高一物理精品教案人教版第二章.docx

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高一物理精品教案人教版第二章

第二章：

直线运动

第一节：

机械运动

一、目的要求

1、理解参考系的概念；明确选择不同的参考系来观察一个运动，结果会有不同；描述一个物体的运动时，参考系是可以任意选取的.

2、理解质点的概念，明确质点是理想模型.

3、理解时刻和时间间隔的概念，知道它们的区别.

4、理解位移和路程的概念，知道它们的区别.

5、知道什么叫质点运动的轨迹，知道直线运动和曲线运动的含义.

6、初步了解建立模型，是物理学的重要抽象思维方法之一.

二、重点难点

1、理解机械运动的永恒性和相对性，知道运动是物体的固有属性，是物体的存在形式.

2、理解质点概念以及初步理解建立质点概念所采用的抽象思维方法.

三、教学过程：

（一）多媒体显示引出课题

自然界的一切物体都在不停地运动，河水奔流，鸟儿飞翔，车辆行驶，火箭发射，卫星飞行，电子绕核运动……

归纳：

1.运动是一切物体的固有属性，是物体的存在形式，宇宙中的一切，大到天体，小到分子、原子、都处在永恒的运动中.

2.物体相对于其他物体的位置的变化，叫做机械运动，简称运动.

（二）怎样描述机械运动？

运动的相对性讨论（师生）

（1）静止是绝对的吗？

（2）描述一辆列车的运动，甲说它向北行驶，乙说它向南后退，这可能吗？

引出参考系概念：

在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系.

选择不同的参考系来观察同一个运动，观察的结果会有不同.

（1）讨论坐在行驶的火车中的乘客

以车厢作为参考系——静止

以地面作为参考系——运动

（2）多媒体显示从匀速飞行的飞机上向地面空投物资.

以飞机作为参考系——沿直线下落

以地面作为参考系——沿曲线下落

4、参考系可以任意选取，但在不同参考系中描述同一个物体的运动，繁简程度不一样，因此，选取参考系应以观察和研究问题方便为准.如

研究地面物体的运动，一般以地面为参考系；

研究月亮或人造卫星的运动，应选取地球为参考系；

研究行星的运动，应选取太阳为参考系.

（三）质点

考察汽车的运动，火车的运动，地球的公转.

当物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，就可以将物体抽象为有质量的点.

2、用来代替物体的有质量的点叫做质点.质点是一个理想化的模型.

3、一个物体能不能看作质点，要看问题的具体情况而定，例如：

研究地球公转时，可以把地球视为质点，而研究地球的自转时，就不能将地球视为质点.

4、运动的质点通过的路线，叫做质点运动的轨迹.

直线运动

按轨迹分

曲线运动

（四）时刻和时间间隔

物体的运动总是伴随着时间和空间而进行.

在表示时间的数轴上，时刻表示一个点，而两个点之间（即两个时刻之间）对应的线段表示时间间隔,简称时间.

上面的时间轴表示上午前两节课开始和结束的时刻及两节课和课间休息持续的时间间隔.

时间的法定计量单位是秒、分、时，它们的符号分别是s、min、h.

（五）位置、位移和路程

位置

运动物体在某时刻处在空间的某个点，就叫物体的位置.

位置可以由坐标描述，如：

A点位置由A（x,y）描述.

位移

位移表示质点的位置变动，从初位置指向末位置的有向线段表示质点在这次运动中发生的位移，有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向.

如：

物体从A点沿曲线运动到B点，这次运动对应的位移用有向线段AB表示.

位移既有大小，又有方向，位移是矢量，通常用字母s表示位移.

3、路程：

路程是指质点运动轨迹的长度，上面的例子中曲线AB的长度表示路程.

路程只有大小没有方向，是标量.

讨论：

位移和路程的区别是什么？

——位移是矢量，路程是标量，位移只与始末位置有关而与路径无关，而路程与路径有关.

（六）课堂小结

知识

时刻与时间

机械运动---质点---参考系

位移与路程

2．建立物理模型的意义

位移和时间的关系

一、目的要求

1、理解匀速直线运动，变速直线运动的概念

2、理解位移－时间图象的含义，知道匀速直线运动的位移图象及其意义.

3、理解用图象表示物理量之间的关系的数学方法.

二、重点难点

重点：

匀速直线运动的位移－时间图象。

难点：

理解图象的意义.

三、教学过程：

（一）多媒体显示，引出匀速直线运动

1、观测一辆汽车在一段平直公路上运动

时间t/s

0

4.9

10.0

15.1

19.9

位移s/m

0

100

200

300

400

观测结果如下

可以看出，在误差允许的范围内，在相等的时间里汽车的位移相等.

2、物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移相等，这种运动就叫做匀速直线运动.

（1）在匀速直线运动中，位移s跟发生这段位移所用的时间t成正比.

（2）用图象表示位移和时间的关系

在平面直角坐标系中

纵轴表示位移s

横轴表示时间t

作出上述汽车运动的s-t图象如右图所示

可见匀速直线运动的位移和时间的关系图象是一条倾斜直线

这种图象叫做位移－时间图象（s-t图象）

图象的含义

①表明在匀速直线运动中，s∝t

②图象上任一点的横坐标表示运动的时间，对应的纵坐标表示位移

③图象的斜率k=Δs/Δt=v

（3）学生阅读课文第23页方框里面的文字

讨论：

下面的s-t图象表示物体作怎样的运动？

（投影显示）

（二）变速直线运动

举例：

（1）飞机起飞

（2）火车进站

2、物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移不相等，这种运动就叫做变速直线运动.

3、变速直线运动的位移图象不是直线而是曲线（投影显示）

四、课堂小结

匀速直线运动（s∝t）

变速直线运动（s与t不成正比）

运动快慢的描述速度

一、目的要求

1、理解速度的概念

（1）知道速度是表示物体运动快慢和方向的物理量；

（2）明确速度的意义、公式、符号和单位；

（3）知道速度是矢量.

2、理解平均速度和瞬时速度的概念，明确瞬时速率，知道速率和速度的区别.

3、初步运用极限思维方法理解瞬时速度.

二、重点难点

重点：

速度概念。

难点：

对瞬时速度的理解。

三、教学过程：

1、多媒体演示不同物体的运动，引出速度概念

百米竞赛

汽车的运动

火箭的运动

2、速度：

速度是表示物体运动快慢的物理量，它等于位移s与发生这段位移所用时间t的比值，用v表示速度，则有v=s/t单位：

m/s

速度不但有大小，而且有方向，是矢量，速度的方向跟运动的方向相同.

3、平均速度

（1）在匀速直线运动中，物体运动的快慢程度不变，位移s跟发生这段位移所用的时间t成正比，即速度v恒定.

（2）在变速直线运动中，物体在相等的时间里位移不相等，比值s/t不恒定.

（3）平均速度：

在变速直线运动中，位移s跟发生这段位移所用时间t的比值叫做这段时间的平均速度，用v-表示，有

V

v-=s/t

显然，平均速度只能粗略描述做变速直线运动物体运动的快慢.

平均速度与时间间隔t（或位移s）的选取有关，不同时间t（或不同位移s）内的平均速度一般是不同的.

例题1：

下边是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在表中路段做直线运动，且在每一个车站都准点开出，准点到达.

a.火车由北京西站开出直至到达霸州车站，运动的平均速度是多大？

b.火车由霸州车站开出直至到达衡水车站，运动的平均速度是多大？

S

c.在零时10分这一时刻，火车的瞬时速度是多大？

北京西

↓

深圳

自

北京西

起公里

站名

北京西

↑

深圳

22:

18

0

北京西

-

6:

35

23:

30

32

92

霸州

22

5:

20

0:

08

11

147

任丘

39

4:

36

1:

39

45

274

衡水

10

3:

04

…

…

…

…

解：

a.北京西→霸州

位移s=92km

时间t=23:

30-22:

18=72min=1.2h

∴v-=s/t=92/1.2=76.67km/h

b.霸州→衡水

位移s=274-92=182km

时间t=1:

39-23:

32=2:

07min=2.12h

∴v-=s/t=182/2.12=85.85km/h

c.在零时10分这一时刻，火车的瞬时速度为零。

例题2.物体沿直线AC作变速运动,B是AC的中点,在AB段的平均速度为60m/s,在BC段的平均速度为40m/s,那么在AC段的平均速度为多少?

解:

设AC段位移为s,那么

通过AB段经历的时间t1=（1/2）s/v-1=s/120s

通过BC段经历的时间t2=（1/2）s/v-2=s/80s

总时间t=t1+t2=（s/120+s/80）s

在AC段的平均速度v-=s/t=s/（s/120+s/80）=48m/s

本题的解答过程告诉我们,求平均速度应严格依据定义进行,不能无根据任意发挥.（比方说用v-=（v-1+v-2）/2）

4．瞬时速度、瞬时速率

运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫瞬时速度.瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率.

为什么要研究瞬时速度？

（学生讨论）

因为平均速度不能描述物体在运动过程中任一时刻（或任一位置）运动的快慢，而瞬时速度在日常生产，生活和现代科技中有广泛的应用，例如研究飞机起飞降落时的速度，子弹离开枪口时的速度，人造卫星入轨时的速度等.

例题3.一物体从静止出发从某一高度向下竖直下落，它的位移大小与时间的函数关系为s=5t2（m）

求t1=2s到t2=3s这段时间的平均速度；

求t1=2s到t2=2.1s这段时间的平均速度；

求t1=2s到t2=2.01s这段时间的平均速度；

求t1=2s到t2=2.001s这段时间的平均速度.

解:

由位移s与时间t的关系式s=5t2可以得到各段时间的平均速度

v-1=s/t=5（32-22）/（3-2）=25m/s

v-2=s/t=5（2.12-22）/（2.1-2）=20.5m/s

v-3=s/t=5（2.012-22）/（2.01-2）=20.05m/s

v-4=s/t=5（2.0012-22）/（2.001-2）=20.005m/s

讨论:

从上面的计算,会发现什么规律?

可以得到什么结论?

结论:

当时间间隔取得越来越短时,物体平均速度的大小愈来愈趋近于数值20m/s，实际上,20m/s就是物体在2s时刻的瞬时速度,它反映了物体在2s时刻运动的快慢程度.可见:

质点在某一时刻的瞬时速度,等于时间间隔趋于零时的平均速度值,用数学语言讲叫瞬时速度是平均速度的极限值.

（4）瞬时速度是客观存在的.设想物体在运动过程中任一时刻没有瞬时速度,则也可以推出在其他的任意时刻都没有瞬时速度,这样,又怎样解释物体是运动的呢?

（5）瞬时速度是矢量,既有大小,也有方向,在直线运动中瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同.

（6）怎样在s-t图象中认识瞬时速度.

讨论:

教材第27页第（4）题

如图是两个匀速直线运动的位移图象.哪条直线所表示的运动的速度大?

各是多大?

解析:

根据匀速直线运动的位移公式s=vt,由于v是不变的,s与t呈正比例关系,s-t图象是一条倾斜直线,该直线的斜率k在大小上等于匀速直线运动的速度v.显然直线

的斜率大于直线

的斜率,即v2>v1

不难求出v1=0.75m/sv2=1.5m/s

在变速直线运动s-t图象中,某段时间内的平均速度,可用图象在该段时间内的割线的斜率k来表示，如图所示

在变速直线运动s-t图象中，某时刻的瞬时速度，可用图象上过该时刻（或该位置）对应点的切线斜率k来表示.如图所示

k=tanα=vt

（7）用正负号表示速度

如果质点做直线运动，可以先建立一维坐标轴，当质点的速度方向与坐标轴的正方向相同时，规定它为正值，而当质点的速度方向与坐标轴的方向相反时，规定它为负值，这样，就可以用带有正、负号的数值表示速度的大小和方向.

讨论：

v1=5m/s和v2=-10m/s各表示什么意思？

谁的速度大？

四、课堂小结：

　　　　　匀速直线运动：

v=s/t

速度

平均速度　v-＝s/t

Δt→0

变速直线运动　　瞬时速度　v=lim（Δs/Δt）

瞬时速率

速度和时间的关系

一、目的要求

１、理解什么是速度－时间图象（v-t图象），知道如何用图象表示速度和时间的关系.

２、知道匀速直线运动和匀变速直线运动的v-t图象及其物理意义.

３、知道什么是匀变速直线运动和非匀变速直线运动.

二、重点难点

重点：

匀速直线运动和匀变速直线运动的v-t图象。

难点：

对图象物理意义的理解。

三、教学过程：

（一）复习提问：

画出匀速直线运动的s-t图象

点评、注意横坐标、纵坐标的内容是否标注完整、规范

（二）引出新课，安排学生阅读课文

如果在平面直角坐标系中用纵轴表示速度，横轴表示时间，就可以作出速度－时间图象（v-t图象），以便直观地表达运动质点的速度随时间变化的情况.

阅读课文第27页第四节

（三）讨论、学习新课

1、v-t图象和s-t图象的坐标建立有什么区别？

——纵坐标不一样

1、匀速直线运动的v-t图象是怎样的？

——与横轴平行的直线，直线与纵轴（v）的截距表示速度的大小.

用微机系统在屏幕上打出教材第27页图2-15

2、从v-t图象中可以获取哪些信息？

（1）可以看出速度的大小

如上图可知：

v1=2m/s,v2=5m/s

（2）可以求位移

在匀速直线运动的速度图象中，边长分别为v和t的矩形的面积大小等于位移的大小（如阴影所示）s=4*3=12m

3、教材第27页表格所记录的汽车的运动有何特点？

称什么运动？

时刻t/s

051015

速度v/（km·h-1）

20314049

特点：

（1）速度不断改变

（2）在误差允许范围内，每隔5s，汽车的速度增加10km/h.即在相等的时间内，速度的改变是相等的.

5、什么是匀变速直线运动？

一般有几种？

在变速直线运动中，如果在相等的时间内速度的改变相等，这种运动就叫匀变速直线运动.

一般有：

匀加速直线运动（速度随时间增加）

匀减速直线运动（速度随时间减少）

2、变速直线运动的速度图象是怎样的？

匀变速直线运动的速度图象是一条倾斜的直线，该直线与纵轴的交点表示t=0时刻的速度.（屏幕显示）

3、讨论屏幕显示的v-t图象，说出物体在这1min内各阶段的运动情况.

在0—10s时间内，物体从静止开始作匀加速直线运动，在10s时该速度达到30m/s.

在10s-40s时间内，物体保持v=30m/s不变，作匀速直线运动.

在40s-60s时间内，物体从30m/s的速度开始作匀减速直线运动，直至60s

时刻瞬时速度为零.

4、从匀变速直线运动的速度图象中可以获取哪些信息？

（1）可以知道各个时刻的瞬时速度的大小

（2）可以知道一段时间间隔对应的位移的大小

图中阴影面积的大小表示作匀加速运动的物体在t1～t2时间间隔内的位移大小.

（3）可以确定质点到达某一速度所对应的时刻.

5、

例题讨论：

（1）A、B两物体在同一直线上同时由同一位置开始运动，其速度图象如图所示，下列说法正确的是

A、开始阶段B跑在A的后面，20s后B跑在A的前面

B、20s时刻B追上A，且A、B速度相等

C、40s时刻B追上A

D、20s时刻A、B相距最远

解析：

从图象可以知道，A作vA=5m/s的匀速直线运动，B作初速度为零的匀加速直线运动，在40s时刻，二者位移相等s=200m，即B追上A.而在此之前，sB始终小于sA，即在40s之前，B始终落后于A，因而A错，B错，C正确；在t=20s之前，vA>vB.A与B相距越来越远，在20s之后，vA〈vB，B又逐渐靠近A，可见在t=20s时刻二者相距最远Δs=（1/2）×5×20=50m，D项正确.

综上所述，正确选项为C、D.

（2）如图是某一质点的速度图象，试对质点在开始运动后20s内的运动过程进行描述.

解析：

由图象可知.在t=0时刻物体的速度为－8m/s，而且在0－10s内，速度一直为负值，说明物体以8m/s的速度开始向负方向运动，而且速度均匀减少作匀减速直线运动，至t=10s时刻速度减为零离开坐标原点负方向40m.从第10s开始速度改为正方向，物体沿正方向作匀加速直线运动，至第20s时刻速度为8m/s.第20s物体的总位移s=s1+s2=-40+40=0,即回到出发点.

从图象还可以看出，0～20S时间间隔内，速度随时间变化的快慢是相同的.

10．非匀变速直线运动

下面的图象描述的是什么运动？

从图象中可以看出，在相同时间内物体速度的改变并不相等，即速度不是均匀改变的，象这样的运动称为非匀变速直线运动.

四、课堂小结

匀速直线运动

匀加速直线运动

物体的运动匀变速直线运动

匀减速直线运动

非匀变速直线运动

速度改变快慢的描述加速度

一、教学目标

1．知道什么是匀变速直线运动。

2．理解加速度的概念：

（1）知道加速度是描述速度变化快慢的物理量。

速的国际制单位是m/s2。

（3）知道加速度是矢量，知道加速度方向与速度方向相同或相反时，结果是速度随时间增加或减少。

（4）知道匀变速直线运动是加速度大小和方向都不变的运动。

二、重点、难点分析

加速度的概念既是重点，又是难点。

首先要注意加速度的引入。

可以通过公共汽车与无轨电车（或卡车与小汽车）启动，速度从零加速到5m/s的差异，使学生体会到速度的变化有快慢问题。

也可演示物体从不同倾角的斜面滑下，在水平面滑行的距离大致相同，比较物体在不同倾角的斜面的速度变化的不同点是什么？

从而提出速度变化有快慢之分。

引入加速度的概念后，要强调两个问题。

其一，加速度不是表示速度的增加，也不是速度的变化，而是速度变化的快慢。

其二，加速度的大小与速度的大小没有任何直接关系，高速公路上高速匀速行驶的汽车，它的加速度为零。

这两个问题，都可以用课堂讨论的方式进行。

暂时回避几个问题：

第一，只提出加速度是矢量，如何判断方向的问题应暂时回避，待引出牛顿第二定律再研究；第二，不宜提“速度变化的快慢”，包括“速度方向变化的快慢”；第三，不宜提平均加速度与即时加速度。

三、教具

“教参”第100页介绍的“阿特伍德机”装置，装置中的槽码可选用几个不同规格的。

或用研究匀变速直线运动的装置。

（不用打点计时器）

四、主要教学过程

（一）引入课题

研究变速直线运动，应当从简单的入手，什么样的变速直线运动最简单呢？

下面给出沿直线做变速运动的火车和汽车，从开始计时及每隔1s的速度v1和v2的变化情况：

时刻t／s

0

1

2

3

4

…

火车v1／m·s-1

5.0

5.3

5.6

5.9

6.2

…

汽车v2／m·s-1

20

18

16

14

12

…

问：

表中火车（汽车）的速度变化有什么特点（规律）？

引导同学答出在相等的时间内速度的变化相等：

每隔1s速度的增加或减小（变化）相等。

伽里略研究后认为，这样的变速直线运动最简单。

（二）教学过程设计

六、匀变速直线运动加速度

1．匀变速直线运动

物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内速度的变化相等，这种运动叫做匀变速直线运动。

表中所表示的火车、汽车在给定的时间内的运动，是匀变速直线运动。

绝对的匀变速直线运动很少，但实际生活中可见到变速直线运动，可视为匀变速直线运动。

学生举例：

子弹在枪筒内的运动。

火车、汽车启动后的一段时间，或静止前的一段时间的运动。

落下运动，或竖直向上抛出的运动。

……

提问：

表中火车、汽车表现的都是在做匀变速直线运动，但也有不同点，有什么不同点呢？

总结两处不同：

一是一个是增速，另一个是减速；二是在相同时间内速度变化的大小不同，也就是速度变化的快慢有所不同，为了反映这一不同点，我们引入一个新的物理量，叫做加速度。

2．加速度

表中火车速度变化得慢，汽车变化得快。

生活中，骑自行车想超过停在站上的公共汽车或无轨电车。

当骑到车尾时，公共汽车（无轨电车）恰要启动，能超过吗？

无轨电车速度变化得比公共汽车快。

比较t1、t2所用时间。

相同时间速度变化大小不同（汽车、火车）；变化相同速度所用时间不同。

定义：

在匀变速直线运动中，速度的变化与所用时间的比值，叫做匀变速直线运动的加速度。

v0：

开始时的速度（初速度） vt：

经时间t的速度（末速度）

练习读：

先读速度，再读加速度单位。

火车的加速度a=0.3m/s2（读） 汽车的加速度a=2m/s2（读）

加速度不但有大小，而且有方向，是矢量。

（这个问题要在进一步学习中不断加深理解。

）

匀变速直线运动有：

匀加速运动和匀减速运动。

匀加速运动：

vt＞v0，速度随时间均匀增加，a＞0，v为正值，a与v方向一致。

匀减速运动：

vt＜v1，速度随时间均匀减小，a＜0，v为负值，a与v方向相反。

表：

（1）加速的大小表示什么意义？

（2）读：

赛车的加速度为4.5m/s2（米每二次方秒）

（3）负号的意义。

[例题] 做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/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。

加速度和加速运动的时间分别用v0、vt、a和t表示。

汽车的初速度、末速度、加速度和刹车的时间分别用v0′、vt′、a′、t′来表示。

解：

①由于v0=10m/s，vt=20m/s，t=40s，所以火车的加速度

②由于v0′=10m/s，vt′=0，t′=2s，所以汽车的加速度

答：

火车的加速度的大小是0.25m/s2。

汽车紧急刹车时的加速度大小是5m/s2，负号在这里表示汽车做减速运动。

（三）课堂小结

1．什么是匀变速直线运动。

2．什么是加速度？

加速度是速度增加吗？

加速度是速度的变化吗？

匀变速直线运动的规律

一、目的要求

1、匀变速直线运动的速度公式

（1）知道如何推导出vt=v0+at

（2）会应用公式进行分析和计算

2、掌握匀变速直线运动中的平均速度式：

会推导会应用

3、会推导匀变速直线运动的位移公式,并能熟练地应用

4、理解并掌握匀变速直线运动的速度和位移公式中物理量的符号法则.

二、重点难点

重点：

匀变速直线运动的速度和位移公式及其符号法则。

难点：

位移公式的推导和匀变速直线运动规律的应用。

三、教学过程：

（一）新课引入

上节课已经学习了在变速直线运动中用加速度a描述物体速度变化快慢，本节课将从加速度的定义式a=（vt-v0）/t出发，研究在变速直线运动中速度和位移随时间变化的规律。

（二）匀变速直线运动的速度

1、提问：

根据a=（vt-v0）/t，质点的末速度vt怎样表达？

学生推导.

Vt=v0+at

这是匀变速直线运动的速度公式，当物体的初速度v0和加速度a已知时，任意时刻t的瞬时速度vt可由该式计算得出.

1、速度公式表示出匀变速直线运动的速度vt是时间t的一次函数.

3、用图象表示vt与t的关系，显然是一条倾斜直线，直线的斜率等于物体的