速度改变的快慢呢? [讨论]速度改变快慢的比较 [讨论与交流]

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利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车,运动员等录像,提出问题,让学生思考讨 论.谁的速度“增加”得快?如何来表示增加的快慢? 课件展示: 某竞赛用的跑车启动时, 内速度达到 108km/h; 4s 某高速列车启动时, 120s 内速度达到 108km/h;自行车 4s 内速度达到 6 m/s;而 100 m 跑运动员起跑时,0.2s 内速 度达到 12m/s 推算出这些物体启动时,速度的增加量和 1 s 内速度的增加量,并填入下列 表格: 师:试根据上述数据,推算出这些物体启动时,速度的增加量和 1 s 内速度的增加量,并填 入下列表格: 比较 A 和 B:它的速度的变化量相等(30m/s),A 经过的时间比 B 短,在速度变化量相等 的情况下,运动时间短的物体速度改变快,即跑车比列车速度改变快. 速度增 加 量 (m /s) 30 30 6 12 经 历 的 1 s 内速度 时间(s) 的 增 加 量 (m/s) 4 120 4 0.2 7.5 0.25 1.5 60 速度增加的快慢程度(最 快、较快、较慢、最慢) 较快 最慢 较慢 最快

启动物体 A 竞赛用跑车 B 高速列车 C 自行车 D 运动员

比较 A 和 C:它的经过的时间都是 4 s,A 速度的变化量比 B 大,在经过的时间相等的情况 下,速度变化量大的速度改变快,即跑车比自行车速度改变快 比较 C 和 D:它们的速度变化量和所用的时间都不相同,要比较它们速度改变的快慢, 只有计算它们的平均每秒钟速度的变化量, 单位时间内速度变化多的物体速度变化快, 得运 动员速度变化(每秒钟改变 60m/s)比自行车、列车、跑车速度变化(每秒钟改变 1.5m/s)快. 因此, 单位时间内速度变化量大的物体速度变化快. 上述四物体, 运动员速度变化最快, 火车速度变化最慢. 师:很明显,这几个运动物体速度的增加量不同,速度增加的快慢也不同,且速度增加大的 不一定就增加得快. 为了描述物体运动中速度变化的快慢, 人们引入了加速度的概念——加 速度是用来描述速度变化的快慢的物理量.§1.5 速度变化快慢的描述——加速度(板) [新课教学] 一、加速度 师:请回忆一下我们是怎样描述物体运动位置的变化的?例如在直线运动中,物体从 A 点 运动到 B 点,如下图 1—5—l 所示

建立数轴 AB,设 A 点在数轴上的读数 x1(一维位置坐标,下同)为 2 m,B 点在数轴上的读 数 x2 为 7m,则物体运动位置的变化大小为多少? 生:△x=x2 一 xl=7 m 一 2 m=5 m,方向由 A 指向 B. 师:如果物体从 A 到 B 是做匀速运动,如果所用时间为 t=10s,怎样求这段过程中物体的 速度? 生:物体运动的速度 v=△x/△t=5m/10s=0.5m/s,方向从 A 指向 B.
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师:如果物体做加速直线运动,同样在 10s 内,速度从 2m/s 增加到 7m/s,怎样描述 物体运动的速度增加的快慢呢? 生:用物体速度的增加量除以所用的时间来描述这段过程中物体运动速度增加的快慢. 师:如果用 a 符号表示物体速度增加的快慢,△v 表示物体的速度变化量,△t 表示物 体的速度变化所用的时间,那么用公式如何表达呢? 生:a=△v/△t=(7-2)m/10s2=0.5m/s2 师:不同物体的运动,速度变化的快慢往往是不同的,再看下面的例子. 案例 1:飞机的速度由。增加到约 300km/h,飞机的速度的变化是多少?若发生这一变 化用时约 30 s,则物体的速度平均每秒增加多少? 案例 2:迫击炮射击时,炮弹在炮筒中的速度在 0.005 s 内就可以由 0 增加到 250 m/s, 炮弹速度的变化与发生这个变化所用时间的比值是多少? 学生讨论后回答. 生 1(回答第一个案例):300km/h 约相当于 83m/s,a=△v/△t=(83—0)/30m/s2= 2.8m/s2. 生 2(回答第二个案例):a=△v/△t=(250—0)/0.005m/s2=5×104m/s2 师:上述方法就是变速直线运动中,描述物体运动速度变化快慢的基本思路和基本方法.其 中 a=△v/△t 是变速直线运动的加速度的基本定义式. (板书) 加速度 (1)定义:加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值. 定义式:a=△v/△t =(vt-v0)/△t v0——开始时刻物体的速度 vt——经过一段时间 t 时的速度 (2)物理意义:加速度是表示速度改变快慢的物理量. (3) 国际单位:m/s2 或 m·s-2 读作米每二次方秒 (4)加速度也是矢量,不仅有大小,也有方向. [问]用两辆汽车以相同的速度变化率做匀加速运动和匀减速运动,虽然速度变化快慢相同, 但速度的变化情况不同,前者速度越来越大,后者则反之.启发学生思考,只凭速度变化快 慢(速度变化率的大小)不能完全反映速度变化的规律,从而引出加速度不仅有大小,而且有 方向,是矢量. (4)方向 : 加速度的方向和速度改变量的方向相同 加速度定义公式中时间△t 是标量,是没有方向的,因此加速度 a 的方向跟速度改变量 △v 的方向相同,对做直线运动的物体,加速度的方向与初速度 v0 的方向相同或相反,若 取 v0 的方向为正方向,则 a 的方向可用正负号来表示.因此: 加速度的方向和速度改变量的方向相同 加速直线运动:加速度的方向和初速度的方向相同,为正值. 减速直线运动:加速度的方向和初速度的方向相反,为负值. [分析]当物体加速时,则△v =(vt-v0)>0,时间△t 是标量,加速度 a 的计算值为正值,如 果以初速度的方向为正方向(即初速度 v0 取正值),a 为正值则可表示 a 的方向与初速度的 方向相同,或反过来说,若加速度 a 与初速度同向时,则这个直线运动为加速运动. 当物体是减速时,则△v =(vt-v0)<0,时间△t 是标量,加速度 a 的计算值为负值,如 果仍以初速度的方向为正方向(即初速度 Iv0 取正值),a 为负值则可表示 a 的方向与初速度 的方向相反,或反过来说,若加速度 a 与初速度反向时,则这个直线运动为减速运动. 阅读课文,说说什么是匀变速运动. 生:如果物体的加速度保持不变,该物体的运动就是匀变速运动.

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师:如同平均速度与瞬时速度那样,加速度也有平均和瞬时之分.在匀变速运动中,平均 加速度与瞬时加速度有什么关系? 生:在匀变速运动中,其速度随时间均匀变化(增加或减少),每时每刻的加速度,即瞬时 加速度与一段时间内的加速度,即平均加速度相同. 师:匀速直线运动可看成什么运动? 生:可看成加速度为零的匀变速运动. [实验与探究] 课题:体验 1 m/s2 加速度究竟有多大. 实验器材:高度约为斜面长度的十分之一的斜面(越光滑越好). 体验方法:把斜面的高度调节为斜面长度的十分之一(向学生讲明),让小球在斜面上滚 下(注意观察速度变化的快慢程度),小球在这个斜面上运动的加速度便大约是 1 m/s2.它 的含义是说物体每秒钟速度的改变量是 1 m/s. [讨论与交流] 师: “上海磁悬浮列车的最高速度可达 430 km/h,它的加速度一定很大. ”这一说法对吗? 为什么? 生:不对,当匀速运动时,尽管速度很大,加速度可以为零. 师:运载火箭在点火后的短时间内,速度的变化很小,它的加速度一定很小吗? 生:不对.由公式 a=△v/△t 可知,加速度等于速度的变化量和时间的比值,因而加速度 是速度对时间的变化率. 所谓某一个量对时间的变化率, 是指单位时间内该量变化的数值. 变 化率表示变化的快慢,不表示变化的大小. [说一说] 日常生活中,对于运动物体说它走多远,是指路程或位移,说它走得多快,是指速度,而 对加速度则没有相对应的典型词语.一般只有笼统的“快”和“慢” ,往往指的是速度,但 有时也有一些说法是模模糊糊地指加速度.请大家讨论哪些说法中指的是加速度? 生 1:汽车的加速性能是汽车的一个很重要的参数,有人说,我这车好,启动快. 生 2:在百米赛跑中,我们常说某某同学素质好,有很好的爆发力,起跑快. 阅读师:请学生阅读教材第 30 页“一些运动物体的加速度” . 学生阅读“一些运动物体的加速度”后应注意: 1.注意标题后括号内标明的“a/(m·s-2)”的含义,注意养成时时关心物理单位的习惯. 2.阅读汽车、电车、旅客列车、炮弹加速时的典型值,形成大小印象. 3.表中汽车急刹车时的加速度值为负值,这是什么含义?这是因为加速度是矢量,不但有 大小,而且有方向,而负号只表示其方向,不表示其大小. 师:加速度大小反映了什么?加速度的方向一定跟什么方向相同? 生:加速度大小反映了物体速度改变的快慢,加速度越大,速度改变得越快,加速度越 小,速度改变得越慢.加速度的方向跟速度改变的方向总是相同. 师:加速度跟速度是否有关? 生:加速度和速度是两个完全不同的物理量,加速度反映了物体速度改变的快慢,而速 度反映了物体运动的快慢.不能根据加速度大小,判断物体运动快慢(速度大小),也不能根 据速度大小判断速度改变的快慢(加速度大小),同样不能根据加速度方向判断物体的运动方 向(速度方向),也不能根据速度方向判断物体速度改变的方向(加速度方向). 师:物体做匀加速直线运动时,加速度一定为正吗?物体做匀减速直线运动时,加速度一 定为负吗? 生:不一定.物体做匀加速直线运动时,加速度方向一定跟物体的运动方向相同,物体 做匀减速直线运动时, 加速度的方向跟物体的运动方向相反. 但是, 加速度是正值还是负值,

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与正方向的选取有关,若取运动方向为正方向,则匀加速直线运动的加速度为正值,匀减速 直线运动的加速度为负值; 若取运动的反方向为正方向, 则匀加速直线运动的加速度为负值, 匀减速直线运动的加速度为正值. 师:加速度增加的运动是加速运动,加速度减小的运动是减速运动.这种认识对吗?如果 不对,你认为应该怎样根据加速度判断物体的速度是增加还是减小? 生:不对.加速度的大小反映的是速度变化的快慢,并不能反映速度的大小.应该根据 加速度的方向和速度方向的关系, 判断速度增加还是减小. 只要加速度方向跟速度方向相同, 无论加速度大小如何变化,物体一定做加速运动;只要加速度方向跟速度方向相反,无论加 速度大小如何变化,物体一定做减速运动. 师:速度、速度变化量及加速度有何区别? 生:速度是用来表示物体运动快慢的物理量,它等于位移和所用时间的比值,而加速度 是用来表示物体的速度变化快慢的物理量,它等于速度的变化量和时间的比值(速度的变化 率). 加速度的大小只反映物体速度变化的快慢, 不能反映物体运动的快慢, 加速度大说明物体速 度变化得快,并不意味着物体就运动得快;加速度小说明物体速度变化得慢,并不意味着物 体运动得慢;加速度为零,说明物体速度不变化,但并不意味着物体的速度为零,物体可能 以很大的 速度做匀速直线运动. 不仅速度大小和加速度大小没有必然联系, 速度方向和加速度方向也 没有必然联系.加速度方向与速度方向可能相同,也可能不相同.对于速度的变化量和加速 度的区别,可根据加速度的定义 a=△v/△t 来理解,加速度是速度的变化率,而不是速度的 变化量,加速度表示的是速度变化的快慢,而不是速度变化的多少,速度的变化量不仅与加 速度有关,还与时间有关.因此,根据加速度不能判断速度变化的量的大小,反过来,根据 速度变化量的大小也不能判断加速度的大小. 师:加速度和速度的区别: (1)速度大,加速度不一定大;加速度大,速度不一定大. (2)速度变化量大,加速度不一定大. (3)加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度可以不为零. (3)加速度和速度以及速度的变化量之间的区别 加速度和速度是两个完全不同的物理量, 加速度是描述速度变化快慢的物理量, 速度是 描述位置变化快慢的物理量,它们之间没有必然的联系,速度大的物体,加速度不一定大, 速度为零的物体加速度不一定为零; 速度变化大的物体加速度也不一定大; 但速度变化快的 物体加速度一定大. (4)加速度是速度对时间的变化率 速度是位置对时间的变化率,加速度是速度对时间的变化率,因此,也可以说加速度是 位置对时间的变化率的变化率. [例题剖析] (出示例题 1)做匀加速运动的火车,在 40 s 内速度从 10m/s 增加到 20 m/s,求火车加速 度的大小.汽车紧急刹车时做匀减速运动,在 2s 内速度从 10m/s 减小到零,求汽车的加 速度大小. (出示例题 2)判断下列说法是否正确. ①做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度方向总是相同. 错.只有做匀加速直线运动的物体,它的加速度方向和速度方向相同. ②做匀变速直线运动的物体,它的速度变化越大,加速度越大.

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错.速度变化大,但不知所用时间的多少. ③做匀变速直线运动的物体,它的速度变化越快,加速度越大. 对. 二、从 v—t 图象看加速度 师:速度一时间图象描述了什么问题?怎样建立速度一时间图象? 生:速度一时间图象是描述速度随时间变化关系的图象,它以时间轴为横轴,以纵轴为 速度轴,在坐标系中将不同时刻的速度以坐标的形式描点,然后连线,就画出了速度一时间

图象. [思考与讨论] 图 1—5—2 中两条直线 a、b 分别是两个物体运动的速度一时间图象,哪个物体运动的 加速度比较大? 教师引导,学生讨论后回答. 学生在没有学习斜率概念前,可以用陡度的“平缓”或“陡”来表述. 生:a 直线的倾斜程度更厉害,也就是更陡些,而 b 相对较平缓。所以 a 的速度变化快, 即 a 的加速度大,b 的速度变化慢,加速度小. 师:我们可以从直线上任意选择间隔较大的两点来找到这两个点间的速度变化量△v, 时间间隔△t. 生:这样就可以定量求加速度了,用加速度的定义式 a=△v/△t (2)在 v—t 图像中,图像的斜率在数值上等于加速度. 匀变速直线运动的 v—t 图像是一条直线,直线的斜率的数值等于其加速度. 三、阅读科学漫步 (四)总结、扩展 1.什么叫加速度?它的定义式、物理意义、单位各是什么? 2.怎样正确理解加速度?加速度与速度间有什么关系? 3.速度的改变量是否总是速度增加?怎样理解加速度的正负号. 4.根据 v—t 图像怎样求加速度? 5.怎样根据加速度的大小和方向去判定物体的运动规律? 作业: 评价手册 11-12 页 板书设计:

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五、速度改变快慢的描述 加速度 1.速度改变快慢的比较 2.加速度 (1)定义 (2)物理意义 (3)单位 (4)方向 3.对加速度的进一步认识 (1)匀变速直线运动的特点 (2)加速度是 v—t 图像的斜率 教学后记:

复习 ★新课标要求 1、通过本章学习,认识如何建立运动中的相关概念,并体会用概念去描述相关质点运动的 方法。了解质点、位移、速度、加速度等的意义。 2、通过史实初步了解近代实验科学的产生背景,认识实验对物理学发展的推动作用,并学 会用计时器测质点的速度和加速度。 3、通过学习思考及对质点的认识,了解物理学中模型和工具的特点,体会其在探索自然规 律中的重要作用。如质点的抽象、参考系的选择、匀速直线运动的特点等。 4、体会物理学中,相关条件的特征及作用,科学的方法在物理学中的意义,如瞬时速度、 图象等。 ★复习重点 位移、速度、加速度三个基本概念,及对这三个概念的应用。 ★教学难点 对位移、速度、加速度三个基本概念的理解,掌握其矢量性,解决与这三个概念相关的实际 问题。 ★教学方法 复习提问、讲练结合。 ★教学过程 (一)投影全章知识脉络,构建知识体系 1、知识框架图

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2、基本概念图解

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(二)本章专题剖析 [ 例 1 ]关于速度和加速度的关系,下列论述正确的是( ) A. 加速度大,则速度也大 B. 速度的变化量越大,则加速度也越大 C. 物体的速度变化越快,则加速度就越大 D. 速度的变化率越大,则加速度越大 解析: 对于 A 选项来说,由于速度和加速度无必然联系,加速度大,速度不一定大,因此

a?
A 错误。B 选项,

?v ?t ,速度变化量越大,有可能 ?t 更大,a 不一定大,B 也错。C 选

项,加速度 a 是描述物体速度变化快慢的物理量,速度变化越快,a 越大,所以 C 对。D 选

?v ?v a? ?t ,故有速度的变化率越大,加速度越大。所以 D 对。故 项, ? t 称为速度变化率,
答案应选 C、D。 点拨:本题往往会误将 A、B 选项作为正确选项而选择,原因是没有弄清楚 a 与 v、 ?v 的

a?
关系。而 D 选项部分同学却认为不正确而漏选,其原因是没有把握好加速度定义式

?v ?t

所包含的本质意义,造成错解。 [ 例 2 ]甲乙两物体在同一直线上运动的。x-t 图象如图 1 所示,以甲的出发点为原点,出发 时刻为计时起点则从图象可以看出( ) A.甲乙同时出发 B.乙比甲先出发 C.甲开始运动时,乙在甲前面 x0 处 D.甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙 分析:匀速直线运动的 x-t 图象是一条倾斜的直线,直线与纵坐标 的交点表示出发时物体离原点的距离。 当直线与 t 轴平行时表示物 体位置不变,处于静止,两直线的交点表示两物体处在同一位置, 离原点距离相等。 答案 ACD 拓展思考: 有人作出了如图 2 所示的 x-t 图象, 你认为正确吗?为什 么? (不正确,同一时间不能对应两个位移)

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[例 3] 如图所示为一物体作匀变速直线运动的 v-t 图像, 试分析物体的速度和加速度的特 点。

分析:开始计时时,物体沿着与规定正方向相反的方向运动,初速度 v0= -20m/s,并且是减 速的,加速度 a 是正的,大小为 a=10m/s2,经 2 秒钟,物体的速度减到零,然后又沿着规 定的正方向运动,加速度的大小、方向一直不变。 点拨:图线是一条直线,斜率不变,故加速度不变,且 a>0,但速度的大小、方向都发生了 变化。 (三)课堂练习 1、汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则( BD ) A.汽车的速度也减小 B.汽车的速度仍在增大 C.当加速度减小到零时,汽车静止 D.当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大 2、一枚火箭由地面竖直向上发射,其 v-t 图象如图所示,由图象可知( A ) A.0-t1 时间内火箭的加速度小于 t1-t2 时间内火箭的加速度 B.在 0-t2 时间内火箭上升,t2-t3 时间内火箭下落 C.t2 时刻火箭离地面最远 D.t3 时刻火箭回到地面

a?
3、由

?v ?t ,可知( CD

) B.物体加速度大小由 ?v 决定

A.a 与 ?v 成正比

C.加速度方向与 ?v 方向相同

?v D. ? t 就是加速度

4、关于速度和加速度的说法中,正确的是( C ) A.速度是描述运动物体位置变化大小的物理量,而加速度是描述物体运动速度变化快慢的 物理量 B.运动物体速度变化大小与速度变化在实质上是同一个意思 C.速度的变化率表示速度变化的快慢,速度变化的大小表示速度增量的大小 D.速度是描述运动物体位置变化快慢的物理量,加速度是描述物体位移变化快慢 的 物理量

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匀变速直线运动的研究 实验:探究小车速度随时间变化的规律 教学目标: 知识与技能 1.根据相关实验器材,设计实验并熟练操作. 2.会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度. 3.会用表格法处理数据,并合理猜想. 4.巧用 v—t 图象处理数据,观察规律. 5.掌握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述. 过程与方法 1.初步学习根据实验要求设计实验,完成某种规律的探究方法. 2.对打出的纸带,会用近似的方法得出各点的瞬时速度. 3.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法. 4.认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律. 5.通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法. 情感态度与价值观 1.通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面 性、准确性与逻辑性. 2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学 生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识. 3.在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力. 4.在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的 系,可引申到各事物间的关联性,使自己融入社会. 5.通过经历实验探索过程,体验运动规律探索的方法. 教学重点、难点: 教学重点: 1.图象法研究速度随时间变化的规律. 2.对运动的速度随时间变化规律的探究 教学难点: 1.各点瞬时速度的计算. 2.对实验数据的处理、规律的探究. 教学方法: 探究实验、讲授、讨论、练习 教学手段: 教具准备 学生电源、导线、打点计时器、小车、4 个 25 g 的钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的 细线、纸带、刻度尺、坐标纸、多媒体课件、计算机 课时安排: 实验课(2 课时) 教学过程: [新课导入] (课件展示)下列语言表述中提及的运动情景. 师:物体的运动通常是比较复杂的. 放眼所见, 物体的运动规律各不相同.在生活中,人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、

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高山滑雪;在自然界里,雨点下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家??这些运 动中都有速度的变化. 物体的速度变化存在规律吗?怎样探索复杂运动蕴含的规律呢? 要想探究一个物体随时间变化的规律, 必须知道物体在一系列不同时刻的速度. 直接测 量瞬时速度是比较困难的, 我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置, 再通过 对纸带的分析、计算得到各个时刻的瞬时速度. [新课教学] 一、进行实验 [讨论与交流] 进行实验前,让学生先回顾上一章是怎样使用打点计时器的,讨论后回答.

生 1:把打点计时器固定好,装好纸带.开启电源,手水平地拉动纸带,纸带上就会打出一 行小点. 生 2:不,老师,他忘了及时关闭电源. 师:对,千万别忘了及时关闭电源.这样做的好处是什么?为什么要这样做? 生 3:为了节省电能,因为国家电力能源紧张. 生 4:不,因为打点计时器是按间歇工作设计的,所以长期工作可能会因线圈发热而损 坏.这样做是为了保护打点计时器. 师:好,大家根据以前的经验,阅读课本第 34 页“进行实验”标题下的两段文字后分 组进行讨论实验方案. 让学生自己设计好实验,井口头阐述相关实验器材及步骤. 生:实验中需要的器材应该有:附有滑轮的长木板,小车,带小钩的细线,钩码,打点 计时器,纸带,刻度尺,学生电源,导线等. 生:我们是在钩码的牵引下让小车运动的,为了研究小车的速度随时间变化的规律,需 要把打点计时器固定在长木板上.让小车拖动纸带运动,然后我们再研究所打纸带上的点, 从而得出小车的运动情况. 生:为了得到打点清晰、较好的纸带,我们最好是多打几条纸带. 生:我们分别选两个、三个、四个钩码来牵引小车,看小车的运动快慢情况,速度的变 化情况. 教师及时评价学生的讨论结果,适时指出不当之处,肯定学生的创新和正确的地方. 教师课件投影参考实验过程. 投影展示的内容 实验过程参考提示: 1.把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定 在长木板上远离滑轮的一端,连接好电路. 2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,启动电源,然后 放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源. 3.换上新纸带,重复操作三次. 引导学生熟练地摆好器材,进行合理、准确的操作,得到一条点迹清晰的纸带.学生进 行实验,老师巡回指导,引导学生“三思而后行” ,注意实验逻辑性、合理性及其相关注意

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事项,而且确保准确,并巡视全场,对出现的问题予以及时纠正.帮助实力较弱的小组实现 实验. 学生进行实验操作,注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比,及时 提出问题. 点评:(1)在动手操作之前,可以让学生先在头脑中实验,提前思考实验顺序和注意事 项;保证操作的顺利进行. (2)和已学实验进行对比,使学生很好地应用了比较法,且有助于加深记忆. (3)对学生出现的问题,可拿出来让全班同学参与解决,比如: “有的同学先松手,再开打点 计时器电源;有的同学则反之.哪种好?为什么?”这样让学生参与讨论,调动学生思考的积 极性和主动性. 二、处理数据 师:我们通过打点计时器得到了若干条纸带,采集了第一手资料,面对打出的纸带如何研究 小车的运动呢?接下来我们采集数据,处理数据. 学生讨论怎样选择纸带,如何测量数据,如何设计表格,填写数据. [课堂交流] 生 1:要选择一条最清晰的纸带. 生 2:开始的几个点不清晰,该怎么测啊! 生 3:我建议舍去这几个点算了. 生 4:对啊,计时起点是人为选取的,我们可以找一清晰的点开始当作计时的起点. 教师及时评论学生的讨论,肯定学生的成绩. 师:我们可以选一个清晰的点作为计时的起点.还可以选择计数点,建议你们在测量前每 五个点选一个计数点. 学生实时测量,教师巡回指导,指出学生中出现的问题. 师:大家在测量时,我建议你们在选好计时起点后,测量以后的各个计数点与这个计时起 点的距离.大家想想,这样做,有什么好处? 生:我们是每两个计数点间就测量一个数据.这不是一样吗? 师:我说的就是你这种做法是合适的,大家就此讨论. 生:他这样做是每次都要挪动刻度尺,测出每两个点间的距离,而我的做法与老师您说的 一样,我感觉这样能减少测量误差. 学生测量数据,记录结果. 教师引导学生学会计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法. 师:大家想想怎样计算计数点的瞬时速度. 生:测量包含某个所研究的点在内的一段时间内的位移△x,同时找出对应的时间△t,根据 v=Δ x/Δ t 算出该点附近的平均速度,把它当作计时器打下这个点时的瞬时速度. 生:我们这个小组是选了相邻三个计数点间的间隔为研究对象,根据测量结果算出这两个 o.1s 内的距离△x,把 v=Δ x/Δ t 算出的平均速度近似当作这三个点中的中间点的瞬时速度. 师:大家可以参考按他说的做,这在近似计算来看,还是个很好的方法。 学生算出各个计数点的瞬时速度,并填人自己设计的表格中. 教师课件投影参考提示:投影展示的内容(接上次投影中的三条) 参考提示: 4.选择所打纸带中最清晰的一条,舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时 起点. 5.选择相隔 o.1 s,即中间空四个点的时间间隔的若干计数点进行测量,把数据填入表格. 6.计算各点的瞬时速度,填人自己设计的表格中,可参考课本第 34 页表格.

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三.作出速度一时间图象 师:有了原始数据,确定运动规律的最好办法是作速度一时间图象,这样具体的运动规律 才能更直观地显现出来. [讨论与交流] 学生回顾上一章中描画手拉纸带的速度一时间图象的情景,讨论如何在本次实验中描点、 连线. 生:以时间 t 为横轴、速度 v 为纵轴,建立坐标系,把刚才所填表格中的各点在速度一时 间坐标系中描出, 师:要注意选择合适的标度哟!否则,作后看看你的图与别人的有什么不同?(要使图象尽量 分布在坐标平面的大部分面积) 师:请同学们注意观察和思考你所描画的这些点的分布规律. 生 1:我看描出的这些点都大致落在一条直线上。 生 2:我们的也是. 师:我们是用折线连呢,还是怎样连? 生:不能用折线连,速度的实际变化应该是比较平滑的, 所以, 要用一条平滑的曲线来“拟 合”这些点,这样曲线反映的规律应该与实际情况更接近. 师:在连线时,还要注意使连线两侧的点数大致相同. 学生连线,教师指导,随时回答学生可能提出的问题. 生:我们这儿出现了有一个点明显偏离绝大部分点所在的直线.那该怎么办呢? 师:这个问题很典型,大家对此进行一下讨论. 生:大概是那一瞬时小车的速度瞬时突变了. 生:我看小车的运动快慢还是比较均匀的,那一点的速度值可能是测量或计算出了问题. 师:如果一旦出现明显偏离较大的点,我们可以认为是测量误差过大、测量中出现偏差所造 成的。可以将这个点视为无效点。 生:那这个点我们就可以擦去不用了. 师:不是的,这个点我们要仍然保留在坐标纸上,因为我们要尊重实验事实,这毕竟是我 们的第一手资料,是原始数据. 教师在与学生交流的过程中体现科学探究要尊重实验事实的严谨科学态度。 [课堂探究] 展示问题:怎样根据所画的速度一时间图象求加速度? 生 1:从所画的图象中取两个点,找到它们的纵横坐标(t1,v1)、(t2,v2),然后代人公式 a=△v/△t =(v2-v1)/(t2-t1) 生 2:我们在找这两个点的时候还可以充分利用已测的数据、已描画的点的坐标,直接代入 公式就行了. 师:上面两位同学的讨论,是大家很容易犯的错误.请大家想想看,如果我们仍贪图方便 还取已测得的表格中的数据点来求加速度, 那么我们就没必要作图了, 直接从表格中找两个 数据代人公式算不就行了吗?或者我们也根本不需要测那么多的数据,只测量两组数就够 了.这样就失去了作图的意义. 师:我们求加速度的方法有两个,一个是公式法,可以直接用两组数据代入公式;另一个 就是我们今天的图象法. 师:我们可以任意选两个间隔较远的点,找出它们的坐标值(注意这两个点不能是我们表格 中已测得的点),然后再把的它们的坐标值代人到公式 a=△v/△t =(v2-v1)/(t2-t1)中,求 出加速度,就能更详细地知道物体的运动情况. 学生根据教师指导求出小车运动的加速度,用自己的语言描述小车的运动速度随时间变化

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的规律. 生 1:小车速度随时间逐渐增大. 生 2:相同时间里,速度增量相同. 生 3:速度跟时间成正比. 生 4:小车做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小是 2.1 m/s2. 师:同学们的描述都是不错的,有的定性说明,有的定量表述.总之,小车的运动速度随 着时间的变化在均匀地增大,我们可以用图象法定量求出它的加速度. 点评:这里答案不唯一,应鼓励学生大胆表达,对正确的地方表扬,不合适的地方应引导、 纠正,这样才能使学生加深印象,培养良好的思维习惯,提高创新意识,开阔思维. [实践与拓展] 展示问题:汽车沿平直的公路行驶,小明坐在汽车驾驶员旁,注视着速度计,并记下间隔 相等的各时刻的速度值,如下表所示.

师:从表中数据得到汽车在各段时间内的运动特点:在 o~15 s 内,汽车的速度在变化,每 5s 速度增大______km/h; 15~30 s 内汽车速度不变, 在 速度大小为_______km/h; 35~ 在 45s 内汽车速度在变化,每 5 s 速度减小_________km/h. 生:10km/h;50km/h;15km/h. 师:请你根据上表中的数据,在下边的坐标系中标出对应的点,并用平滑的线连接各点, 你得到了什么图形? 生:如图 2—l—2 所示.

师:如果认为在 0~15 s 内速度的变化是均匀的,你能在图象中找出汽车在 7.5 s 时的速度 值吗? 生:能,为 35 km/h. [课堂交流] 师:下面我用计算机绘制速度一时间图象,演示给大家看,大家有机会可以到微机室或家中 电脑前亲自体验一下哟! 观察计算机作图,了解计算机作图的优越性. 教师用 Excel 软件演示作 v—t 图. 学生认真观察、体会并和手工作图加以对比,争取课下独立完成. 演示过程与方法:打开 Excel 工作簿可以看到行和列,行号用 1、2、3??表示;列号用 A、 B、C??表示.将自变量时间的数值从某一单元格开始输入,在同一列中将其他时间值一 一输入.在相邻的右侧一列中将速度值一一输入,注意速度值要与时间值相对应.也可以在 同一行中依次输入时间和速度, 下一行中再次输入第二组时间和速度, 直至全部输入完毕. 用

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鼠标选中这些数据.再用鼠 标左键单击“图表向导”按钮,出现“图表类型”窗口,选“散点图” ,选“确定”按钮, 弹出“图表标题输入框” ,输入相应的字符后选“下一步”按钮,直到“完成” .出现由点组 成的图表,用鼠标右键单击绘图区中任何一个数据点,出现下拉式菜单,选“添加趋势线” , 弹出“添加趋势线”窗口,选择“线性”趋势;打开该窗口的“选项” ,对其中“显示公式” 左侧的小方格用鼠标左键单击出现“√”号后,按“确定” .则图表框中出现一条直线,这 就是经过计算机做最佳“拟合”后的。—图象,并显示出一个表明该图象的函数式. 点评:学生每人一机,可能有的学校条件不具备,但教师用机基本能实现,因此这儿作一演 示,有计算机的学生课下可自行完成,对微机学习也是一个促进,没有条件的学生也可以增 强感观认识,同时还能提高学生的兴趣,增强学生学习的主动性. [课堂训练] 出示题目 1: 在探究小车速度随时间变化规律的实验中, 得到一条记录小车运动情况的纸带, 如图 2—1—3 所示.图中 A、B、C、D、E 为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔为 T= 0.1 s. (1)根据纸带上的数据,计算 B、C、D 各点的速度,填人表中. (2)在坐标纸上作出小车的 v—t 图象. 解析: 由纸带标明的数据可以计算任意相邻两位置之间的位移, 然后求纸带上各点的速度和 加速度. (1)由纸带的标注可以求出 XAB=7.5 cm xBC=XAC 一 xAB=27.6 cm 一 7.5 cm=20.1 cm xCD=XAD—XAC=60.3 cm 一 27.6 cm=32.7 cm XDC=XAE—XAD=105.6 cm 一 60.3 cm=45.3 cm 匀 变速 直线运 动物 体在一 段时 间内的 平均速 度等 于该 时间某 时刻的 瞬时 速度 ,所以 vB=vAC/2T=(27.6×10-2)/(2×0.1)m/s=1.38m/s vC=vBD/2T=(52.8×10-2)/(2×0.1)m/s=2.64m/s vD=vCE/2T=(78.0×10-2)/(2×0.1)m/s=3.90m/s 分别填入表中对应位置即可 (2)在图象上取合适的单位严格描点,这些点大致分布在一条直线上,不能位于直线上的点 要尽量对称分布于直线两侧,得到小车的 v-t 图象.图象略. 点评:本题中要计算 A、正两点的瞬时速度需要用到 A 点前和正点后的某段距离,也可在 学完速度一时间公式后再来完成.本课中可不必刻意追求数据的完整. 出示题目 2: 在研究匀变速直线运动的实验中, 算出小车经过各计数点瞬时速度如下表所示:

为了计算加速度,最合理的方法是????????????????( ) A. 根据任意两计数点的速度用公式○算出加速度 B.根据实验数据画出 v-t 图,量出其倾角,由公式 a=tana 求出加速度 C.根据实验数据画出 v-t 图,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间,用公式 a=△ v/△t 算出加速度 D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度 答案:C 解析:方法 A 偶然误差较大.方法 D 实际上也仅由始末两个速度决定,偶然误差也比较大,

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只有利用实验数据画出对应的 v-t 图,才可充分利用各次测量数据,减小偶然误差.由于在 物理图象中两坐标轴的分度大小往往是不相等的, 根据同一组数据, 可以画出倾角不同的许 多图线,方法 B 是错误的.正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值,然后利 用公式 a=△v/△t 算出加速度,即方法 C。 出示题目 3:某实验小组用打点计时器探究小车运动情况,用打点计时器记录小车运动的时 间, 计时器所用电源的频率为 50 H2, 2—1—4 所示是与小车相连的纸带上记录的一些点, 图 在每相邻的两点之间都有四个点未画出.用米尺量出 A 点距离 B、C、D、正各点的长度如 图上标度.该小组同学在教师的帮助下,设法算出了 A、B、C、D、正各点的瞬时速度分别 为(单位:m/s):0.53、0.88、1.23、1.58、1.93.(学完下一章自己就能算出)

建立恰当的坐标系, 在直角坐标系中描点, 观察各数据点并思考怎样用一条线段将各点联系 起来,并作出这个图象. 图线延长线与纵轴相交,交点的物理意义是什么?从图象可知,这是匀变速直线运动吗?说出 原因.若是,请求出加速度. 解答:(1)图象如图 2—1—5 所示,说明:作图象时,要让尽可能多的点落在直线上,不在 直线上的点尽可能分居在直线的两侧. 相当于数据处理中的平均值, 是减小误差的一种最简 单的方法,也是较科学的一种方法. (2)图线延长线与纵轴的交点表示的是该运动的初速度,即 0.53 m/s.图象中的速度一时间 图线是一条直线, 且向上倾斜, 故这是匀加速直线运动, 其斜率为其加速度, a=3. 即 50m/s2, 方向与初速度方向相同.

[小结] 本节课我们主要是运用探究式学习的方式用打点计时器来测量小车的速度随时间变化的规 律.重点是对重物牵引下小车的运动进行探究,在探究过程中,涉及到了实验的设计、操作 以及作图象的方法、原则,很好地提高了大家各方面的能力,同时又为后面学习这种匀变速 运动打下了基础. [课外训练]

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1.用打点计时器拉动通过计时器的纸带来分析物体运动速度和加速度的实验中,可以分析 的运动应该是???????????????????( ) A.速度恒为正值,加速度亦为正值的运动 B.速度恒为负值,加速度亦为负值的运动 C. 速度由正值变负值,加速度为负值的运动 D.速度由负值变正值,加速度为正值的运动 2. 如图 2—1—6 所示是采用每秒闪光 10 次拍摄的小球在水平面上运动的频闪照片, 照片中 每两个相邻的小球的影像间隔的时间是 o.1 s,这样便记录了小球运动的时间.而小球运动 的位移则可以用刻度尺测出.试根据图中信息作出小球的 v—t 图象.

作业: [布置作业] 教材第 36 页“问题与练习” . 板书设计: 2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律 进行实验 小车在重物作用下拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打点 处理数据 用平均速度代替瞬时速度的方法得到各计数点的瞬时速度 作图象 描点连线作图后,得到的图象是一条倾斜的直线 教学后记:

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匀变速直线运动的速度与时间的关系 教学目标: 知识与技能 1.知道匀变速直线运动的 v—t 图象特点,理解图象的物理意义. 2.掌握匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动 v—t 图象的特点. 3.理解匀变速直线运动 v—t 图象的物理意义,会根据图象分析解决问题, 4.掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式,能进行有关的计算. 过程与方法 1.培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力. 2.引导学生研究图象、寻找规律得出匀变速直线运动的概念. 3.引导学生用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义. 情感态度与价值观 1.培养学生用物理语言表达物理规律的意识,激发探索与创新欲望. 2.培养学生透过现象看本质、甩不同方法表达同一规律的科学意识. 教学重点、难点: 教学重点 1.理解匀变速直线运动 v—t 图象的物理意义 2.掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用. 教学难点 1.匀变速直线运动 v—t 图象的理解及应用. 2.匀变速直线运动的速度一时间公式的理解及计算. 教学方法: 探究、讲授、讨论、练习 教学手段: 教具准备 多媒体课件 课时安排: 新授课(2 课时) 教学过程: [新课导入] 师: 匀变速直线运动是一种理想化的运动模型. 生活中的许多运动由于受到多种因素的 影响,运动规律往往比较复杂,但我们忽略某些次要因素后,有时也可以把它们看成是匀变 速直线运动.例如:在乎直的高速公路上行驶的汽车,在超车的一段时间内,可以认为它做 匀加速直线运动, 刹车时则做匀减速直线运动, 直到停止. 深受同学们喜爱的滑板车运动中, 运动员站在板上从坡顶笔直滑下时做匀加速直线运动,笔直滑上斜坡时做匀减速直线运动. 我们通过实验探究的方式描绘出了小车的 v—t 图象,它表示小车做什么样的运动呢?小车的 速度随时间怎样变化?我们能否用数学方法得出速度随时间变化的关系式呢? [新课教学] 一、匀变速直线运动 [讨论与交流] 师:请同学们思考速度一时间图象的物理意义. 生: 速度一时间图象是以坐标的形式将各个不同时刻的速度用点在坐标系中表现出来. 它以 图象的形式描述了质点在各个不同时刻的速度. (课件展示)匀速直线运动的 v—t 图象,如图 2—2—1 所示.

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师:请同学们思考讨论课件展示的两个速度一时间图象.在 v—t 图象中能看出哪些信息呢? 思考讨论图象的特点,尝试描述这种直线运动. 学生思考讨论后回答. 师:请大家先考虑左图. 生 1:我们能从速度一时间图象中得出质点在各个不同时刻的速度,包括大小和方向. 生 2:我从左图中能看出这个直线运动的速度不随时间变化,在不同的时刻,速度值都等于 零时刻的速度值.不随时间变化的速度是恒定的,说明质点在做匀速直线运动.速度大小为 10m/s,方向与规定的正方向相同. 师:匀速直线运动是速度保持不变的直线运动,它的加速度呢? 生(众生):零. 师:大家观察右图,与左图有什么不同和相似的地方? 生 3:在这个图中的速度值大小也是 10m/s,但它却是负值,与规定的正方向相反,因为 速度值也保持不变,所以它也是匀速直线运动. 生 4:匀速直线运动的速度一时间图象是一条平行于时间轴的直线. 师:你能断定这两个图象中所表示的运动方向相反吗? 生 5:是的,它们肯定相反,因为一个是正值,与规定的正方向相同,一个是负值,与规定 的正方向相反. 老师及时引导,提示. 师:它们是在同一个坐标系中吗?这样的信息对你确定它们的方向有没有帮助? 生 6:显然不是啊,这有什么用啊? 生 7:有了,有了,两个坐标系中规定的正方向一定是相同的吗?对了,不一定相同,所以 不能断定它们的方向一定相反. 师:是的,在两个不同的坐标系中不能确定它们的方向关系. (课件展示)上节课我们自己实测得到的小车运动的速度一时间图象,如图 2—2—2 所示.

师:请大家尝试描述它的运动情况. 生:图象是一条过原点的倾斜直线,它是初速度为零的加速直线运动. 师:大家尝试取相等的时间间隔,看它们的速度变化量. 学生自己画图操作后回答. 生:在相等的时间间隔内速度的增加量是相同的. 老师课件投影图 2—2—3,进一步加以阐述.

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师:我们发现每过一个相等的时间间隔,速度的增加量是相等的.所以无论Δ t(选在什么区 间,对应的速度 v 的变化量△v 与时间 t 变化量△t 之比Δ x/Δ t 是一样的,即这是一种加速 度不随时间(时间间隔)改变的直线运动. 师:质点沿着一条直线运动,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动.它的速度一时间 图象是一条倾斜的直线. 在匀变速直线运动中, 如果物体的加速度随着时间均匀增大, 这个运动就是匀加速直线 运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动就是匀减速直线运动. (课件展示)展示各种不同的匀变速直线运动的速度一时间图象,让学生说出运动的性质,以 及速度方向、加速度方向.如图 2—2—4 至图 2—2—8 所示.

生 1:图 2—2—4 是初速度为 v0 的匀加速直线运动. 生 2:图 2—2—5 是初速度为 v0 的匀减速直线运动.速度方向为正,加速度方向与规定的 正方向相反,是负的. 生 3:图 2—2—6 是初速度为零的匀加速直线运动,但速度方向与规定的速度方向相反. 生 4: 2—2—?是初速度为 v0 的匀减速直线运动, 图 速度为零后又做反向(负向)匀加速运动。 生 5:图 2—2—8 是初速度为 v0 的负向匀减速直线运动,速度为零后又做反向(正向)匀加速 运动。 教师及时总结和补充学生回答中出现的问题. 师:下面,大家讨论后系统总结我们能从速度一时间图象中得出哪些信息? 生:质点在任一时刻的瞬时速度及任一速度所对应的时刻. 生:比较速度的变化快慢. 生:加速度的大小和方向. [讨论与探究] 下面提供一组课堂讨论题,供参考选择. 1. 如图 2—2—9 中的速度一时间图象中各图线①②③表示的运动情况怎样?图象中图线的交

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点有什么意义?

答案:①表示物体做初速为零的匀加速直线运动; ②表示物体做匀速直线运动; ③表示物体做匀减速直线运动; ④交点的纵坐标表示在 t2 时刻物体具有相等的速度,但不相遇; 2.如图 2—2—10 所示是质点运动的速度图象,试叙述它的运动情况.

答案: 表示质点做能返回的匀变速直线运动, 1 s 内质点做初速度为零的匀加速直线运动, 第 沿正方向运动,速度均匀增大到 4m/s。第 1s 末到第 2s 末,质点以 4m/s 的初速度做匀减 速直线运动,仍沿正方向运动,直至速度减小为零;从第 2s 末,质点沿反方向做匀加速直 线运动,速度均匀增大直至速度达到 4 m/s;从第 3s 末起,质点仍沿反方向运动,以 4m/s 为初速度做匀减速直线运动,至第 4s 末速度减为零,在 2 s 末,质点离出发点 4 m;在第 2 s 末到第 4s 末这段时间内,质点沿反方向做直线运动,直到第 4s 末回到出发点. (说一说) 如图 2—2—13 所示是一个物体运动的 v-t 图象.它的速度怎样变化?请你找出在相等的时间 间隔内,速度的变化量,看看它们是不是总是相等?物体所做的运动是匀加速运动吗?

学生具体操作教师巡回指导,然后由学生讨论后回答. 生:速度是增大的,随着时间的延续速度增大. 生:取相等时间间隔△t,它们的速度变化量△v 明显不相等.我们发现随着时间的延续,速 度的变化量△v 越来越大. 生:根据加速度的定义式 a=△v/△t,可以得出物体的加速度越来越大.

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师:加速度增大,那意味着什么呢? 生:首先说明物体做的不是匀变速运动,由于加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度 越来越大,说明速度增大得越来越快,所以物体是做加速度增大的加速运动. 师: 我们知道在匀变速直线运动的速度一时间关系图象中, 倾斜直线的斜率表示物体运动的 加速度.它能反映物体速度变化的快慢.这里物体在各个不同的瞬时,加速度是不同的.我 们怎样找加速度呢? 生: 我们可以做曲线上某一点的切线, 这一点的切线的斜率就表示物体在这一时刻的瞬时加 速度. 师:对,请大家做几个点的切线,观察有什么变化规律. 学生动手实践操作、讨论后回答. 生:随着时间的延续,这些切线越来越陡,斜率越来越大. [交流与讨论] 1.为什么 v-t 图象只能反映直线运动的规律? 参考答案:因为速度是矢量,既有大小又有方向.物体做直线运动时,只可能有两个速度方 向.规定了一个为正方向时,另一个便为负值,所以可用正、负号描述全部运动方向.当物 体做一般曲线运动时,速度方向各不相同,不可能仅用正、负号表示所有的方向,所以不能 画出 v-t 图象.所以只有直线运动的规律才能用 v-t 图象描述.任何 v-t 图象反映的也一定是 直线运动规律. 2.速度图象的两个应用 (1)图 2—2—14 中给出了 A、B、C 三辆小车的 v-t 图象,不用计算,请你判断小车的加速度 谁大谁小?然后再分别计算三辆小车的加速度,看看结果与判断是否一致. (2)利用速度图象说出物体的运动特征. 分析图 2—2—15 中的(a)和(b)分别表示的是什么运动,初速度是否为零,是加速还是减速? 二、速度与时间的关系式 师:数学知识在物理中的应用很多,除了我们上面采用图象法来研究外,还有公式法也能表 达质点运动的速度与时间的关系. 从运动开始(取时刻 t=0)到时刻 t,时间的变化量就是 t,所以△t=t 一 0. 请同学们写出速度的变化量. 让一位学生到黑板上写,其他同学在练习本上做. 学生的黑板板书:△v=v 一 v0. 因为 a=△v/△t 不变,又△t=t 一 0 所以 a=△v/△t =(v-v0)/△t ,于是解得:v=v0 +at 教师及时评价学生的作答情况,并投影部分在练习本上做的典型情况. 课件投影老师的规范作答. 教师强调本节的重点,说明匀变速直线运动中速度与时间的关系式. 师:在公式 v=v0+at 中,我们讨论一下并说明各物理量的意义,以及应该注意的问题. 生:公式中有起始时刻的初速度,有 t 时刻末的速度,有匀变速运动的加速度,有时间间隔 t 师:注意这里哪些是矢量,讨论一下应该注意哪些问题. 生:公式中有三个矢量,除时间 t 外,都是矢量. 师:物体做直线运动时,矢量的方向性可以在选定正方向后,用正、负来体现.方向与规定 的正方向相同时,矢量取正值,方向与规定的正方向相反时,矢量取负值.一般我们都取物 体的运动方向或是初速度的方向为正. 教师课件投影图 2—2—16.

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师:我给大家在图上形象地标出了初速度,速度的变化量.请大家从图象上来进一步加深对 公式的理解. 生:at 是 0~t 时间内的速度变化量△v,加上基础速度值——初速度 vo,就是 t 时刻的速度 v,即 v=vo+at. 师:类似的,请大家自己画出一个初速度为 v0 的匀减速直线运动的速度图象,从中体会: 在零时刻的速度询的基础上,减去速度的减少量 at,就可得到 t 时刻的速度 v。 学生自己在练习本上画图体会. [例题剖析] 例题 1:汽车以 40km/h 的速度匀速行驶,现以 0.6m/s2 的加速度加速,10s 后速度能达到 多少?加速多长时间后可以达到 80km/h? 例题 2:某汽车在某路面紧急刹车时,加速度的大小是 6 m/s2,如果必须在 2s 内停下来, 汽车的行驶速度最高不能超过多少? 例题 3:一质点从静止开始以 l m/s2 的加速度匀加速运动,经 5 s 后做匀速运动,最后 2 s 的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度是多大?减速运动时的加速度 是多大? [小结] 本节重点学习了对匀变速直线运动的理解和对公式 v=vo+at 的掌握.对于匀变速直线运动 的理解强调以下几点: 1.任意相等的时间内速度的增量相同,这里包括大小方向,而不是速度相等. 2.从速度一时间图象上来理解速度与时间的关系式:v=vo+at,t 时刻的末速度 v 是在初速 度 v0 的基础上,加上速度变化量△v=at 得到. 3.对这个运动中,质点的加速度大小方向不变,但不能说 a 与△v 成正比、与△t 成反比, a 决定于△v 和△t 的比值. 4.a=△v/△t 而不是 a=v/t , a=△v/△t =(vt-v0)/△t 即 v=vo+at,要明确各状态的速度, 不能混淆. 5.公式中 v、vo、a 都是矢量,必须注意其方向. 数学公式能简洁地描述自然规律,图象则能直观地描述自然规律.利用数学公式或图象,可 以用已知量求出未知量.例如,利用匀变速直线运动的速度公式或 v-t 图象,可以求出速度, 时间或加速度等. 用数学公式或图象描述物理规律通常有一定的适用范围, 只能在一定条件下合理外推, 不能 任意外推.例如,讨论加速度 d=2 m/s2 的小车运动时,若将时间 t 推至 2 h,即 7 200s, 这从数学上看没有问题, 但是从物理上看, 则会得出荒唐的结果, 即小车速度达到了 14 400m /s,这显然是不合情理的. 作业: [布置作业] 教材第 39 页“问题与练习” .

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板书设计: §2.2 匀速直线运动的速度和时间的关系 1.匀变速直线运动 沿着一条直线运动,且加速度不变的运动 2.速度一时间图象是一条倾斜的直线 3.速度与时间的关系式 v=vo+at 4.初速度 vo 再加上速度的变化量 at 就得到 t 时刻物体的末速度 教学后记:

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匀变速直线运动的位移与时间的关系 教学目标: 知识与技能 1.知道匀速直线运动的位移与时间的关系. 2.了解位移公式的推导方法,掌握位移公式 x=vot+ at2/2. 3.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用. 4.理解 v-t 图象中图线与 t 轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移. 5.能推导并掌握位移与速度的关系式 v2-v02=2ax. 6.会适当地选用公式对匀变速直线运动的问题进行简单的分析和计算. 过程与方法 1.通过近似推导位移公式的过程,体验微元法的特点和技巧,能把瞬时速度的求法与此 比较. 2.感悟一些数学方法的应用特点. 情感态度与价值观 1.经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系,培养自己动手的能力,增加物 理 情感. 2.体验成功的快乐和方法的意义,增强科学能力的价值观. 教学重点、难点: 教学重点 1.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系 x=vot+ at2/2 及其应用. 2.理解匀变速直线运动的位移与速度的关系 v2-v02=2ax 及其应用. 教学难点 1.v-t 图象中图线与 t 轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移. 2.微元法推导位移时间关系式. 3.匀变速直线运动的位移与时间的关系 x=vot+ at2/2 及其灵活应用. 教学方法: 探究、讲授、讨论、练习 教学手段: 教具准备 坐标纸、铅笔、刻度尺、多媒体课件 课时安排: 新授课(2 课时) 教学过程: [新课导入] 师:匀变速直线运动跟我们生活的关系密切,研究匀变速直线运动很有意义.对于运动 问题, 人们不仅关注物体运动的速度随时间变化的规律, 而且还希望知道物体运动的位移随 时间变化的规律. 我们用我国古代数学家刘徽的思想方法来探究匀变速直线运动的位移与时间的关系. [新课教学] 一、匀速直线运动的位移 师:我们先从最简单的匀速直线运动的位移与时间的关系人手,讨论位移与时间的关 系. 我们取初始时刻质点所在的位置为坐标原点. 则有 t 时刻原点的位置坐标工与质点在 o~ t 一段时间间隔内的位移相同.得出位移公式 x=vt.请大家根据速度一时间图象的意义,

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画出匀速直线运动的速度一时间图象. 学生动手定性画出一质点做匀速直线运动的速度一时间图象. 如图 2—3—1 和 2—3—2 所示.

师:请同学们结合自己所画的图象,求图线与初、末时刻线和时间轴围成的矩形面积. 生:正好是 vt. 师:当速度值为正值和为负值时,它们的位移有什么不同? 生:当速度值为正值时,x=vt>O,图线与时间轴所围成的矩形在时间轴的上方.当速度值 为负值时,x=vt<O,图线与时间轴所围成的矩形在时间轴的下方. 师:位移 x>o 表示位移方向与规定的正方向相同,位移 x<O 表示位移方向与规定的正方向 相反. 师:对于匀变速直线运动,它的位移与它的 v—t 图象,是不是也有类似的关系呢? 二、匀变速直线运动的位移 [思考与讨论] 学生阅读教材第 40 页思考与讨论栏目,老师组织学生讨论这一问题. (课件投影)在“探究小车的运动规律”的测量记录中,某同学得到了小车在 0,1,2,3,4, 5 几个位置的瞬时速度.如下表: 位置编号 时间 t/s 速度 v/(m·s—1) 0 0 0.38 1 0.1 0.63 2 0.2 0.88 3 0.3 1.11 4 0.4 1.38 5 0.5 1.62

师:能否根据表中的数据,用最简便的方法估算实验中小车从位置 0 到位置 5 的位移? 学生讨论后回答. 生: 在估算的前提下, 我们可以用某一时刻的瞬时速度代表它附近的一小段时间内的平均速 度, 当所取的时间间隔越小时, 这一瞬时的速度越能更准确地描述那一段时间内的平均运动 快慢.用这种方法得到的各段的平均速度乘以相应的时间间隔,得到该区段的位移 x=vt, 将这些位移加起来,就得到总位移. 师:当我们在上面的讨论中不是取 0.1s 时,而是取得更小些.比如 0.06s,同样用这个方 法计算,误差会更小些,若取 0.04 s,0.02 s??误差会怎样? 生:误差会更小.所取时间间隔越短,平均速度越能更精确地描述那一瞬时的速度,误差也 就越小. [交流与讨论] (课件投影)请同学们阅读下面的关于刘徽的“割圆术” . 分割和逼近的方法在物理学研究中有着广泛的应用. 早在公元 263 年, 魏晋时的数学家刘徽 首创了 “割圆术” ——圆内正多边形的边数越多, 其周长和面积就越接近圆的周长和面积. 他 著有《九章算术》 ,在书中有很多创见,尤其是用割圆术来计算圆周率的想法,含有极限观 念,是他的一个大创造.他用这种方法计算了圆内接正 192 边形的周长,得到了圆周率的近 似值π =157/50(=3.14);后来又计算了圆内接正 3 072 边形的周长,又得到了圆周率的近 似值π =3 927/1 250(=3.141 6),用正多边形逐渐增加边数的方法来计算圆周率,早在古 希腊的数学家阿基米德首先采用, 但是阿基米德是同时采用内接和外切两种计算, 而刘徽只

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用内接,因而较阿基米德的方法简便得多.

学生讨论刘徽的“割圆术”和他的圆周率,体会里面的“微分”思想方法. 生:刘徽采用了无限分割逐渐逼近的思想.圆内一正多边形边数越多,周长和面积就越接近 圆的周长和面积. 让学生动手用剪刀剪圆,体会分割和积累的思想.具体操作是:用剪刀剪一大口,剪口是一 条直线;如用剪刀不断地剪许多小口,这许多小口的积累可以变成一条曲线. 师:下面我们采用这种思想方法研究匀加速直线运动的速度一时间图象. (课件展示)一物体做匀变速直线运动的速度一时间图象,如图 2—3—4 中甲所示.

师:请同学们思考这个物体的速度一时间图象,用自己的语言来描述该物体的运动情况. 生:该物体做初速度为 v0 的匀加速直线运动. 师:我们模仿刘徽的“割圆术”做法,来“分割”图象中图线与初、末时刻线和时间轴图线 所围成的面积.请大家讨论. 将学生分组后各个进行“分割”操作. A 组生 1:我们先把物体的运动分成 5 个小段,例如 t/5 算一个小段,在 v—t 图象中,每小 段起始时刻物体的瞬时速度由相应的纵坐标表示(如图乙). A 组生 2:我们以每小段起始时刻的速度乘以时间 t/5 近似地当作各小段中物体的位移,各 位移可以用一个又窄又高的小矩形的面积代表. 个小矩形的面积之和近似地代表物体在整 5 个过程中的位移. B 组生:我们是把物体的运动分成了 10 个小段. 师: 请大家对比不同组所做的分割, 当它们分成的小段数目越长条矩形与倾斜直线间所夹的 小三角形面积越小.这说明什么? 生:就像刘徽的“割圆术” ,我们分割的小矩形数目越多,小矩形的面积总和越接近于倾斜 直线下所围成的梯形的面积. 师:当然,我们上面的做法是粗糙的.为了精确一些,可以把运动过程划分为更多的小段, 如图丙,用所有这些小段的位移之和,近似代表物体在整个过程中的位移.从 v—t 图象上 看,就是用更多的但更窄的小矩形的面积之和代表物体的位移. 可以想象,如果把整个运动过程划分得非常非常细,很多很多小矩形的面积之和,就能准确 地代表物体的位移了.这时, “很多很多”小矩形顶端的“锯齿形”就看不出来了,这些小 矩形合在一起组成了一个梯形 OABC,梯形 OABC 的面积就代表做匀变速直线运动物体在 0(此时速度是 v0)到 t(此时速度是 v)这段时间内的位移. 教师引导学生分析求解梯形的面积,指导学生怎样求梯形的面积. 生:在图丁中,v—t 图象中直线下面的梯形 OABC 的面积是

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S=(OC+AB)XOA/2 把面积及各条线段换成所代表的物理量,上式变成 x=(Vo+V)t/2 把前面已经学过的速度公式 v=v0+at 代人,得到 x=vot+at2/2 这就是表示匀变速直线运动的位移与时间关系的公式。 师: 这个位移公式虽然是在匀加速直线运动的情景下导出的, 但也同样适用于匀减速直线运 动。 师:在公式 x=vot+at2/2 中,我们讨论一下并说明各物理量的意义,以及应该注意的问题。 生:公式中有起始时刻的初速度 vo,有 t 时刻末的俊置 x(t 时间间隔内的位移),有匀变速运 动的加速度 a,有时间间隔 t 师:注意这里哪些是矢量,讨论一下应该注意哪些问题. 生:公式中有三个矢量,除时间 t 外,都是矢量. 师:物体做直线运动时,矢量的方向性可以在选定正方向后,用正、负来体现.方向与规定 的正方向相同时,矢量取正值,方向与规定的负方向相反时,矢量取负值.一般我们都选物 体的运动方向或是初速度的方向为正. 师:在匀减速直线运动中,如刹车问题中,尤其要注意加速度的 方向与运动相反. 教师课件投影图 2—3—5. 师:我们在本节课的开始发现匀速直线运动的速度一时间图象中 图线与坐标轴所围成的面积能反映位移。下面我们也看一下匀变 速直线运动的速度一时间图象是否也能反映这个问题. 师:我给大家在图上形象地标出了初速度、速度的变化量, 请大家从图象上用画斜线部分的面积表示位移来进一步加深对 公式的理解.请大家讨论后对此加以说明. 学生讨论. 生:at(是 o~t 时间内的速度变化量△v,就是图上画右斜线部分的三角形的高,而该三角形 的底恰好是时间间隔 t,所以该三角形的面积正好等于 1/2·at· t=at2/2。该三角形下画左 斜线部分的矩形的宽正好是初速度 vo, 而长就是时间间隔 t, 所以该矩形的面积等于 v0t. 于 是这个三角形和矩形的“面积”之和,就等于这段时间间隔 t 内的位移(或 t 时刻的位置).即 x=vot+at2/2. 师:类似的,请大家自己画出一个初速度为 vo 的匀减速直线运动的速度图象,从中体会: 图象与时间轴所围成的梯形 “面积” 可看作长方形 “面积” 与三角形 v0t “面积” at· t=at2/2 1/2· 之差. [课堂探究] 一质点以一定初速度沿竖直方向抛出, 得到它的速度一时间图象如图 2—3—6 所示. 试求出 它在前 2 s 内的位移,后 2 s 内的位移,前 4s 内的位移.

参考答案:前 2s 内物体的位移为 5 m,前 4s 内的位移为零. 解析: 由速度一时间图象可以用图线所围成的面积求物体的位移. 2s 内物体的位移为 5 m, 前

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大小等于物体在前 2 s 内图线所围成的三角形的面积.前 4s 内的位移为前 2s 内的三角形的 面积与后 2 s 内的三角形的面积之“和” ,但要注意当三角形在时间轴下方时,所表示的位 移为负.所以这 4s 内的位移为两个三角形的面积之差,由两个三角形的面积相等,所以其总 位移为零. 教师总结对此类型的试题进行点评. (课件投影) 特例:如图 2—3—7 所示,初速度为负值的匀减速直线运动,位移由两部分组成:t1 时刻之 前位移 x1 为负值; 时刻之后位移 x2 为正值; t2 故在 0~t2 时间内总位移 x=|x2|一|x1|

若 x>0,说明这段时间内物体的位移为正; 若 x<0,说明这段时间内物体的位移为负. (课堂训练) 一质点沿一直线运动,t=o 时,位于坐标原点,图 2—3—8 为质点做直线运动的速度一时 间图象.由图可知:

(1)该质点的位移随时间变化的关系式是:x= . (2)在时刻 t= s 时,质点距坐标原点最远. (3)从 t=0 到 t=20 s 内质点的位移是 ;通过的路程是 ; 参考答案:(1)一 4t+0.2t2 (2)10 (3)0 40 m 解析:由图象可知 v0=一 4m/s,斜率为 0.4,则 x=vot+at2/2=一 4t+0.2t2,物体 10s 前 沿负方向运动,10s 后返回,所以 10s 时距原点最远.20s 时返回原点,位移为 0,路程为 40m, [实践与拓展] 位移与时间的关系式为 x=vot+at2/2,我们已经用图象表示了速度与时间的关系.那么,我 们能不能用图象表示位移与时间的关系呢?位移与时间的关系也可以用图象来表示,怎样表 示,请大家讨论,并亲自实践,做一做. 同理可以由 x=一 4t+0.2t2 ,得出 v0=一 4m/s,a=0.4 师:描述位移随时间变化关系的图象,叫做位移一时间图象、x—t 图象.用初中学过的数学 知识,如一次函数、二次函数等,画出匀变速直线运动 x=vot+at2/2 的位移一时间图象的草 图. 学生画出后,选择典型的例子投影讨论.如图 2—3—9 所示.

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生:我们研究的是直线运动,为什么画出来的位移一时间图象不是直线呢? 师:位移图象反映的是位移随时间变化的规律,可以根据物体在不同时刻的位移在 x—t 坐 标系中描点作出.直线运动是根据运动轨迹来命名的.而 x—t 图象中的图线不是运动轨迹, 因此 x—t 图象中图线是不是直线与直线运动的轨迹没有任何直接关系. [例题剖析] (出示例题)一辆汽车以 1 m/s2 的加速度行驶了 12s,驶过了 180m.汽车开始加速时的速度 是多少? 让学生审题,弄清题意后用自己的语言将题目所给的物理情景描述出来. 生:题目描述一辆汽车的加速运动情况,加速度是 lm/s2,加速行驶的时间是 12s.问开始 加速时的速度. 师:请大家明确列出已知量、待求量,画物理过程示意图,确定研究的对象和研究的过程. 学生自己画过程示意图,并把已知待求量在图上标出. [课堂训练] 1、 在平直公路上,一汽车的速度为 15m/s,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以 2 m/s2 的加速度运动,问刹车后 10s 末车离开始刹车点多远? 提示:7.5s 后停下,故位移是 56.25m,不能带入 10s 做题。 2、 骑自行车的人以 5m/s 的初速度匀减速上一个斜坡, 加速度的大小为 0.4m/s2, 斜坡长 30m, 骑自行车的人通过斜坡需要多少时间? 提示:减速运动加速度是负值,解得 t=10s 或 15s,讨论得出 15s 不合题意。 3、以 10m/s 的速度匀速行驶的汽车刹车后做匀减速运动。若汽车刹车后第 2s 内的位移为 6.25m(刹车时间超过 2s) ,则刹车后 6s 内汽车的位移是多大? 提示:第二秒内位移=x2-x1=6.25m,由此求得 a,再求 6s 内汽车的位移是 20m 4、以 10m/s 的速度行驶的汽车关闭油门后后做匀减速运动,经过 6s 停下来,求汽车刹车后 的位移大小。 提示:30m [阅读] 梅尔敦定理与平均速度公式 1280 年到 1340 年期间,英国牛津的梅尔敦学院的数学家曾仔细研究了随时间变化的各种 量.他们发现了一个重要的结论,这一结论后来被人们称为“梅尔敦定理” .将这一实事求 是应用于匀加速直线运动,并用我们现在的语言来表述,就是:如果一个物体的速度是均匀 增大的, 那么, 它在某段时间里的平均速度就等于初速度和末速度之和的一半, v 平=v-v0. 即: 以下提供几个课堂讨论与交流的例子,仅供参考. [讨论与交流] 1.火车沿平直铁轨匀加速前进,通过某一路标时的速度为 l0.8 km/h,1 min 后变成 54km /h,再经一段时间,火车的速度达到 64.8 km/h.求所述过程中,火车的位移是多少?

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2.一辆汽车以 1m/s2 的加速度做匀减速直线运动,经过 6 s(汽车未停下)汽车行驶了 102m.汽车开始减速时的速度是多少?

3.从车站开出的汽车,做匀加速直线运动,走了 12 s 时,发现还有乘客没上来,于是立即 做匀减速运动至停车.汽车从开出到停止总共历时 20s,行进了 50m.求汽车的最大速度.

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二、匀变速直线运动的位移与速度的关系 [讨论与交流] 展示问题:射击时,火药在枪简内燃烧.燃气膨胀,推动弹头加速运动.我们把子弹在枪筒 中的运动看作匀加速直线运动,假设子弹的加速度是 a=5Xl05m/s2,枪筒长;x=0.64m,请 计算射出枪口时的速度. 让学生讨论后回答解题思路.

师:通过大家的讨论和推导可以看出,如果问题的已知量和未知量都不涉及时间,利用位移 一速度的关系 v2-v02=2ax 可以很方便地求解. [例题剖析] 1. (出示例题)一艘快艇以 2 m/s2 的加速度在海面上做匀加速直线运动,快艇的初速度 是 6m/s.求这艘快艇在 8s 末的速度和 8s 内经过的位移. 师:(1)物体做什么运动? (2)哪些量已知,要求什么量?作出运动过程示意图. (3)选用什么公式进行求解? 生 1c 由题意可知,快艇做匀加速直线运动.

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生 2:已知;v0=6m/s,a=2m/s2,t=8 s 求:vt、x 生 3:直接选用速度公式 v=v0 +at 和位移公式 x=vot+at2/2 求解。 师:我们知道,位移、速度、加速度这三个物理量都是矢量,有大小也有方向.在使用 速度公式和位移公式进行解题时必须先选取一个正方向,再根据正方向决定这些量的正负. 师:根据刚才的分析写出求解过程. 生:解:选取初速度方向为正方向.因快艇做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律

2、一辆载满乘客的客机由于某种原因紧急着陆,着陆时的加速度大小为 6m/s2,着陆前的 速度为 60m/s,问飞机着陆后 12s 内滑行的距离为多大?(300m) 3、一辆沿平直公路行驶的汽车,经过路口时,其速度为 36km/h,经过路口后以 2m/s2 的加 速度加速行驶,求: (1)加速 3s 后的速度和距路口的位移 (2)从开始加速到达该路所限制的最高时速 72km/h 时,距路口的位移。 (1)16m/s 39m (2)75m 小结 一、匀速直线运动的位移 1、匀速直线运动,物体的位移对应着 v-t 图像中的一块矩形的面积。 2、公式:x = v t 二、匀变速直线运动的位移与时间的关系 1、 匀变速直线运动,物体的位移对应着 v- t 图像 中图线与时间轴之间包围的梯形面积。 2、公式 x=vot+at2/2 3、推论 v2-v02 = 2 a s 4、平均速度公式 v 平=(v0+v)/2 作业: 教材 44 页 1-4 板书设计: §2.3 匀速直线运动的位移与时间的关系 一、匀速直线运动的位移 1、匀速直线运动,物体的位移对应着 v-t 图像中的一块矩形的面积。 2、公式:x = v t 二、匀变速直线运动的位移与时间的关系 1、 匀变速直线运动,物体的位移对应着 v- t 图像 中图线与时间轴之间包围的梯形面积。

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2、公式 x=vot+at2/2 3、推论 v2-v02 = 2 a s 4、平均速度公式 v 平=(v0+v)/2 教学后记:

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自由落体运动 教学目标: 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在理想条 件下的运动,知道它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,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 解决实际问题. 5.初步了解探索自然规律的科学方法.培养学生的观察、概括能力. 过程与方法 由学生自主进行实验探究, 采用实验室的基本实验仪器——打点计时器, 记录下运动的 信息, 定量地测定重物自由下落的加速度, 探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究 方法. 1.培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力. 2.引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法. 3.引导学生学会分析数据,归纳总结自由落体的加速度 g 随纬度变化的规律。 4. 教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究计划的机会.根据学生的实际能力去引 导学生进行观察、思考、讨论和交流. 情感态度与价值观 1.调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述能力。 2. 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. 3.培养学生的团结合作精神和协作意识,敢于提出与别人不同的见解。 教学重点、难点: 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. 2.照相机曝光时间的估算. 教学方法: 探究、讲授、讨论、练习 教学手段: 教具准备 多媒体课件、牛顿管、硬币、天平、小纸片、打点计时器、刻度尺、铁架台、纸带,重 物(两个质量不同)等. 课时安排: 新授课(2 课时) 教学过程: [新课导入] 师:两个轻重不同的小球同时落地的声音,是那样地清脆美妙!它使人们清醒地认识到, 轻重不是下落快慢的原因;它动摇了 2000 多年来统治着人们头脑的旧观念,开创了实验和 科学推理之先河,将近代物理学以至今代科学推上了历史的舞台.当树叶从树上飘落下来,

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雨滴从屋檐上落下来的时候,你们想过这种运动吗?物体下落的过程有没有一定的规律可循 呢? 今天我们将一起探究这种运动——“探究自由落体运动” . [新课教学] 一、自由落体运动 在现实生活中,不同物体的落体运动,下落快慢在不少情况下是不同的.从苹果树上落 下的苹果和飘下的树叶能一起同时下落吗? 提出问题: 1.重的物体一定下落得快吗? 2.你能否证明自己的观点? (实验探究) 猜想: 物体下落过程的运动情况与哪些因素有关, 质量大的物体下落的速度比质量小的 快吗? (实验): 取两枚相同的硬币和两张与硬币表面面积相同的纸片, 把其中一张纸片揉成纸团, 在下 述几种情况下,都让它们从同一高度自由下落,观察下落快慢情况。 ①从同一高度同时释放一枚硬币和一个与硬币面积相同的纸片, 可以看到硬币比纸片下 落得快,说明质量大的下落得快. ②两张完全相同的纸片, 将其中一张卷紧后从同一高度同时释放, 观察到卷紧的纸团比 纸片下落得快,说明质量相同时体积小的下落得快. ③将一枚硬币与已经粘贴了纸片的硬币从同一高度同时释放. 观察到一样快, 说明体积 相同质量不同时下落一样快. ④一块面积较大的硬纸板、一个小软木塞,分别放到已调平的托盘天平的两个盘中,可 以看出纸板比软木塞重,从同一高度同时释放它们,软木塞比纸板下落得快.说明在特定的 条件下,质量小的下落得会比质量大的还快. 结论:物体下落过程的运动情况与物体质量无关. (实验演示) “牛顿管”的实验 将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中, 让它们同时下落, 观察到的现象是金属片下落 得快,羽毛下落得慢.将羽毛和金属片放人抽去空气的玻璃管中,让它们同时下落,观察到 的现象是金属片和羽毛下落的快慢相同. 做牛顿管对比实验要注意: ①抽气达到一定的真空度时,应先关闭钱毛管阀门,然后再停止泵的运转. ②先让学生观察羽毛、 软木塞或金属片在已抽真空的牛顿管中同时下落, 它们几乎同时 落到管底. ③打开进气阀,让学生注意听到进气的声音,看羽毛被气流吹起的现象,再让学生观察 羽毛、软木塞或金屑在有空气的牛顿管中同时下落,它们的下落快慢差别很大. ④实验时,勿使金属片压在羽毛上,以免不抽气时出现同时下落的现象. 结论:影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用,没有空气阻力时,只在重力作用下轻重 不同的物体下落快慢相同. [课堂训练] 图 2—4—l 所示是课题研究小组进行自由落体运动实验时, 用频闪连续拍照的方法获得 的两张照片 A 和 B,任选其中的一张,回答下列几个问题:

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(1)我选图 (2)我从图中观察到的现象是: (3)请对你所观察到的现象进行解释

; . .

参考解答 1: (1)图 A (2)质量相等的纸片和纸团同时释放,纸片比纸团下落得慢. (3)如图 2—4—2,质量相等的纸片和纸团,它们的重力相等.由于空气的阻力对纸片的影、 响较大,不能忽略,所以纸片下落加速度较小.如果把纸片揉成纸团,空气阻力对纸团的影 响较小, 纸团下落加速度较大, 所以质量相等的纸片和纸团同时放手, 纸片比纸团下落得慢. 参考解答 2: (1)图 B (2)体积相等的铅球和木球同时释放,几乎是同时落地的. (3)如图 2—4—3,阻力对它们的影响很小,几乎可以忽略,虽然 G 铅大于 G 木,但是由于 m 铅也大于 m 木,即铅球的惯性比木球大,所以它们获得了相同的加速度 g.对于同种材 料的大、小二球,情况也是如此,它们也有相同的加速度 g,所以体积相等的铅球和木球几 乎是同时落地的. 师:阅读课本并回答:(1)什么叫自由落体运动?(2)自由落体运动的特点是怎样的? 生:物体 仅在重力作用下,从静止开始下落的运动,叫自由落体运动.特点是:(1)初速度为零;(2) 只受重力作用,没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计. 师:在地球表面附近从高处下落的物体,事实上都受到空气阻力的作用,因此,严格地说, 实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动. 但若物体在下落过程中所受空气阻力远 小于重力,则物体的下落也可看作自由落体运动.例如,对于实心金属球、石块等,在它们 运动速度不大的情况下,可以忽略空气阻力的影响,把它们的自由下落看成自由落体运动, 若它们从非常高的地方自由下落,当它们的速度增大到一定程度,空气阻力不能忽略,它们 运动的全过程就不能看成自由落体运动. 而对于另外一些物体如一团棉花或纸片从空中静止 下落时,与重力相比,空气阻力的影响太大不能忽略,它们的运动就不能看作自由落体运动 处理. [阅读]
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师:请同学们阅读下面的小资料,体会空气阻力的影响. (课件投影)气体和液体都具有流动性,统称为流体,物体在流体中运动时,要受到流体的阻 力,阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反.汽车、火车、飞机等交通工具在空气中 运动,要受到空气的阻力.快速骑自行车,我们就会感到空气的阻力,轮船、潜艇在水面或 水下航行,要受到水的阻力.鱼在水中游动、人在水中游泳,都要受到水的阻力.流体的阻 力跟物体相对于流体的速度有关, 速度越大, 阻力越大. 雨滴在空气中下落, 速度越来越大, 所受空气阻力也越来越大.当阻力增大与雨滴所受重力相等时,二力平衡,雨滴开始匀速下 落.流体的阻力跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大.跳伞运动员在空气中张 开降落伞,凭借着降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力,可以比较缓慢地降落.航天 飞机着陆后,在飞机后面张开一面类似降落伞的装置,加大阻力,以便较快地停下来.流体 的阻力还跟物体的形状有关系, 头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小, 这种形状通常叫做流 线型.鱼的形状就是流线型的.为了减小阻力,小轿车、赛车、飞机、潜艇以及轮船的水下 部分,外形都采用流线型设计. 一般来说,空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力要小.气垫船靠船下喷出的气体,悬浮在 水面上航行,阻力减小,速度很大.磁悬浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上行驶,速度可 高达 500 km/h. [实验探究] 按照教材第 45 页的图 2.4—1 装置做实验,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. 说明:落体运动物体的位置往往变化得比较快,凭目测难以观察和记录,用打点计时器或 频闪照相就可以记录下运动物体每隔相等时间所在的位置(运动信息), 这样得到的纸带(或照 片)可以用来对运动过程进行分析.教材中用打点计时器较好地将重物下落过程记录下来, 这样做既简便易行,又拓宽了对基本仪器的应用,但实验的准确度较难把握.因此在实验中 要注意: ①按教材图示和实验要求连接好线路,并用手托重物将纸带拉到最上端; ②打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上,以减少摩擦阻力; ③应选用质量和密度较大的重物,增大重力可使阻力的影响相对减小,增大密度可以减小 体积,可使空气阻力减小; ④先接通电路再放开纸带; ⑤手捏纸带松手之前,不要晃动,保证打出的第一个点清晰. ⑥重复上述步骤多次,直到选取只有打出的第一点与第二点之间间隔约为 2 mm 的纸带才 是有效的;(学生的疑问暂且不要解释) ⑦教师一定要提醒学生思考讨论, 影响实验准确度的因素有哪些?并给予具体引导,注意培 养实事求是的科学态度; ⑧要求学生保存好记录了自由落体运动信息的纸带,为下节课研究运动规律作准备. 师:完成实验后,分析纸带上记录的运动信息,请思考下列问题: (1)自由落体运动的轨迹是怎样的? (2)重物做自由落体运动的过程中,其速度有没有发生变化? (3)有的同学从实验结果中得出 xCCt2,有的同学得出工 x‘,你的结论又如何呢? (4)相邻、相等时间间隔的位移之差有怎样的关系? (5)影响实验精确程度的因素有哪些? 参考:分析纸带可获取信息: (1)自由落体运动的轨迹是一条直线,速度方向不变; (2)连续相同时间内的位移越来越大,说明速度越来越大,即速度大小改变,具有加速度;

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(3)位移 x 与时间 t 的平方成正比; (4)相邻、相等时间间隔的位移之差相等; (5)影响实验精确度的因素主要是阻力. 用打点计时器研究自由落体运动,计算其加速度,换用不同质量的重物看纸带上点子间隔 有什么不同,总结得出结论. 教师点评:将两条纸带对比,只要两条纸带上的点子间隔相同就说明它们的加速度是相同 的. 学生运用自己所学知识计算重力加速度,通过比较得出结论. 实验探究结果:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,加速度大约是 9.8m/s2. (课堂训练) 意大利的城市比萨有座著名的塔,建于 1173 年,塔高 55.4m,由于塔基问题,塔身发生倾 斜,这正是理想的落体实验场所.传说,经典力学与实验物理学的先驱者伽利略为了证明他 的论断,曾于 1590 年的某天邀请了许多支持者和反对者到斜塔旁观看他的实验.只见伽利 略一步一步登上塔顶,一手拿着一只 1 磅重的小球,另一手拿着一只 10 磅重的大球,在提 醒观众注意后一松手,两只球同时开始笔直下落.伽利略令人信服地胜利了. 这段描述今天已无从落实是否真实地发生过, 然而比萨博物馆至今还展览着据说是当年伽利 略用来做实验的木球,比萨斜塔也由于这个传说而更加闻名于天下了. (1)请同学们补充上述实验的结果——两个各重 l 磅与 10 磅的球落地的先后情况是怎样的? (2)这个实验证明了什么结论? 参考结果:(1)同时落地 (2)物体下落过程的运动情况与物体质量无关 二、自由落体加速度 通过算 g 值理解自由落体运动的加速度是一个定值(在同一地点),引导学生学会分析数据, 归纳总结规律. 教师引导学生思考两个问题: 1.自由落体运动的加速度在各个地方相同吗? 2.它的方向如何? 生: 使用不同的物体进行的反复实验表明, 在同一地点, 一切物体自由下落的加速度都相同, 方向总是竖直向下的, 师:这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度.符号:g;方向:竖直向下(与重力 方向一致);大小:与地点有关.一般计算中 g=9.8m/s2,粗略计算中可以取 g=10m/ s2. 让学生看教材第 46 页列表,尝试从表中寻找规律,这一规律是怎样产生的? 学生猜想,但不宜过多解释. 生: 越往北重力加速度越大, 说明重力加速度与地理纬度有关, 纬度越高, 重力加速度越大. 师: 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动, 所以匀变速直线运动的基本公式及其推 论都适用于自由落体运动,只要这些公式中的初速度 v0=0,a 取 g 就可以了.自由落体运 动遵从的规律:v=vo+at 推出:v=gt x=vot+at2/2 推出:x=gt2/2. [讨论与交流] 在现实中,雨滴大约在 1.5km 左右的高空形成并开始下落,计算一下,若该雨滴做自由落 体运动,到达地面时的速度是多大?遇到过这样快速的雨滴吗?据资料显示,落到地面的雨滴 速度一般不超过 8m/s.为什么它们的差别会这么大? 参考:意大利物理学家伽利略得出了物体在只受重力的情况下(即不受阻力)由静止开始的运 动,叫自由落体运动.那么一切物体的下落都一样快,加速度都为 g=9.8 m/s2,在任意

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时刻物体的速度 vt=gt, 在任意时刻物体下落的高度: h=gt2/2. 这样, 可以得出 vt2=2gh. 现 在说说雨滴的下落是否是自由落体吧.首先说说雨滴的形成:由于大量湿空气的上升,随着 高度增加压强逐渐减小,水蒸气出现过饱和,使水蒸气凝结而形成小水滴,大量小水滴聚集 起来形成云.小水滴吸收水汽,形成大水滴,受重力开始下落,又与上升的热水汽形成更大 的水珠,这样形成的水滴的下落是自由落体吗?我们先假设水滴下落是自由落体,并且还假 设云的高度为 2 000m,那么这样的水滴下落到地面的速度有多大?由 vt2=2gh 易计算得到 vt=200m/s 试想水滴以这样大的速度下落到头上会发生什么, 那是可想而知的. 那么水滴下落到地面上 的速度到底有多大?大约为 8m/s 的速度匀速下落.这样的速度已经很大了,如果雨滴的半 径比较大的话,人们必会感到痛.要真是自由落体的话,那还了得吗? 那么水滴在下落时的速度为什么会这么小?原因是水滴在下落时要与它正下方的小水滴(上 升的水汽)相碰并吸收,由于小水滴的阻碍作用,减慢了它下落的速度,水滴下落的速度越 大,这种阻碍作用越强,当水滴的重力与阻碍的力相等时,雨滴就会匀速下落.当雨滴的半 径大到某一程度时,受到气流的影响而会分裂,较大的部分继续下落,而较小的又会随上升 的气流上升, 又起到阻碍大水滴下落的作用, 所以我们看到的雨滴不会太大, 就是这个道理, 而且雨滴速度也不大,落到地面的雨滴速度一般不超过 8m/s. [实验与探究] 下面提供一组探究课题,仅供参考. 1.根据漫画讨论如图 2—4—4 所示:他们采用了什么方法测量洞的深度?请你对该方法进 行评估(指出有何优点与不足).

参考解答: 他们采用的是自由落体运动规律, 通过测量石头下落的时间求位移的方法测量洞 深. 由于 x=1/2gt2,g=10m/s2,t=2s,所以 x=20m 该方法的优点: (1)所使用的仪器设备简单; (2)测量方法方便; (3)g 的取值熟悉; (4)运算简便 ??????????????????? 该方法的不足: (1)测量方法粗略,误差较大; (2)石块下落的初速度不为零,不是真正的自由落体运动; (3)石块下落有空气阻力,会造成一定的误差; (4)未考虑声音传播需要的时间. 2.用滴水法可以测定重力加速度的值.方法是:在自来水龙头下面固定一块挡板 A, 使水一滴一滴断续地滴落到挡板上, 仔细调节水龙头, 使得耳朵刚好听到前一水滴滴在挡板 上的声音的同时,下一水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度 A,再用秒表计

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时,计时方法是: 当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1” , 以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、4??” ,一直数到“n”时,按下秒表按钮停止计 时,读出秒表的示数为 l (1)写出用上述测量计算重力加速度 g 的表达式. (2)为了减小误差,改变 h 的数据,测出多组数据.

[课堂训练] 一位同学进行“用打点计时器测量自由落体的加速度”实验. (1)现有下列器材可供选择:铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点计时器及复写纸、 纸带若干、220V 交流电源、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键.其中不必要的器材 是: ;缺少的器材 是 。 (2)这位同学从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带.把开始打的第一个点标为 A, 随后连续的几个点依次标记为点 B、C、D、E 和 F,测量出各点间的距离,如图 2—4—6 所示.

请你在这位同学工作的基础上,思考求纸带加速度的方法,写出你所依据的公式: (3)根据你的计算公式,设计表格记录需要的数据,计算纸带下落的加速度.(结果保留两位 有效数字) (4)估计你的计算结果的误差有多大?试分析误差的来源及其减小误差的方法.

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参考解答:(1)要根据各校具体使用的仪器作答,例如: 其中不必要的器材是:电火花打点计时器及碳粉纸、220 V 交流电源、低压直流电源、天平、 秒表;缺少的器材是:低压交流电源、毫米刻度尺、重锤. (2)依据的公式:a=△x/T2. (3)数据处理方法不限,要体现取平均值消除误差的思想,表格记录的数据要与所使用的公 式匹配. 平均 X/m △X/m a/(m·s —2) (EF) 0.0173 / / (DE) 0.0134 0.0039 / (CD) 0.0096 0.0038 / (BC) 0.0058 0.0038 / (AB) 0.0019 0.0039 / / 0.00385 9.63

(4)实验结果纸带的加速度 9.63 m/s2 与重力加速度的标准值 9.8m/s2 有偏差,误差大 小为△a=|19.8—9.63| m/s2=0.17m/s2.误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩 擦,可以用增大重锤重力的方法,减少摩擦的影响. [做一做] 1.阅读教材第 46 页“测定反应时间” ,回答下列问题: 问题 1:若测出某同学捏住直尺时,直尺下落的高度为 10cm,那么这位同学的反应时间是 多少? 参考:根据自由落体运动规律 h=gt2/2 可得反应时间 t=0.14s. 问题 2:在上课时,教师用这种方法测量同学们的反应时间,但同学刚把尺子捏住,教师马 上就说出该同学的反应时间,也没见他怎样计算,你知道老师是怎样做的吗? 参考:教师事先算好时间并写在直尺上,这样就可以直接给出学生的反应时间. 2.教师引导学生阅读教材第 47 页“做一做”让学生提出自己解决问题的思路,不必准确解 答,同时强调“估算” . 学生独立思考,并提出解决办法,比较各种不同方法,并讨论其合理性及可行性. 师:由于照相机的曝光时间极短,一般为 1/30 s 或 1/60s,曝光量相差 10%对照片不会有 明显影响,所以相机快门的速度都有比较大的误差, “傻瓜”相机更是这样.故在这样短的 时间内,这种误差允许的范围内,物体运动的速度可以认为是不变的,可以看作匀速运动来 处理.建议学生利用课下时间解出其准确值,比较两种情况下的时间差异. [小结] 这节课我们学习了对自由落体运动概念和规律的认识及理解. 自由落体运动是物体从静止开 始的只受重力作用的匀加速直线运动,加速度为 g,学好本节可更好地认识匀变速直线运动 的规律和特点,是对上节内容的有益补充.要突破此重点内容,一定要把握住一点,即自由 落体运动只是匀变速直线运动的一个特例 vo=o,a=g.我们在以前章节中所掌握的所有匀 变速直线运动的规律及推论, 在自由落体运动中均可使用. 在使用时要注意自由落体运动的 特点,判断是自由落体运动之后方可代人计算. 自由落体运动是一种非常重要的运动形式, 在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落 体运动,研究自由落体运动有着普遍的意义. 为了研究自由落体运动, 我们运用了物理学中的理想化方法, 从最简单、 最基本的情况人手, 抓住影响运动的主要因素, 去掉次要的非本质因素的干扰, 建立了理想化的物理模型——自 由落体运动,并且研究了自由落体的运动规律,理想化是研究物理问题常用的方法之一,在
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后面的学习中我们还要用到. [课外训练] 1.大气层是我们地球生命赖以生存的屏障,每天都有很多小陨石落人地球大气层中,但当 它们进入大气层后, 由于空气的摩擦生热, 绝大部分小陨石还没有到达地面便已经被烧毁. 现 在人类向天空发射的飞行器、卫星等当超过一定使用年限后,也让它们进入大气层烧毁,那 么小陨石等进人大气层后的运动是自由落体运动吗? 2.甲、乙两物体的质量之比为 1:4,不考虑空气的阻力作用,它们在同一高度处同时下落, 则下面说法正确的是??????????????????( ) A. 甲比乙先着地 B.乙比甲先着地 C.甲和乙同时落地 D.甲比乙的加速度大 3.如果从高楼相隔 l s 先后释放两个相同材料制成的小球,假设小球做自由落体运动,则 它们在空中各个时刻???????????????( ) A. 两球的距离始终保持不变 B.两球的距离越来越小 C.两球的距离先越来越小,后越来越大 D.两球的距离越来越大 4.我们在电影或电视中经常可看到这样的惊险场面:一辆汽车从山顶直跌入山谷,为了拍 摄重力为 15 000 N 的汽车从山崖上坠落的情景,电影导演通常用一辆模型汽车代替实际汽 车.设模型汽车与实际汽车的大小比例为 1/25,那么山崖也必须用 1/25 的比例来代替真实 的山崖.设电影每 1min 放映的胶片张数是一定的.为了能把模型汽车坠落的情景放映的恰 似拍摄实景一样,以达到以假乱真的视觉效果,问:在实际拍摄的过程中,电影摄影机第 1 s 拍摄的胶片数应是实景拍摄的几倍? 参考解答 1.解答:因为自由落体运动的条件之一是只受重力作用,而小陨石进入大气层后的运动速 度很大,受空气阻力很大,故不能看作自由落体运动· 2.答案:C 解析:物体自由下落过程中的运动情况与物体的质量无关,加速度相同,故甲、乙两物体同 时开始下落,也同时着地,故 C 正确. 3.答案:D 解析:因物体做自由落体运动,两物体具有相同的加速度,先释放的小球的速度总是比后释 放的小球的速度大,故两球的距离越来越大. 4.答案:5 倍 解析: 可将汽车坠落山崖的运动看作自由落体运动. 即模型汽车坠落和实际汽车坠落的加速 度相同,根据 h=gt2/2 由 h 模=h/25 解得 t 模=t 实/5.为了使模型汽车的坠落效果逼真, 拍摄模型下落的胶片张数应与拍摄实际汽车下落的胶片张数相同,故拍摄模型时每 1s 拍摄 的胶片张数是实景拍摄每 1s 拍摄胶片张数的 5 倍. (三)重点、难点的学习与目标完成过程 我们今天讲匀变速运动的一个实例——自由落体运动. 同学们对“自由落体运动”这个名词并不陌生,但对它的运动规律并不一定清楚,它是一种 很常见的运动· [演示]将金属片由高处释放. [指出]金属片的运动就是自由落体运动. [提问 1)除金属片下落外, 还有哪些运动是自由落体运动?这些运动有什么共同特点?物体往 下落的原因是什么? 1.自由落体运动的

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