高中物理运动的描述教学研究文档格式.docx
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用坐标定量表示物体的位置及其变化。
极限的思想和方法。
矢量及其运算方法（这本应是一个很难的点，但在本主题中并不涉及非共线问题，所以相对难度并不太大）。
瞬时速度、加速度。
匀变速直线运动规律。
3．具体知识内容的分析
（1）质点：
（2）矢量：
（3）位移：
（4）瞬时速度：
（5）加速度：
（6）用打点计时器测速度：
（7）匀变速直线运动规律的公式推导过程：
（8）匀变速直线运动规律的v-t图象。
（二）对课标要求的理解
1．学习内容与学习过程并重
2．知识性要求与方法性要求并重
3．明确落实情感、态度与价值观的载体
二、本主题的教学策略
（一）关于质点、参考系的教学
1．质点的教学设计
学生从初中到高中，第一次接触这种抽象的实体模型，因此要考虑到学生的兴趣特点和能力水平。
（1）教学内容设计应尽量贴近学生生活，力求图文并茂。
如列举的事实应是学生所熟悉的，踢足球、运动员、小磁针、火车、地球公转与自转
（2）教学过程设计引导学生积极参与
让学生列举实例，如汽车、船、飞机、跑步的人、跳远的人、乒乓球、物理课本、书包、橡皮等在什么问题中可视为质点，在什么问题中不能视为质点。
（3）教学要求上突出思想方法
不要在概念本身一味的追求严谨，应将教学的重点落在思维方法的体会上。
明确为什么要抽象出一个“质点”的概念，同一物体何时能视为质点，何时不能视为质点。
2．参考系的教学设计
要充分考虑到学生初中物理的学习基础：
参考物；
直线运动中运动与静止的相对性问题都有了一定的基础。
高中教学的重点：
（1）从参考物到参考系；
从参考系到坐标系
（2）从直线运动的相对性对曲线运动的相对性
（二）时刻与时间，位置与位移
1．时刻与时间的教学设计
充分利用学生熟悉的事例进行分析，以免教学内容过于抽象、枯燥。
用课表、列车时刻表等说明时间与时刻的区别
学会用规范的科学语言表述时刻、时间：
*秒内，第*秒内，前*秒，明确这些表述的确切含意。
对于这些内容，也应让学生表述他们在生活中运动的某时刻、某段时间。
2．位置与位移的教学设计
（1）从坐标系到位置
用科学的语言表述位置矢量，但应尽量用学生熟悉的事例进行表述（如图所示），以降低思维上的难度，亲身感受时刻、时间、位置、位移等概念在实际中的价值。
也可以结合生活实例，说明准确描述时刻、位置的重要性（如相约在**桥相见的事例）。
（2）从位置变化到位移
通过上图这样的实例体会位移与路程的不同，认识到位移方向的重要性。
从位移引出矢量，只是说明矢量与标量的不同即可，对于矢量的运算，只要求结合实例说明在同一直线的往复运动的正、负计算即可，不必深入研究。
因为对于矢量计算的理解，要通过力的合成、运动的合成等后续知识的学习才能不断加深认识。
（三）关于速度的教学
1．认识速度——体会比较运动快慢的方法
（1）在复习的基础上，构建速度的初步概念
结合实例，给出具体的运动情景，分析运动情况的差异
速度：
复习初中比较物体运动的快慢的方法
在时间相同的情况下，比较位移的大小.
在位移相同的情况下，比较时间的长短.
怎样比较自行车与火车的快慢?
此方法在初中很熟悉，但此表格与初中不同，强调初、末位置！
！
运动情况
初位置
x1/m
经过时间
Dt/s
末位置
x2/m
自行车沿平直公路行驶
20
100
汽车沿平直公路行驶
10
火车沿平直轨道行驶
500
30
1250
飞机在天空直线飞行
2900
在此基础上，再进一步引伸。
比较下表中几个物体的运动情况,思考下列问题.
1.比较汽车、自行车的运动，哪一个运动得快？
2.它们分别做什么运动?
3.比较火车与自行车的运动，哪一个运动得快？
怎样比较？
物体
t/s
1
2
3
4
5
…
汽车
x/m
15
45
60
75
自行车
25
火车
8
18
32
50
这样的比较，即与初中相衔接，又引入了火车的平均速度，同时还可以通过比较不同时间长度内速度的比较，体会引入极限的必要性
初步概念的落实：
表示物体运动（位置变化）的快慢；
速度的比值定义；
定义式与决定的区别。
（1）类比初中学过的比值定义的物理量：
电阻、密度等
（2）体会速度的矢量性
（3）从速度——平均速度——瞬时速度问题——极限思想
淡化数学表述，突出物理思想
方案一：
比较表中几个物体的运动情况，思考下列问题.
1.自行车、火车分别做什么运动?
2.在哪段时间（位移）内自行车比火车运动快？
，哪段时间（位移）内火车运动快？
3.用哪段时间（位移）的情况来计算火车3s时的速度更精确？
由不同的时间间隔，体会平均速度对瞬时速度的基础性意义
方案二：
用打点计时器打出的纸带来体会平均速度与瞬时速度的关系
分别用Δx1、Δx2、Δx3哪个可以求打下A点时的速度？
哪个求得更准？
如何更准。
（4）测瞬时速度的方法
教学中应尽量安排这一环节，目的：
进一步理解瞬时速度的概念；
培养学生的实验能力
参考方案：
打点计时器；
频闪照相（数码相机的边拍功能）；
光电门遮挡；
用传感器；
（5）需要澄清的几个问题：
①平均速度和瞬时速度都是矢量
②平均速度并不是速度的算术平均值，要明确是哪段时间（位移）内的平均速度。
③瞬时速度是物体在某一时刻（通过某一位置）的速度。
④在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度。
（四）关于加速度的教学
加速度的概念是物理学中的重要概念，同时也是高中物理中最难的概念！
1．加速度的教学目标
①知道加速度是描述物理速度变化快慢和速度变化方向的物理量。
②了解用比值的方法定义加速度概念的过程。
知道加速度的定义式和单位。
③了解加速度的矢量性，会根据速度与加速度方向的关系判断运动性质。
④通过加速度概念的建立过程和加速度定义式的得出过程，体会比值定义法在科学研究中的应用
⑤会利用加速度定义式进行有关计算。
理解匀变速直线运动是加速度保持不变的运动。
⑥知道匀变速直线运动v－t图像的斜率表示加速度的大小。
2．加速度概念的建立
（1）概念的引入
加速度概念的建立过程，
同样需要创设必要的情景
事实——画图——列表
对实际情景要学会列表分析
注意区分：
速度、速度变化量、速度变化率——认识到速度的变化率不同
（2）概念的建立
比较下表中几个物体的运动情况，思考下列问题。
①它们分别做什么运动?
②比较火车、自行车、汽车的运动，哪一个速度变化快？
③怎样描述速度变化的快慢？
玩具车
v/m×
s-1
0.2
0.5
0.7
0.4
5.0
5.3
5.6
5.9
6.2
6.5
1.0
2.0
3.0
4.0
比值v/t越大,速度的变化越快——初步形成概念
注意加速度的定义式和决定式的关系
对于加速度是矢量，其方向与速度变化的方向相同；
加速度的正、负与运动变化情况的对应关系等问题，应结合具体实例进行分析。
3．由图象看匀变速直线运动的加速度
（1）匀变速直线运动的模型
（2）匀变速运动v-t图的得出
实验法：
利用给出的实例（如前面的表格）描点画图
理论法：
根据加速度的定义式变形得出vt=v0+at，得出函数图象
（3）强化图象的物理意义
重点是：
初速度；
运动性质（加速或减速）；
比较加速度的大小
（五）关于匀变速直线运动的规律的教学
1．匀变速直线运动的速度规律
（1）“匀变速直线运动”概念
●物理——数学的对应
这是物理与数学（图像）对应的分析过程。
根据从实验得出，v-t图像是直线时，直线的斜率k=
=a=常量；
由对应图像分析“无论Δt选在什么区间，对应速度变化量Δv与Δt之比a=
=
=常量，都一样”，得出“匀变速直线运动”概念；
析斜率正、负的意义得出：
“匀加速直线运动”；
“匀减速直线运动”及“匀变速直线运动”概念；
匀速直线运动作为特例：
“匀速直线运动是加速度为零的匀变速直线运动”；
要注意让学生说说右侧这些图像是怎样的来的，达到数学——物理的对应。
（2）得出匀变速直线运动公式v=v0+at
●法一：
由加速度定义（右图）a=
=
变形→v=v0+at。
●法二：
由a的意义：
单位时间速度的增量。
则初速度为v0的匀加速运动的物体，经过t时间速度增加at，所以，t时刻物体的速度v，等于初速度v0加上at，即v=v0+at。
对速度为v0的匀减速运动的物体，经过t时间速度减少at，所以，t时刻物体的速度v，等于初速度v0减去at，即v=v0-at。
●法三：
根据直线方程y=kx+b，只要换一下变量，直接得出v=v0+at
（3）使用公式的规范
第一次使用矢量公式的计算
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？
例题2．某汽车在紧急刹车时加速度的大小为6m/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？
2．匀变速直线运动的位移规律
（1）由匀速直线运动到匀变速直线运动的位移
●从“匀速直线运动位移等于v-t图象中矩形面积”
提出问题：
（架设思维台阶）
①一物体以v=4m/s的速度，匀速运动了t=30s的时间，物体的位移多大？
（得出“匀速直线运动位移等于v-t图象中矩形面积”）
②一物体以v=4m/s的速度，匀速运动了t=15s的时间后，又以v=6m/s的速度运动了t=15s的时间，物体的总位移多大？
（利用“匀速直线运动位移等于v-t图象中矩形面积”）
③一物体以v=4m/s的速度，匀速运动了t=10s的时间后，又以v=5m/s的速度运动了t=10s的时间，又以v=6m/s的速度运动了t=10s的时间，物体的总位移多大？
（思维过渡）
④一物体以v=4m/s的初速度，匀加速运动了t=30s的时间，末速度为v=6m/s，物体的位移多大？
（思考：
怎样用图像计算匀变速直线运动的位移？
）
●提出问题（猜想）
匀速直线运动的位移等于x-t图像中矩形面积，猜想对于匀变速直线运动位移是否也等于x-t图像包围的梯形面积？
●图像分析（微分思想）
结论：
匀变速直线运动位移等于x-t图像包围的梯形面积。
（2）推导位移公式
法一（教材）：
梯形面积S=
（OC+AB）×
OA
∴
S=
t
将vt=v0+at代入，S=x
x=v0t+
at2
法二：
（如图）
梯形面积S=SΔ+S□
S=v0t+
（at）t
x=v0t+
得到的两个公式：
x=
t和x=v0t+
at2都要记住，并说明其几何意义。
（3）位移公式应用
例题1．航空母舰上的飞机，以40m/s的初速度始在跑道上匀加速滑行，经过2s达到起飞速度50m/s。
求：
（1）飞机的加速度；
（2）航空母舰跑道的长度。
解答：
（1）∵a=
=5m/s2
（六）几项重点能力的培养
1．理解与运用图象语言
图象在描述物理过程和物理规律方面，具有简洁、直观、形象的特点。
物理状态、过程以及物理量之间的关系常常可用图像来表示，通过对物理图像的解读，我们不但可以认识图线所描绘的物理过程、各物理量之间的关系，还可以从中认识尚未发现了解的新规律，所以这是一种重要的研究、处理物理问题的方法。
（1）如何抓住图象的物理意义
轴
点
线
面
斜
截
（2）图象的应用
1．（09广东单A）某物体运动的速度图象如图1，根据图象可知
A．0～5s内的位移为10m
B．0～2s内的加速度为1m/s2
C．第1s末与第3s末的速度方向相同
D．第1s末与第5s末加速度方向相同
答案：
BC
2．（10天津）质点做直线运动的v—t图象如图所示，规定向右为正方向，则该质点
在前8s内平均速度的大小和方向分别为
A．0.25m/s，向右
B．0.25m/s，向左
C．1m/s，向右D．1m/s，
向左
【答案】B
3．（08广东）某人骑自行车在平直道路上行进，图6中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t图象，某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是
BD
A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大
B．在0－t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大
C．在t1-t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大
D．在t3～t4时间内，虚线反映的是匀速运动
4．（09广东理基）图1是甲、乙两物体做直线运动的v-t图象。
下列表述正确的是
A．乙做匀加速直线运动
B．0～ls内甲和乙的位移相等
C．甲和乙的加速度方向相同
D．甲的加速度比乙的小
答案.A
2．过程分析、画过程草图
（1）善于抓住子过程之间衔接的物理量，建立起整体与局部之间的联系
对于匀变速直线运动，一般情况下加速度为一定值，且各部分运动的位移的和一定等于整体过程的总位移，各部分运动时间之和也一定等于整体过程的总时间，而两个相邻的部分运动之间又以同一个瞬时速度相连接，即瞬时速度是连接两个连续局部运动的桥梁。
正因为匀变速直线运动具有上述特点，因此我们可以从加速度、位移、时间、速度等多个角度，建立各局部运动之间以及某一局部运动和整体运动之间的关系。
由于建立这种关系途径的多样化，因此这类问题的分析思路也是多种多样的。
例．一物体在水平地面上，以v0＝0开始做匀加速直线运动，已知第3s内的位移为5m，求物体运动的加速度为多大？
错解1：
不能正确区分第3s和3s，误认为5m的位移是前3s的位移而乱套公式。
错解2：
分析与解答：
首先根据题意画出运动草图，如图1－7所示，以展现物体运动的物理过
程。
思路一：
利用局部和整体的位移关系
如图可知，sⅢ＝s3－s2＝5m
即：
at32/2－at22/2＝5m，
解得a＝2m/s2。
思路二：
利用局部运动间速度的连接关系
第2s末的速度v2即为第3s内这段运动的初速，所以对第3s内的运动应用位移公式有：
sⅢ＝v2tⅢ＋atⅢ2/2＝5m
即：
（at2）tⅢ＋atⅢ2/2＝5m，解得a＝2m/s2。
思路三：
利用匀变速运动的平均速度公式
第2s末的速度v2和第3s末的速度v3分别为第3s内这段运动的初速和末速，因此对第3s内的运动应用平均速度公式有
sⅢ＝（v2＋v3）tⅢ/2＝（at2＋at3）tⅢ/2＝5m，解得a＝2m/s2。
思路四：
速度位移公式
对第3s内的运动应用位移速度公式有sⅢ＝
5m，
同样可解得a＝2m/s2。
思路五：
利用v0=0的匀加速运动的特殊规律
因为在初速度为0的匀变速直线运动中，连续相等时间间隔内的位移之比为
sⅠ：
sⅡ：
sⅢ：
……：
sＮ＝1：
3：
5：
（2Ｎ－1）
所以sⅠ：
sⅢ＝1：
5，即
：
5＝1：
5，
由此可知sⅠ＝sⅢ/5＝1m，解得a＝2m/s2。
（2）使用好符号系统
例1．以速度为10m/s匀速运动的汽车在第2s末关闭发动机，以后为匀减速运动，第3s内平均速度是9m/s，则汽车加速度是多少？
汽车在10s内的位移是多少？
对于不同的过程，要用符号系统区分清楚：
依题意可知，第2s末的速度v2=v0=10m/s，设加速度为a，第3s末的速度为v3，则有
9m/s=（v2+v3）/2，解得v3=8m/s。
对第3s内的运动过程有v3=v2-at，或a=（v2-v3）/t3，解得a=2m/s。
汽车刹车时间t总=v0/a=5s，所以汽车10s内的位移为s=（v02-0）/2a=25m
例2.（05全国Ⅰ卷）原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。
从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。
离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。
现有下列数据：
人原地上跳的“加速距离”d1=0.50m，“竖直高度”h1=1.0m；
跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.00080m，“竖直高度”h2=0.l0m。
假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度；
而“加速距离”仍为0.50m，则人上跳的“竖直高度”是多少?
本题用冗长的文字描述了人和跳蚤的起跳情况，看似问题较为抽象，为了便于思考与解答，我们可以将题述的人和跳蚤的起跳情况画出过程草图，如图所示。
本题所要求的是人以跳蚤的加速度a2起跳，经过加速距离d1后上跳的竖直高度H是多少。
通过如图3展示的物理过程，可以帮助我们理清解决问题的思路：
通过研究跳蚤的运动情况，求出跳蚤起跳的加速度；
再研究人以跳蚤的加速度起跳，经过加速距离d1后上跳的竖直高度H。
通过这样的画图和分析可看出，人实际起跳的过程在本题的解答过程中并没有实质性的用处。
按如图中所标识的物理量的符号，对于跳蚤的起跳的加速过程和离地后的上升过程分别有：
v22=2a2d2；
v22=2gh2。
解得a2=gh2/d2。
对于人以跳蚤的加速度起跳的加速过程和离地后的上升过程分别有：
V2=2a2d1；
V2=2gH。
解得H=h2d1/d2=63m。
3．初步掌握处理两个运动关系问题的方法
当有两个运动的物体时，这两个物体间的距离、各自的速度、加速度及运动时间，往往决定着它们之间的相对位置及能否相遇等问题，这就构成了两个运动关系的一类问题。
在解决这类问题时，要根据题设条件，分析清楚两个运动的位移、速度、时间等关系，并以此为依据，列出方程分析求解。
例1．在平直公路上有甲、乙两车同向行驶，甲车在前、乙车在后相距为s，速度大小
分别为v1和v2，且v1＜v2。
为使两车不相撞，则乙车刹车的加速度不得小于多少？
根据题意画出两车运动的初始状态的运动草图，如图1－9所示。
由图可知，甲车追上乙车的而不相撞的位移关系为：
s乙＝s＋s甲
因甲车为匀速直线运动，速度不变，而乙车为减速运动，设两车相遇时乙车的速度为v乙，则据相撞的条件可知，应有：
v乙≤v1。
又由于两车运动的时间相同，因此t甲＝t乙＝t。
据上述分析的两个运动的位移关系、速度关系，利用时间相同这一条件便可选择公式列出相应的方程：
对甲车的匀速直线运动，有：
s甲＝v1t
对乙车的减速过程利用平均速度公式，则有：
s乙＝
据两车的位移关系有：
＝v1t＋s………①
据两车不相撞的速度条件，应有：
v2－at＝v1……………②
联立上述两个方程，即可解得乙车的加速度不得小于 a＝
。
例2．（07全国Ⅱ卷）甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：
甲经短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程：
乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前s0=13.5m处作了标记，并以v=9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，已知接
力区的长度为L=20m。
（1）此次练习中乙在接棒前的加速度a。
（2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。
解析：
甲做匀速直线运动；
乙先匀加速直线运动，再匀速直线运动。
对于题述过程，画出过程草图如图所示。
设甲向乙发出口令后经时间t二者交接棒，则根据二者的位移关系有
s甲=s0+s乙
即
vt=s0+
解得：
s=3s。
所以乙的加速度a=v/t=9/3=3m/s2。
此过程中乙的位移
s乙=
=13.5m。
在完成交接棒时乙离接力区末端
的距离s=L-s乙=20-13.5=6.5m。
（七）学生活动设计
为了引导学生关心生活、关注社会，体会知识的应用价值，激发学生的学习
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