第一章

第一節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系

三維目標(biāo)

知識(shí)與技能

1.認(rèn)識(shí)建立質(zhì)點(diǎn)模型的意義和方法能根據(jù)具體情況將物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)，知道它是一種科學(xué)的抽象，知道

科學(xué)抽象是一種普遍的研究方法。

2.理解參考系的選取在物理中的作用，會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選定參考系。

3.認(rèn)識(shí)一維直線坐標(biāo)系，掌握坐標(biāo)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用。

過(guò)程與方法

1.體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用，初步掌握科學(xué)抽象理想化模型的方法。

2.通過(guò)參考系的學(xué)習(xí)，知道從不同角度研究問(wèn)題的方法。

3.體會(huì)用坐標(biāo)方法描述物體位置的優(yōu)越性。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性，培養(yǎng)學(xué)生熱愛H然、勇于探索的精神。

2.滲透抓住主要因素，忽略次要因素的哲學(xué)思想。

3.滲透具體問(wèn)題具體分析的辯證唯物主義思想。

教學(xué)重點(diǎn)

1.理解質(zhì)點(diǎn)概念以及初步建立質(zhì)點(diǎn)要點(diǎn)所采用的抽象思維方法C

2.在研究具體問(wèn)題時(shí),，如何選取參考系。

3.如何用數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)軸與實(shí)際的物理情景結(jié)合起來(lái)建立坐標(biāo)系。

教學(xué)難點(diǎn)

在什么情況下可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)。

課時(shí)安排

1課時(shí)

教學(xué)過(guò)程

導(dǎo)入

我們知道宇宙中的一切物體都在不停地運(yùn)動(dòng)著，機(jī)械運(yùn)動(dòng)是最基本、最普遍的運(yùn)動(dòng)形式，那么什么是

機(jī)械運(yùn)動(dòng)呢？請(qǐng)列舉幾個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的例子。

機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)，指物體與物體間或物體的一部分和另一部分間相對(duì)位置隨時(shí)間發(fā)生改變的過(guò)程。

新課教學(xué)

一、物體和質(zhì)點(diǎn)

問(wèn)題：選擇以上一個(gè)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)（例如鳥的飛行），我們?nèi)绾蚊枋鏊?/p>

引導(dǎo)學(xué)生分析：

1.描述起來(lái)有什么困難？

2.我們能不能把它當(dāng)作一個(gè)點(diǎn)來(lái)處理？

3.在什么條件下可以把物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)來(lái)處理？

小結(jié)

1.只有質(zhì)量，沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。

2.質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，一一種理想化的模型，這種忽略次要因素、突出主要因素（質(zhì)量）的處理方法

是一種非常重要的科學(xué)研究方法。

3.一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì)，而跟自身體積的

大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān)。

4.一個(gè)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)，取決于所研究的問(wèn)題的性質(zhì)，同一個(gè)物體在不同的問(wèn)題中，行的能被看作

質(zhì)點(diǎn)，有的卻不能被看成質(zhì)點(diǎn)。

學(xué)生討論：1。是不是只有很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)？

2.地球的自轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪能否被看作質(zhì)點(diǎn)？

3.物理中的“質(zhì)點(diǎn)”和幾何中的點(diǎn)有什么相同和不同之處？

二、參考系

導(dǎo)入

坐在教室里的同學(xué)看到其他同學(xué)都是靜止的，卻不知道他們都在繞著太陽(yáng)在高速運(yùn)動(dòng)著，這里面蘊(yùn)含

了什么問(wèn)題呢？

學(xué)生活動(dòng)

讓學(xué)生觀察困1.1-3和1.1-4.閱讀圖右文字.回答以下問(wèn)題

1.得出什么結(jié)論？

2.就圖1.1Y能否提出一些問(wèn)題？（例如為什么跳傘者總是在飛機(jī)的正下方）

目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和提取有用知識(shí)的能力。

小結(jié)

1.參考系是參照物的科學(xué)名稱，是假定不動(dòng)的物體。

2.運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)的。

3.參考系的選擇是任意的，般選擇地面或相對(duì)地面靜止的物體。

學(xué)生討論：1。小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走

2.月亮在蓮花般的云朵里穿行

3.坐地日行八萬(wàn)里，巡天遙看一千河

在上述三例中，各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)分別是以什么物體為參考系的。

三、坐標(biāo)系

創(chuàng)設(shè)實(shí)例：從?中到冶浦橋的公交車或劉翔的110m欄。

提出問(wèn)題：怎樣定量（準(zhǔn)確）地描述車或劉翔所在的位置。

教師提示：你的描述必須能反映物體（或人）的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（直線）、運(yùn)動(dòng)方向、各點(diǎn)之間的距離等因素。

學(xué)生討論

教師總結(jié)

I.為了定量描述物體的位置隨時(shí)間的變化規(guī)律，我們可以在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系應(yīng)

該包含原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度。

2.對(duì)于質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)，?般選取質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為坐標(biāo)軸，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，選取

計(jì)時(shí)起點(diǎn)為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)。單位長(zhǎng)度的選定要根據(jù)具體情況。

3.位置的表示方法，例：x=5mo

學(xué)生討論：如果物體在平面上運(yùn)動(dòng)（例如滑冰運(yùn)動(dòng)員），我們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？

小結(jié)

可以建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，此時(shí)可以用（x,y）表示物體的位置。

布置作業(yè)

教材第13頁(yè)問(wèn)題與練習(xí)

教學(xué)后記：

第二節(jié)時(shí)間和位移

三維目標(biāo)

知識(shí)與技能

1.知道時(shí)間和時(shí)刻的區(qū)別和聯(lián)系

2.理解位移的概念，了解路程與位移的區(qū)別。

3.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。

4.能用數(shù)軸或?維直線坐標(biāo)表示時(shí)刻和時(shí)間、位置和位移。

5.知道時(shí)刻與位置、時(shí)間與位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

6.初步了解矢量與標(biāo)量不同的運(yùn)算法則.

過(guò)程與方法

1.通過(guò)具體問(wèn)題引出時(shí)間、時(shí)刻、位移、路程等概念，要使學(xué)生學(xué)會(huì)將抽象問(wèn)題形象化的處理方法。

2.會(huì)用坐標(biāo)表示時(shí)刻與時(shí)間、位置和位移及相關(guān)方向。

3.會(huì)用矢量表示和計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的位移，用標(biāo)量表示路程。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.通過(guò)時(shí)間位移的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生了解生活與物理的關(guān)系，同時(shí)學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維看待事實(shí)。

2.養(yǎng)成良好的思考表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀。

教學(xué)重點(diǎn)

1.時(shí)間和時(shí)刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。

2.位移的概念以及它與路程的區(qū)別。

教學(xué)難點(diǎn)

1.幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)生活中的時(shí)間與時(shí)刻。

2.理解位移的概念，會(huì)用有向線段表示位移。

課時(shí)安排

2課時(shí)

教學(xué)過(guò)程

引入

提問(wèn)一個(gè)也讀生，上學(xué)的時(shí)候是什么時(shí)間離開家的？在路上用了多長(zhǎng)時(shí)間？怎么走的？什么時(shí)間到校

的？

根據(jù)學(xué)生的網(wǎng)答提出，要想清楚地描述物體運(yùn)動(dòng)情況，僅僅用上節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容是不夠的，我們需要

學(xué)習(xí)更多的物理量。

新課教學(xué)

一、時(shí)間和時(shí)間間隔

在一開始學(xué)生的回答中，學(xué)生離家和到校所對(duì)應(yīng)的是時(shí)刻概念，在路上所用的時(shí)間就是時(shí)間間隔，它

等于兩個(gè)時(shí)刻之差。

如果建立一個(gè)表示時(shí)間的一維直線系，則在這個(gè)坐標(biāo)系中，時(shí)刻用點(diǎn)表示，時(shí)間間隔是兩個(gè)時(shí)刻之差,

用線段表示。

學(xué)生討論

如圖所示，物體沿直線從o點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，如果各點(diǎn)之間的時(shí)間間隔都是一秒，則卜.列各說(shuō)法中分別表

示哪一點(diǎn)或線段。

前3s內(nèi)：

第2s內(nèi)：0ABeDE

（第）2s末：t*****-

第3s初：

第二個(gè)2s內(nèi):

1.運(yùn)用平均速度的定義，把變速直線運(yùn)動(dòng)等效成勻速直線運(yùn)動(dòng)處理，從而滲透物理學(xué)的重要研冗方法

等效的方法.

2.培養(yǎng)遷移類推能力

【情意目標(biāo)】

1.通過(guò)解決一些問(wèn)題，而向復(fù)雜問(wèn)題過(guò)渡，使學(xué)生養(yǎng)成一科良好的學(xué)習(xí)方法.

2.通過(guò)師生平等的情感交流，培養(yǎng)學(xué)生的審美情感.

【教學(xué)方法】

1.通過(guò)例題和實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生分析如何辨別快慢.

2.通過(guò)討論來(lái)加深對(duì)概念的理解.

【教學(xué)重點(diǎn)】速度，平均速度，瞬時(shí)速度的概念及區(qū)別.

【教學(xué)難點(diǎn)】

1.怎樣由速度引出平均速度及怎樣由平均速度引出瞬時(shí)速度.

2.瞬時(shí)速度與平均速度之間有什么區(qū)別和聯(lián)系及在運(yùn)動(dòng)中瞬時(shí)速度是怎樣確定的.

采用物理學(xué)中的重要研究方法等效方法（即用已知運(yùn)動(dòng)來(lái)研究未知運(yùn)動(dòng)，用簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)來(lái)研究竟雜運(yùn)

動(dòng)的一種研究方法）來(lái)理解平均速度和瞬時(shí)速度.

【師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)】

1.教師通過(guò)舉例，讓學(xué)生自己歸納比較快慢的兩種形式.

2.通過(guò)實(shí)例的計(jì)算，得口規(guī)律性的結(jié)論，即單位時(shí)間內(nèi)的位移大小.

3.教師講解平均速度和瞬時(shí)速度的意義.

【教學(xué)過(guò)程】

初始位置/m經(jīng)過(guò)時(shí)間/s末了位置

A.自行車沿平直道路行駛020100

B.公共汽車沿平直道路行駛010100

C.火車沿平直軌道行駛500301250

D.飛機(jī)在天空直線飛行500102500

問(wèn)題1:比較A和B誰(shuí)運(yùn)動(dòng)的快，為什么？

問(wèn)題2：比較B和D誰(shuí)運(yùn)動(dòng)的快，為什么？

結(jié)論：比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢，可以有兩種方法:

1）-?種是在位移相同的情況卜.，比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短，時(shí)間短的物體運(yùn)動(dòng)快，時(shí)間長(zhǎng)的物體運(yùn)動(dòng)慢：

2）另一種是在時(shí)間相同的情況下，比較位移的大小，位移大的物體運(yùn)動(dòng)得快，位移小的物體運(yùn)動(dòng)得慢;

問(wèn)題3：比較B和C誰(shuí)運(yùn)動(dòng)的快，為什么？

一.速度

1.定義：位移Ar跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間△/的比值，用V表示.

2.物理意義：速度是表示運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，

Ar

2,定義式：V=-----.

2

3.單位：國(guó)際單位：m/s（或m?s"）

常用單位：km/h（或km?h」）、cm/s（或cm?s'1）.

4.方向：4物體運(yùn)動(dòng)方向相同.

說(shuō)明：速度有大小和方向，是矢量

二.平均速度和瞬時(shí)速度

如果物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間里位移是否都相等？那速度還是否是恒定的？那又如何描述

物體運(yùn)動(dòng)的快慢呢？

問(wèn)題：百米運(yùn)動(dòng)員，10s時(shí)間里跑完100m,那么他Is平均跑多少呢？

問(wèn)答：每秒平均跑10m°

百米運(yùn)動(dòng)員是否是在每秒內(nèi)都跑10m呢？

答：否。

說(shuō)明：對(duì)于百米運(yùn)動(dòng)員，誰(shuí)也說(shuō)不來(lái)他在哪I秒破了10米，有的I秒鐘跑10米多，有的I秒鐘跑不

到10米，但當(dāng)我們只需要粗略了解運(yùn)動(dòng)員在100m內(nèi)的總體快慢，而不關(guān)心其在各時(shí)刻運(yùn)動(dòng)快慢時(shí)，就可

以把它等效于運(yùn)動(dòng)員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時(shí)的速度就稱為平均速度。所以在變速運(yùn)

動(dòng)中就用這平均速度來(lái)粗略表示其快慢程度。

1.平均速度

1）定義：在變速直線運(yùn)動(dòng)中.運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值,叫做這段時(shí)間（或這段位移）的平

均速度，用下表示.

2）說(shuō)明：

a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在I時(shí)間內(nèi)的平均快慢程度。這實(shí)際上是把變速直

線運(yùn)動(dòng)粗略地看成是勻速運(yùn)動(dòng)來(lái)處理.

b.這是物理學(xué)中的重要研究方法一一等效方法，即用已知運(yùn)動(dòng)研究未知運(yùn)動(dòng)，用簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)研究復(fù)雜運(yùn)

動(dòng)的一種研究方法.

問(wèn)題8：百米賽跑運(yùn)動(dòng)員的這個(gè)一=10m/3代表這100米內(nèi)（或10秒內(nèi)）的平均速度，是否是說(shuō)明他在前

V

50米的平均速度或后50米內(nèi)或其他某段的平均速度也一定是10m/S?

c.平均速度只是對(duì)運(yùn)動(dòng)物體在某一段時(shí)間內(nèi)（或某一段位移內(nèi)）而言的，對(duì)同一運(yùn)動(dòng)物體，在大同的

過(guò)程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必須指明“哪段時(shí)間”或“哪段位移”的.

d.平均速度只能粗略地描述一段時(shí)間（或一段位移）內(nèi)的總體快慢，這就是“平均速度”與勻速直線

運(yùn)動(dòng)“速度”的根本區(qū)別.

e.平均速度不是各段運(yùn)動(dòng)速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來(lái)求解。

2.瞬時(shí)速度

（I）定義：運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過(guò)其一時(shí)刻（或某一位置）的速度，叫做此時(shí)刻（或此位置）的瞬時(shí)速度.

<2）意義：反映物體在某一時(shí)刻（或經(jīng)某一位置）時(shí)運(yùn)動(dòng)的快慢，它能精確地描述變速運(yùn)動(dòng)的快慢。平

均速度只能粗略地描述變速運(yùn)動(dòng).

（3）對(duì)瞬時(shí)速度的理解：瞬時(shí)速度是在運(yùn)動(dòng)時(shí)間△/f（）時(shí)的平均速度，即平均速度U=竺在

Ar

時(shí)的極限就是某一時(shí)刻（或某一位置）的瞬時(shí)速度。

（4）瞬時(shí)速度的方向：瞬時(shí)速度是矢量，在直線運(yùn)動(dòng)中，瞬時(shí)速度的方向與物體經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)

方向相同，（若是曲線運(yùn)動(dòng)，膜時(shí)速度的方向是軌跡上物體所在點(diǎn)的切線方向（與軌跡在該點(diǎn)的延伸方向一

致））

三.速率：

1.瞬時(shí)速率

I）定義：瞬時(shí)速度的大小叫瞬時(shí)速率，簡(jiǎn)稱速率。

2）瞬時(shí)速率的測(cè)量：技術(shù)上通常用速度計(jì)來(lái)測(cè)量瞬時(shí)速率。

2.平均速率：

瞬時(shí)速度的大小是瞬時(shí)速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其實(shí)我們初中所學(xué)

的速度也不是沒(méi)有意義的，我們給了他一個(gè)新的名字平均速率。

1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時(shí)間的比值。

2）速率是標(biāo)量。

3）注意：平均速率不是平均速度的大小。

【例題1］一個(gè)做直線運(yùn)動(dòng)的物體，某時(shí)刻速度是10"的，那么這個(gè)物體（）

A.在這一時(shí)刻之前0.15內(nèi)位移一定是\m

B.在這一時(shí)刻之后15內(nèi)位移淀是I0/K

C.在這一時(shí)刻起10.V內(nèi)位移可能是50，〃

D.如果從這一時(shí)刻起開始勻速運(yùn)動(dòng)，那么它繼續(xù)通過(guò)1000〃1路程所需時(shí)間一定是I00.S

【解析】某時(shí)刻速度是10〃小指的是該時(shí)刻的瞬時(shí)速度，不能說(shuō)物體從此時(shí)起以后運(yùn)動(dòng)的快慢情況，以后

做直線運(yùn)動(dòng)或另變速直線運(yùn)動(dòng)，或非勻變速直線運(yùn)動(dòng)均可能。所以選項(xiàng)人、B均錯(cuò)。如果從某時(shí)刻（速度

為10〃心）起質(zhì)點(diǎn)做非勻變速立線運(yùn)動(dòng)，從這一時(shí)刻起以后的10s內(nèi)位移可能為50〃?，所以選項(xiàng)C正確，如

果從這一時(shí)刻起物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么經(jīng)過(guò)1000，〃路程所需時(shí)間1=100$。正確選項(xiàng)是C、。.

【例2】?物體沿直線運(yùn)動(dòng).先以3m/s的速度運(yùn)動(dòng)60m.又以2ni/s的速度繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)60m.物體在整

個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中平均速度是多少？

【解析】根據(jù)平均速度的定義公式1，二9，s為總位移，t為總時(shí)間，等于前一段位移與后一段位移所用

t

時(shí)間之和。

全過(guò)程的位移s=120m

s.60

物體在前一段住移用的時(shí)間為乙=—=——s=20s

V.3

后段位移用的時(shí)間為乙=—=—5=305

-嶺2

整個(gè)過(guò)程的用的總時(shí)間為/=/I+/2=50.V

-sSi+s,120

整個(gè)過(guò)程的平均速度V=—=-------=----m/s=2.4"加

t+t250

*注意：全過(guò)程的平均速度只能由全過(guò)程的總位移與通過(guò)全路程所用的總時(shí)間的比值得出。如果用求速度的

平均值去做-UV——.+v2-2=--3-+---2=2.5〃以這樣得出的結(jié)果是錯(cuò)浜的。可見，平均速度概念與速度的平均

22

值概念是不完全相同的。

【鞏固練習(xí)】

教學(xué)后記:

第四節(jié)實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

三維目標(biāo)

知識(shí)與技能

I.r解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理,理解紙帶中包含的物體運(yùn)動(dòng)的信息（時(shí)間和位移）

2.會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,理解利用紙帶測(cè)量速度的原理并會(huì)測(cè)量瞬時(shí)速度

3.明確速度一時(shí)間圖象的物理意義,描點(diǎn)法畫圖象的方法，并畫出該實(shí)驗(yàn)的速度一時(shí)間圖象

過(guò)程與方法

1.通過(guò)學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)明書，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動(dòng)信息，用數(shù)學(xué)的方法表述出來(lái).培養(yǎng)學(xué)生獲取信息處理信息的能力，體會(huì)處理問(wèn)

題的方法，領(lǐng)悟如何間接測(cè)量一些不能直接測(cè)量的物理量的方法

3.通過(guò)畫速度---時(shí)間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力,體臉數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用

4.體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要，即要?jiǎng)邮郑忠獎(jiǎng)幽X

5.經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物體的運(yùn)動(dòng)

情感態(tài)度價(jià)值觀

I.感受打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的巧妙設(shè)計(jì)思路,體會(huì)物理原理在解決實(shí)際同題中的指導(dǎo)作用，增強(qiáng)將物理知識(shí)應(yīng)用于

實(shí)際生活的意識(shí)

2.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的艱辛與喜悅，并樂(lè)于探索自然界的奧秘

3.體驗(yàn)用圖象方法描述物理現(xiàn)象的樂(lè)趣,培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法處理物理問(wèn)期的意識(shí)

4.培養(yǎng)學(xué)生的交流與合作精神年.將自己的見解與他人交流的愿望,并養(yǎng)成尊重他人的習(xí)慣

教學(xué)重點(diǎn)

I.學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

2.能根據(jù)紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度

3.會(huì)用描點(diǎn)法描繪物體的速度…時(shí)間圖象，并從中獲取物理信息

教學(xué)難點(diǎn)

處理紙帶的方法，用描點(diǎn)法畫圖象的能力

教具準(zhǔn)備

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，紙帶，刻度尺，小車細(xì)線及鉤碼，生標(biāo)紙

課時(shí)安排

2課時(shí)

教學(xué)設(shè)計(jì)

［新課導(dǎo)入］

測(cè)定物體的運(yùn)動(dòng)速度并不是一件容易的事，特別是物體的速度在不斷變化時(shí).為了簡(jiǎn)化我們今天只研究物體

的直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)物體沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其位移在不斷變化.要研究物體的運(yùn)動(dòng)，我們首先要準(zhǔn)確記錄物體的運(yùn)動(dòng)信

息.怎樣記錄呢？

課堂活動(dòng)

請(qǐng)同桌的兩位同學(xué)合作用彩筆和紙帶模擬打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.

思考1.彩筆打出的點(diǎn)能不能準(zhǔn)確記錄紙帶的位置？

2.在打點(diǎn)時(shí)間間隔大致相同的情況下,紙帶拉動(dòng)的快慢對(duì)紙帶上點(diǎn)的間隔有無(wú)影響？

學(xué)生討論：

師總結(jié):彩筆打出的點(diǎn)可以記錄紙帶的位置.但在打點(diǎn)時(shí)間間隔大致相同的情況下，紙帶拉動(dòng)的快慢對(duì)紙帶上

點(diǎn)的間隔有影響（拉的越慢紙帝上點(diǎn)越密，反之就會(huì)越稀疏）考慮到用手打點(diǎn)的時(shí)間間隔不能準(zhǔn)確相等，所以無(wú)

法準(zhǔn)確測(cè)定物體的運(yùn)動(dòng)速度.原因在哪？

生:原因出在用手打點(diǎn)時(shí)的時(shí)間間隔不能嚴(yán)格相等,要是有一臺(tái)打點(diǎn)時(shí)間間隔嚴(yán)格相等的儀器問(wèn)題就可以解

決了.

新課教學(xué)

師:我們今天要介紹的打點(diǎn)計(jì)n,:器就是可以精確記錄時(shí)間間隔和位移的儀器.

一電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

布置學(xué)生閱讀打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)明書:明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu),各部分的名稱，工作原理及使用方法。

師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電的計(jì)時(shí)儀器.工作電壓為4-6V.當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)

器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).通電前把紙帶穿過(guò)限位孔并壓在復(fù)寫紙的下面.通電時(shí)，線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使振動(dòng)片

磁化，振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場(chǎng)中仙手振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵

的作用下，振動(dòng)片將上下振動(dòng)淇振動(dòng)周期與線圈中交流電的周期一致，即為002s.如果紙帶運(yùn)動(dòng)振動(dòng)片一端

的振針就會(huì)在紙帶上打出一系列的點(diǎn).

思考：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用低壓交流電源工作，能不能用直流電源呢為什么？

師總結(jié)：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理是靠交流電的方向改變來(lái)改變電磁鐵的磁極方向,從而使振動(dòng)片上下振

動(dòng)的，旦振動(dòng)片的頻率與交流電的頻率一致.若使用50Hz的交流電打點(diǎn)周期正好是頻率的倒數(shù)為0.02s.若使

用直流電振動(dòng)片將無(wú)法振動(dòng)，7r點(diǎn)計(jì)時(shí)器將打不出點(diǎn)！

布置學(xué)生閱讀打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)明書：明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu),各部分的名稱，工作原理及使用方法.

師總結(jié)：電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用。與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不同的是:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

的工作電壓是220V的交流電.使用時(shí)將電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)就可以了.點(diǎn)火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用

墨粉和電火花打點(diǎn).墨粉盤夾在兩條紙帶之間，當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫電火花，高溫電火花可以使

墨粉汽化在紙帶上.當(dāng)輸入交流電的頻率是50Hz時(shí)，也火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)曙也每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的

兩面可以重復(fù)使用，注意降低實(shí)驗(yàn)成本。

思考1：從原理上講兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器哪中誤差更小，為什么？

學(xué)生討論：

師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用時(shí)阻力較大:阻力包括振針和紙帶間的摩擦以及限位孔和紙帶間的摩擦.而電火

花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在使用過(guò)程中阻力極小,這極小的阻力來(lái)自紙帶運(yùn)動(dòng)的本身而不是打點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的，因而系統(tǒng)誤

差較小.同時(shí)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器操作簡(jiǎn)易,安全可靠.

思考2:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄哪些信息？

生:時(shí)間（時(shí)間間隔）和位移

三練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

學(xué)生自主閱讀教材中的實(shí)驗(yàn)步驟提示:教師指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并引導(dǎo)學(xué)生思考卜列問(wèn)題：

問(wèn)題1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶？

師總結(jié):將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位銷上，推動(dòng)調(diào)節(jié)片可以調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置.將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過(guò)即

限位孔

/

可.

問(wèn)題2.振針打的點(diǎn)不清晰或打不出點(diǎn)可能有哪些情況?怎樣調(diào)節(jié)？

師總結(jié)：1.可能是復(fù)寫紙?jiān)摀Q新的了

2.可能是振動(dòng)片的振動(dòng)幅度太小了，可以調(diào)節(jié)振動(dòng)片的位置

3.可檢查壓紙框的位置是否升高而阻礙了振動(dòng)片使振針打不到紙帶上，可將壓紙框向下調(diào)節(jié)到原來(lái)

的位置

4.可能是振針的位置太高，調(diào)節(jié)振針直到能打出點(diǎn)為止

5.可能是選擇的4—6V的電壓太低，可適當(dāng)調(diào)高電壓，但不得超過(guò)10V

問(wèn)題3.為什么要先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先工作l—2s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的

電源？

師總結(jié)：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打開電源后要經(jīng)過(guò)一個(gè)短暫的時(shí)間才能穩(wěn)定二作，所以應(yīng)先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作

1—2s后才能松手打紙帶.這樣做可以減小誤差

問(wèn)題4.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打完點(diǎn)后要及時(shí)關(guān)閉電源.這樣做有什么好處？

師總結(jié):因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器是按照間歇性工作設(shè)計(jì)的，長(zhǎng)期工作會(huì)導(dǎo)致線圈發(fā)熱而損壞

問(wèn)題5.處理紙帶時(shí)從某個(gè)能看清楚的點(diǎn)開始,往后數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)該怎樣確定？

師總結(jié):每2個(gè)相鄰的點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.02s,n個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為(nJ)倍的0.02s

問(wèn)題6.怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度？

師總結(jié):測(cè)出兩個(gè)點(diǎn)的距離加,數(shù)出兩個(gè)點(diǎn)之間有n段時(shí)間間隔，則AT=().02〃.在用公式

一

V=—即可計(jì)算出平均速度

△t

四用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度

思想方法:用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)粗略的代替這段時(shí)間內(nèi)的某點(diǎn)的瞬時(shí)速度.所取的時(shí)間間隔越接近該

點(diǎn)計(jì)算出的瞬時(shí)速度就越精確.

DEFG

如圖:要計(jì)算E點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以用D-E的平均速度來(lái)替代，也可以用E-F的平均速度來(lái)替代，還可以用

D—F的平均速度來(lái)替代.這三種方法中D—F包含E點(diǎn)且比較靠近E點(diǎn),所以用D-F的平均速度來(lái)替代E

點(diǎn)的瞬時(shí)速度是最精確的！

可以用同樣的方法計(jì)算出圖中各點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入課本24頁(yè)的表2中，從表中列出的點(diǎn)我們可以粗好的了

解紙帶的運(yùn)動(dòng)情況.

五用圖象表示速度

在表2中我們只能粗略得知紙常在有些間斷的點(diǎn)的速度.要想知道泯帶的速度變化規(guī)律我們還要借助于圖象

怎樣用圖象來(lái)表示物體的運(yùn)動(dòng)速度呢？

學(xué)生討論：

師總結(jié):在坐標(biāo)紙上建立直角生標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示物體的運(yùn)動(dòng)速度，用橫坐標(biāo)表示時(shí)間,根據(jù)表2中各人時(shí)刻

的速度，將(v,l)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn)，將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度…時(shí)間圖象(v…I圖象)，簡(jiǎn)稱速度

圖象.

學(xué)生實(shí)際操作：

思考:我們從根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)所描出的點(diǎn)的走向可以大致看出紙帶的速度變化規(guī)律.在把點(diǎn)連成線的時(shí)候

我們是用折線來(lái)連還走用光滑的曲線來(lái)連呢？

學(xué)生討論：

師總結(jié):速度的變化應(yīng)該是比較平滑的，所以，如果用?條平滑的曲線來(lái)“擬合”這些點(diǎn)應(yīng)該更符合實(shí)際情況.

小結(jié)

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是記錄物體在一定時(shí)間間隔內(nèi)位移的儀淵.v—t圖象：

表示做運(yùn)動(dòng)的物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.

板書設(shè)計(jì)

4用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靠電磁感應(yīng)帶動(dòng)振針振動(dòng)通過(guò)復(fù)寫紙打點(diǎn)

電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靠產(chǎn)生的電火花放電蒸發(fā)墨粉打點(diǎn)

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用注意使用方法和領(lǐng)悟注意事項(xiàng)

測(cè)量瞬時(shí)速度用包含某點(diǎn)的i段時(shí)間的平均速度來(lái)起略表示該點(diǎn)的瞬時(shí)速度

速度一時(shí)間圖象以時(shí)間為橫坐標(biāo),速度為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)連線作出的平滑圖象

布置作業(yè)

課本第26—27頁(yè)

教學(xué)后記：

第二章

2.1實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

知識(shí)與技能

1.會(huì)運(yùn)用已學(xué)知識(shí)處理紙帶，求各點(diǎn)瞬時(shí)速度

2.會(huì)用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想

3.巧用v-l圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律

過(guò)程與方法

1.初步學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成某種規(guī)律的探究方法

2.初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測(cè)探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探窕方法

3.認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)化繁為簡(jiǎn)的工具作用，直觀地運(yùn)用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律，驗(yàn)證規(guī)律

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.通過(guò)對(duì)紙帶的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，能使學(xué)生靈活地運(yùn)用科學(xué)方

法來(lái)研究問(wèn)題、解決問(wèn)題、提高創(chuàng)新意識(shí)。

2.在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜測(cè)過(guò)程中，提高學(xué)生合作探究能力。

3.通過(guò)經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探索過(guò)程，體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律探索的方法。

教學(xué)重點(diǎn)

1.圖象法研究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

2.對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的探究。

教學(xué)難點(diǎn)

對(duì)實(shí)驍數(shù)據(jù)的處理規(guī)律的探究。

教具準(zhǔn)備

學(xué)生電源、導(dǎo)線、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、鉤碼、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、帶小鉤的細(xì)線、紙帶、刻度尺、坐

標(biāo)紙、實(shí)物投影儀

課時(shí)安排

2課時(shí)

教學(xué)過(guò)程

（可加一多媒體錄象，教師就不需要介紹了）在我們的生活中有跳遠(yuǎn)助跑、駕車、高山滑雪等運(yùn)動(dòng)，在

自然界中有雨點(diǎn)下落、鴿子飛翔、蝸牛爬行等運(yùn)動(dòng)，在這些運(yùn)動(dòng)中都有速度的變化，且變化規(guī)律不盡相同，

我們?cè)鯓硬拍苤浪俣入S時(shí)間變化的規(guī)律呢？

如何探究一個(gè)物體速度隨時(shí)間變化的規(guī)律？如何知道物體在不同時(shí)刻的速度？用什么儀器測(cè)？

【實(shí)驗(yàn)】

問(wèn)題一：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)如何？

問(wèn)題二：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)小車的速度所需哪些實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟？

〈步驟：（1）把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放（一高一低可否？）在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路。（2）把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，

下邊拄上合適的鉤碼，先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完?條后立即關(guān)閉電溯。）

問(wèn)題三：本實(shí)驗(yàn)特別要注意哪些事項(xiàng)？

1.固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長(zhǎng)木板的中央位置。2.滑輪不能過(guò)高。3.應(yīng)考慮復(fù)寫紙與紙

帶的位置關(guān)系。4.鉤碼數(shù)量不能過(guò)多，長(zhǎng)木板兩端高低相差不能太大。5.小車應(yīng)由緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開

始釋放.在撞擊K木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，防止小車從板上掉下來(lái).6.先接通電源.后讓紙帶運(yùn)動(dòng).

7.打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源。

【處理數(shù)據(jù)】

問(wèn)題四：怎樣分析和選忠紙帶上的點(diǎn)？

開頭過(guò)于密集的點(diǎn)舍掉，紙帶的一段；若紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離較小，可取多個(gè)間隔（可5）為一

個(gè)計(jì)數(shù)間隔時(shí)間（間隔不再是0.02s）（但要看具體情況以活選定）：原則上能取六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜：給選

取的點(diǎn)加標(biāo)記。

問(wèn)題五：如何計(jì)算出所取點(diǎn)的速度？

用求平均速度的方法來(lái)代替（用計(jì)算較準(zhǔn)確的平均速度來(lái)代替），如何代替？（選擇包括該點(diǎn)在內(nèi)的

一段位移（該點(diǎn)最好處在中間時(shí)刻位置）Ax,找出對(duì)應(yīng)的時(shí)間At,用At作為該點(diǎn)的瞬時(shí)速度）；對(duì)

于選取的兩個(gè)端點(diǎn)的速度暫時(shí)不計(jì)算（誤差較大）；測(cè)量各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離應(yīng)考慮估位、單位。

問(wèn)題六：如何處理計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)？

1.列表法。（注意列表要求）

2.圖象法：

①根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建立坐標(biāo)系（讓圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積）。

②描點(diǎn)：觀察和思考點(diǎn)的分布規(guī)律。

③擬合：從點(diǎn)的分布可以有很大把握地說(shuō)這些點(diǎn)應(yīng)該在一條直線上，用直線擬合，讓盡可能多的點(diǎn)處

在直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱地分布在直線兩側(cè)。

思考：

①為什么要用直線擬合？

②若某個(gè)點(diǎn)明顯偏離直線，可能是什么原因及怎樣處理？

③從圖上可以看出小車的速度隨時(shí)間怎樣變化？

問(wèn)題七：如何根據(jù)速度一時(shí)間圖象（v-l圖象）求小車的加速度和初速度？

①取任意兩組數(shù)據(jù)求出dv和At,然后代入Av/At求解。

②在v-l圖象上取一段時(shí)間At（盡量取大一些），找出兩個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值求出Av,代入Av/A

t求

哪一種方法更好？（畫圖時(shí)讓不在立線上的點(diǎn)盡可能等量地分布在立線兩側(cè)，就是為了使偏大或偏小

的誤差盡可能地抵消，所以圖象也是減小誤差的一種手段，也就是說(shuō)應(yīng)該用圖象上的點(diǎn)，而不是用實(shí)驗(yàn)所

得到的數(shù)據(jù)）

紙帶上零時(shí)刻的速度和未速度如何求？（根據(jù)圖象來(lái)求，這樣可以減小誤差）

【計(jì)算機(jī)繪制v-t圖象】

將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在電腦的Excel文件中輸入表格，利用其“圖表向?qū)А睌M合v-i圖象.

教學(xué)后記：

3勻變速直淺運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系

三維目標(biāo)

知識(shí)與技能

1.知道勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系.

2.了解位移公式的推導(dǎo)，掌握位移公式

3.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系及其應(yīng)用.

4.理解速度一時(shí)間圖象中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移一

5.能推導(dǎo)并掌握位移與速度的關(guān)系式

6.會(huì)適當(dāng)?shù)倪x用公式對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析和計(jì)算.

過(guò)程與方法

1.通過(guò)近似推導(dǎo)位移公式的過(guò)程,體驗(yàn)微元法的特點(diǎn)和技巧.能把瞬時(shí)速度的求法與此比較.

2.感悟一些數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用特點(diǎn).

情感態(tài)度與價(jià)值觀

I.經(jīng)歷微元法推導(dǎo)位移公式和公式法推導(dǎo)速度位移關(guān)系，培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力.

2.體驗(yàn)成功的快樂(lè)和方法的意義，增強(qiáng)科學(xué)能力的價(jià)值觀.

教學(xué)重點(diǎn)

1.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系X二%+產(chǎn)及其應(yīng)用

2

2.理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系V2一片二2ar及其應(yīng)用.

教學(xué)難點(diǎn)

2

1.速度一時(shí)間圖象與i軸所夾的面積表示物體在x=v0+-6z/這段時(shí)間內(nèi)的位移.

2

2.微元法推導(dǎo)位移時(shí)間關(guān)系式.

3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系及其靈活運(yùn)用.

教具準(zhǔn)備

坐標(biāo)紙鉛筆刻度尺多媒體課件

課時(shí)安排

2課時(shí)

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

【新課導(dǎo)入】

師:前面我們已經(jīng)學(xué)過(guò)勻速直線運(yùn)動(dòng).知道做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體其位移x,速度乂時(shí)間t三者之間存在著關(guān)系

式X=W.這也是我們計(jì)算勻速直線運(yùn)動(dòng)位移的方法.現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們的感出勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖

象！

生：

師:請(qǐng)同學(xué)們來(lái)計(jì)算一下初末時(shí)刻線與時(shí)間軸圍成

圖形的面積（矩形）

生:正好也是

t/s

師總結(jié):看來(lái)在勻速直線運(yùn)動(dòng)中物體通過(guò)的位移X剛好等于初末時(shí)刻線和時(shí)間軸所圍成矩形的面枳.在日常

牛.活中我們經(jīng)常會(huì)遇到物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的情況，怎樣來(lái)計(jì)算做勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體在一段時(shí)間內(nèi)通

過(guò)的位移呢?它的位移與其速度一時(shí)間圖象是不是存在著類似的關(guān)系呢？

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移

請(qǐng)同學(xué)閱讀課本40頁(yè)的“思考與討論”

位置編號(hào)012345

時(shí)間t/s00.10.20.30.40.5

速度v/(nVs)0.380.630.881.111.381.62

師:怎樣根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)用最簡(jiǎn)單的方法估算出小車從5-5時(shí)的位移.

生:在估算的前提下，可以考慮月各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度來(lái)代替各小段的平均速度然后用

x=0.38x0.1+0.63x0.1+0.88x0.1+l.11x0.1+1.38x0.1

師:怎樣把這種思想反映在速度一時(shí)間圖象上呢?

圖

師:這種用估算的方法得出的位移比小車實(shí)際通過(guò)的

位移是偏大還是偏小?請(qǐng)思考怎樣做才能減小誤差呢？

生:結(jié)果偏小.可以仿照前面定義瞬時(shí)速度的思想通過(guò)

使時(shí)間間隔變小的方法來(lái)減小誤差，比如把時(shí)間從

原來(lái)分成5份變?yōu)榉殖?5份.當(dāng)時(shí)間間隔越小時(shí)，各點(diǎn)

的瞬時(shí)速度就會(huì)越接近各小段的平均速度，因此我們v/m.s

得出的位移就會(huì)越接近小車實(shí)際通過(guò)的位移.

表現(xiàn)在圖上如右：

師總結(jié):當(dāng)然上面的兩次計(jì)算都有誤差,但是思路是

正確的.我們用很多細(xì)高的小矩形的面積和來(lái)代替

小車通過(guò)的位移會(huì)更加精確!可以想象當(dāng)把整個(gè)運(yùn)動(dòng)

過(guò)程劃分為更多很細(xì)高的小矩形求出面積之和就能

更加精確的表示小車的位移了.如果小矩形劃分的非常

非常多，這樣小矩形上方的鋸齒形狀就看不出來(lái)了.v/m.s~i

這時(shí)小矩形就連成一個(gè)梯形.這個(gè)梯形的面積就能/

表示小車通過(guò)的位移了.

注:在此之前梯形的面積是否正以代替小車通過(guò)的I//

位移還只是一個(gè)猜想，但矩形的面積可以代替勻速K

運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)的位移已經(jīng)是事實(shí)了.經(jīng)過(guò)這種II.

0

微元的思想我們是證明了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體t/s

通過(guò)的位移可以用此梯形的面積計(jì)算！

師:如何求出圖中梯形的面積呢？

把各段表示的物理量帶入，上式變?yōu)?/p>

_（%+%+〃，）

X一xt=vt-at2Ai!s

2o°+2

這就是我們通過(guò)推導(dǎo)得出的用來(lái)計(jì)算勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式。

說(shuō)明:其實(shí)牛頓當(dāng)初也是用剛才的思想推導(dǎo)出勻變速宜線運(yùn)動(dòng)的位移公式的.這種思想同學(xué)們也不陌生，初中

時(shí)學(xué)習(xí)的圓周率也是古代數(shù)學(xué)家劉徽用類似的方法求出來(lái)的.

師:筒單介紹劉徽的思想方法.

師生討論：

師：在公式中我們來(lái)討論?下并說(shuō)明式中各物理量的意義以及應(yīng)注意的問(wèn)題？式中有哪些

量是矢量？

學(xué)生討論：

師：當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)初速度為零時(shí)，上式有何變化？

學(xué)生討論：

師：這個(gè)式子是在小車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)得出來(lái)的，那么它是否適合勻減速運(yùn)動(dòng)的情況呢？

學(xué)生討論：

例題：

I.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在沿豎直方向拋出，得到它的速度一時(shí)間圖象如圖：

試求：它在2s內(nèi)的位移和4s內(nèi)的位移。

例1例2

2.一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)位于坐標(biāo)原點(diǎn)

右圖為質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象

由圖可知：

(1)該質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式是

(2)在時(shí)刻t=s時(shí)質(zhì)點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)最近。

(3)從t=0到t=20s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移是通過(guò)的路程是

以上為第一節(jié)課內(nèi)容。

第二節(jié)課

師：復(fù)習(xí)回顧上節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容

師：在小車做勻變速運(yùn)動(dòng)的情況下，我們熊不能考慮求出小車運(yùn)動(dòng)的平均速度進(jìn)而用平均速度求出小

車在時(shí)間t內(nèi)的位移呢？提示：可以畫出小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象，利用到面積相等，

采用割補(bǔ)的方法來(lái)嘗試求小車的平均速度。

生：求解過(guò)程：

rVt=片J+—a/?(面枳相等)

2

k

v=v04-at

-V+V

解得nn-

2

同時(shí)從圖上還可以看出

一1

□=%+”

即u等于o-t時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。

師總結(jié)：在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，

?段時(shí)間內(nèi)的平均速度筆于這段時(shí)間

內(nèi)的初速度與末速度的之和的一半，

還等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。

例題：

一個(gè)質(zhì)點(diǎn)從靜止開始向前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。加速度為a。從開始運(yùn)動(dòng)每隔時(shí)間T在同一底片上拍一

張照片。

求：（1）0—T,T—2T,2T—3T,3T-4T各段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移。

（2）求每段時(shí)間間隔T內(nèi)位移的增加量。

生：求解過(guò)程：

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系

師：我們?cè)賮?lái)看一個(gè)例題：射擊時(shí)，火藥在槍筒中燃燒。燃?xì)馀蛎浲苿?dòng)彈頭加速運(yùn)動(dòng)。

我們把子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)看作是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，假設(shè)子彈的加速度是4=5x1（/〃〃/松筒長(zhǎng)

X=0.64/7?,計(jì)算子坤射出槍口時(shí)的速度。

12

生：求解過(guò)程：子彈的初速度為0,所以位移時(shí)間公式變?yōu)楣ざ弧V可先求出時(shí)間t,然后根據(jù)

2

v=at既可求出子彈離開槍口時(shí)的速度vo

解：由位移公式工=一1〃2/解得，二

2

=42ax

由u=&=

所以v=(lax=V2X5X105x0.64m/5=8()0m/s

師：但仔細(xì)分析會(huì)發(fā)現(xiàn)此題中時(shí)間t只是一個(gè)中間量，可不可以通過(guò)速度公式v=vQ+at

1,

和位移公式/廠消掉時(shí)間i從而直接找出位移與速度之間的關(guān)系呢？

生：推導(dǎo)=v0+at

L12

x=v0J+-2at

消去i后解得F一說(shuō)=2ax

師：上式的特點(diǎn)是不涉及時(shí)間t.而只反映了位移.速度和加速度三者之間的依賴關(guān)系.因此如具在所

解的問(wèn)題中的已知量和待求量中都不涉及時(shí)間I,我們就可以利用位移一速度關(guān)系式F一片=2ax直

接進(jìn)行求解，而且較方便！

例題

一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在以8nVs的初速度上拋的過(guò)程中做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為10〃z/s2,求小球上升的最大

高度。

學(xué)生討論：

小結(jié)：通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，掌握了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)基本公式：

和v2-vj=2ax

在理解公式時(shí)，一定要注意結(jié)合速度一時(shí)間圖象，掌握速度一時(shí)間圖象中“面積”的意義。在利用公式求

解時(shí)，一定要注意公式的矢量性問(wèn)題。一般情況下，以初速度方向?yàn)檎较颍划?dāng)a與％方向相同時(shí)，

a為正值，公式即反映了勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移隨時(shí)間的變化規(guī)律；當(dāng)a與％方向相反，a為負(fù)

值，公式反映了勻減速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移隨時(shí)間的變化規(guī)律。代入公式求解時(shí)，與正方向相同的

物理量代入正值，與正方向相反的物理量代入負(fù)值。

第四節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)

三維目標(biāo)

知識(shí)與技能

I.認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，知道影響物體下落快慢的閃素，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)記時(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的加速度，知道它的方向，知道在地球上不同地方，重力加速度大小不司。

4.掌握如何從勻變直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題。

5.初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。

過(guò)程與方法

1.由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，采取實(shí)驗(yàn)室的基本實(shí)驗(yàn)儀器一打點(diǎn)記時(shí)牌，記錄下運(yùn)動(dòng)的信息，定量地

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)探究方法。

2.培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言歸納總結(jié)規(guī)律的能力。

3.引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成進(jìn)行簡(jiǎn)單物理研究習(xí)慣、根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行合理假設(shè)與猜想的探究方法。

4.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。

5.教師應(yīng)該在教學(xué)中盡量為學(xué)生提供制定探究的機(jī)會(huì)，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思

考、討論和交流。

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.溶透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過(guò)程中抽象出一種物理模型一自由落體

3.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作將神和協(xié)作意識(shí)，敢于提出與別人不同的見解。

教學(xué)重點(diǎn)

重點(diǎn)是使學(xué)生掌握自由落體的速度和位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，自由落體的特征是初速度為零，只受重

力作用（物體的加速度為自由落體加速度g）.

教學(xué)難點(diǎn)

是演示實(shí)驗(yàn)的技巧及規(guī)律的得出，介紹伽利略的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及巧妙的推理

教具

牛頓管、硬幣、小紙片、打點(diǎn)記時(shí)器、刻度尺、鐵架臺(tái)、紙帶、重物等

課時(shí)安排

1課時(shí)

教學(xué)內(nèi)容

復(fù)習(xí)提問(wèn)

1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

2.推論①u：=V；+2as②v=""=vt?v0=0

2j

SI：S2：S3=i：4：9SI：Sn：Sm=l：3：5

引入新課

演示：多種小物體的下落。我們都見過(guò)雨滴、雪片從天而降，樹葉飄落，蘋果墜地以及石子落入水井

中，上述物體都是受到重力作用而豎直下落的。

落體運(yùn)動(dòng)：指出在地面附近的任何物體，脫離支持物后，豎宜落向地面的運(yùn)動(dòng)叫做落體運(yùn)動(dòng)。

研究落體運(yùn)動(dòng)對(duì)我們的生產(chǎn)和生活有非常重要的意義。如：我們通過(guò)墜落的石子來(lái)測(cè)量井口到水面的

深度：飛機(jī)空投人員和貨物時(shí)使用降落傘以減小看地速度等都用上了自由落體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。引入新課

歷史回顧及實(shí)驗(yàn)

演示1：取一枚硬幣，一枚與硬幣等大的紙片，讓它們從同一高度同時(shí)下落，觀察下落情況。

結(jié)論：“物體越重，下落得越快二

1.亞里士多德（Aristolle）的認(rèn)識(shí)

從公元前4世紀(jì)至公元17世紀(jì)，這種觀念統(tǒng)治「人們兩千多年之久。

2.伽利略（Galileo）的貢獻(xiàn)（1638年）

兩個(gè)物體mA>niB分別由同一高度下落，重的物體比輕的物體下落的快，當(dāng)把兩物體捆在一起仍從同一

高度下落情況會(huì)是怎樣呢？

結(jié)論：

①整體分析：當(dāng)把兩個(gè)物體捆在?起時(shí)mc=mA+n】B，因?yàn)樾陆M成的物體比.上述兩個(gè)物體中的任?個(gè)都

重從而下落的應(yīng)最快。

②局部分析：A物體下落的快.受到一個(gè)下落得慢的物體B的作用.結(jié)果就像一個(gè)大人拉著小孩向前

跑，比單獨(dú)大人跑要慢，比小孩單獨(dú)跑要快一樣，他們的共同速度應(yīng)介于A、B兩物體之間即VA>VC>VB.

伽利略用歸謬法巧妙地否定了亞里斯多德的觀點(diǎn)，從而得出結(jié)論：事物體不比輕物體下落得快。

問(wèn)題：到底是誰(shuí)的觀點(diǎn)對(duì)呢？我們可做個(gè)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)，試試看。

演示2：取一顆小石子，一張比小石子重的大紙片，讓它們從同一高度同時(shí)下落，觀察下落情況。。

結(jié)論：”觀察出小石子先著地，得出物體越輕下落越快。”

演示3：取兩張完全相同的大紙片，它們的重力是相同的，這樣重力對(duì)下落的作用是相同的（采用控制變

量法），再把其中的一張捏成紙團(tuán)，讓它們從同一高度同時(shí)下落。

結(jié)論：”觀察到紙團(tuán)先著地，亙力相同的兩個(gè)物體F落快慢可能不同」

物體下落的快慢和物體的輕重關(guān)系比較復(fù)雜，既不能說(shuō)越重越快，也不能說(shuō)越輕越快，重力相同的兩

個(gè)物體下落快慢可能不同。那么，除了物體的重力外，影響以上各實(shí)驗(yàn)物體下落快慢的因素還可能有什么

呢？

學(xué)生討論分析

分析前面各實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因得出是空氣阻力的影響。影響空氣阻力大小的因素太復(fù)雜（物體形狀、速

度大小、空氣密度等），引導(dǎo)得出最好先研究在沒(méi)有空氣阻力的條件下的落體運(yùn)動(dòng)。

問(wèn)題與假設(shè)

空氣阻力是影響物體下落快慢的重要因素，若消除空氣阻力，輕重物體的下落快慢會(huì)怎樣呢？忌維敏

捷的學(xué)生對(duì)觀察、實(shí)驗(yàn)得到的現(xiàn)象進(jìn)行分析后會(huì)作出各種假設(shè)，學(xué)生們爭(zhēng)論不休，期盼結(jié)論。

演示4：取一枚硬幣，一枚與硬幣等大的紙片，將紙片捏成團(tuán)。讓硬幣與紙團(tuán)從同一高度同時(shí)自山下

落。

現(xiàn)象：觀察到在空氣阻力可忽略時(shí)，兩者幾乎同時(shí)著地。

演示5：通過(guò)牛頓管來(lái)演示羽毛和錢幣下落的快慢

現(xiàn)象：沒(méi)有抽氣時(shí)，羽毛比錢幣下落慢得多，盡量抽空管內(nèi)空氣后，兩者幾乎同步下落，同時(shí)落到牛

頓管的下端，硬幣落下有聲，眼可直接觀察雞毛下落。

結(jié)論：物體下落過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，沒(méi)有空氣阻力時(shí)，羽毛和錢幣下落一樣快。引入

自由落體運(yùn)動(dòng)的概念。

一.自山落體運(yùn)動(dòng)

1.定義：物體只在重力作用卜，從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。

2.說(shuō)明：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)，在實(shí)際問(wèn)題中有空氣時(shí)，物體的密度不太小，速度不太

大（H不太高），在空氣阻力遠(yuǎn)乙、于物體的重力，空氣阻力的作用可以忽略不計(jì)時(shí).，落體運(yùn)動(dòng)可以近似看成是

自由落體運(yùn)動(dòng)。

V推論：在沒(méi)有空氣阻力時(shí)?做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,在同一地點(diǎn)不同物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的情況都

相同。

二.自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：

（探索自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)）（說(shuō)明下一節(jié)有關(guān)于伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，請(qǐng)同學(xué)們閱發(fā)）

從實(shí)驗(yàn)中知道，自由落體運(yùn)動(dòng)是一種變速直線運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)呢？是一般的變速直

線運(yùn)動(dòng)，還是勻變速直線運(yùn)動(dòng)呢？

（展示重物自由下落時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的一條紙帶）

從紙帶可以看出，在相等的時(shí)間間隔里，小球下落的位移越來(lái)越大，表明小球在做加速運(yùn)動(dòng)。

（演示實(shí)驗(yàn)）

利用重物自由下落時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶，測(cè)出有關(guān)的數(shù)據(jù)，利用結(jié)論AS=Su-Si=SM-Sn=~

=aT2,定量判斷出自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并求出加速度的大小（在處理紙帶是可以利用投影，

教師測(cè)量數(shù)據(jù)，讓學(xué)生自己處理并得出結(jié)果）

（教師小結(jié)）

1.結(jié)論：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度等丁?零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

通過(guò)不同重量的物體在被抽掉空氣的玻璃管內(nèi)下落的情況的比較，可以得出的結(jié)論是：在沒(méi)有三氣阻

力時(shí)，做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，在同一地點(diǎn)不同物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的情況都相同，所以它們從靜I二開始

在相同時(shí)間里卜落的位移必定相同，根據(jù)公式S=a1/2,得出自由落體運(yùn)動(dòng)的物體都具有相同的加速度。在

同一地點(diǎn)的不同物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度均相同。

2.自由落體加速度：

（1）在同?地點(diǎn)，不同物體作自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度相同，這個(gè)加速度叫自由落體加速度，也叫做重

力加速度，通常用g表示。

物體自由下落時(shí)速度變化的快慢都一樣。找們平時(shí)看到輕重大同，密度不同的物體下落時(shí)的快慢不同，

加速度不同，那是因?yàn)樗鼈兪艿降淖枇Σ煌木壒省?/p>

（2）不同的地理位置，重尢加速度的大小不同，其大小與物體所在地球上的位置有關(guān)，與離地面的高度

也有關(guān)。在通常情況下，重力加速度取g=9.8m/$2,粗略計(jì)算時(shí)g取g=10m/s2。

（3）重力加速度是矢量，它的方向總是豎直向下的，與重力方句相同。

由于自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及其推論都適用

于自由落體運(yùn)動(dòng)，只要把V。取零，并且用g來(lái)代替加速度”就行了。

三.自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：

1.規(guī)律：速度變化規(guī)律V<=gt

位移變化規(guī)律S=gt2/2

2

2.推論：Vt=2gs

丫=VJ2=%中

3.特點(diǎn)：Vi：V2：V3-=l：2：3…

Si：S2：S3-=?：22：32-

Si：Sn：Sm-=1：3：5…

AS=Sn—Si=S|||-Sn=---=gT2

例1。物體從離地h高處下落，它在落地前的Is內(nèi)下落35m,求物體下落時(shí)的高度及下落時(shí)間。

解析：設(shè)下落時(shí)間為I,則有：

最后Is內(nèi)的位移便是ts內(nèi)的位移與（t-l）s內(nèi)的位移之差：

AS=ygl2-yg((-l)2

代入數(shù)據(jù)：35=5t2-l(t-l)2

得t=4s

例2：長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)桿AB,從靜止開始豎宜落下，求它全部通過(guò)距下端h處的p點(diǎn)所用時(shí)間是多少？

解析：由于細(xì)桿上各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同，可以將整個(gè)桿轉(zhuǎn)化為一個(gè)點(diǎn)，例如只研究A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。

B下落h時(shí).桿開始過(guò)P點(diǎn).A點(diǎn)下落h+L時(shí).桿完全過(guò)P點(diǎn).

從A點(diǎn)開始