物理必修一第一章教案.docx
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物理必修一第一章教案
高一物理组教案第一部分
目录
第一章运动的描述4
董科编4
1.1质点参考系和坐标系4
知识与技能4
过程与方法4
情感态度与价值观4
重点：
5
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．5
[新课导入]5
板书：
§1.1运动的认识6
[讨论与交流]（供参考）7
[小结]9
教学后记：
1．2时间和位移10
知识与技能11
过程与方法11
情感态度与价值观11
教学重点11
教学难点11
1.3运动快慢的描述——速度18
知识与技能18
过程与方法18
情感态度与价值观18
教学重点18
教学难点18
（板书）§1.3运动快慢的描述——速度19
[讨论与交流]21
[小结]23
1.4实验：
用打点计时器测速度25
知识与技能25
过程与方法25
情感态度与价值观25
教学重点26
教学难点26
[小结]28
1.5速度的变化快慢的描述——加速度30
知识与技能30
过程与方法30
情感态度与价值观30
教学重点30
教学难点30
1.6本章复习35
第二章匀变速直线运动的研究40
2.1实验：
探究小车速度随时间的变化规律40
教学目标40
知识与技能40
过程与方法40
情感态度与价值观40
教学重点：
40
教学难点：
40
教学方法41
教学手段41
教学活动41
[讨论与交流]44
[课堂探究]45
[实践与拓展]46
[课堂交流]47
[小结]50
[课外训练]50
2.2匀速直线运动的速度和时间的关系52
教学目标52
知识与技能52
过程与方法52
情感态度与价值观52
教学重点52
教学难点52
教学方法52
教学手段52
教学活动52
[例题剖析]59
[小结]59
2.3匀速直线运动的位移与时间的关系61
教学目标61
知识与技能61
过程与方法61
情感态度与价值观61
教学重点61
教学难点61
教学方法61
教学手段61
[例题剖析]69
[讨论与交流]70
2.4匀变速直线运动的位移与速度关系75
教学目标:
75
学习难点:
推论175
主要内容:
75
课堂训练：
76
课后作业：
77
2.5自由落体运动80
教学目标80
知识与技能80
过程与方法80
情感态度与价值观80
教学重点80
教学难点80
教学方法81
教学活动81
2.6伽利略对自由落体运动的研究96
教学目标96
知识与技能96
过程与方法96
情感态度与价值观96
1．渗透研究自然规律的科学方法．96
教学重点、难点96
教学重点96
教学难点96
教学方法96
教学手段96
第一章运动的描述
董科编
1.1质点参考系和坐标系
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．
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．
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……
§1.1运动的认识
引入质点：
用来代替物体的有质量的点．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2．7g．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12800km，与太阳相距1．5Xl08km．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”．
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．
二、参考系
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；
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?
1：
车中两个小孩都是静止的，他们都没动．
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．
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，他们的相对位置没有改变．
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]
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?
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．
[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．
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：
1．2时间和位移
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．
[新课教学]
一、时刻和时间间隔
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?
：
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．
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．
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．
（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
站名
T16
18：
19
北京西
14：
58
00：
35
00：
41
郑州
08：
42
08：
36
05：
49
05：
57
武昌
03：
28
03：
20
09：
15
09：
21
长沙
23：
59
23：
5l
16：
25
广州
16：
52
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?
不是，实际上这里的时间就是指的时刻．
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．
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：
二、路程和位移
：
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．
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．
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]
一位同学从操场中心A出发，向北走了40m，到达C点，然后又向东走了30m，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．
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Δx＝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．
作业：
教材第16页问题与练习．
§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：
1.3运动快慢的描述——速度
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．
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x1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?
不能．因为物体的运动快慢与运动的时间有关．
那么，如何来描述物体运动的快慢?
§1.3运动快慢的描述——速度
[新课教学]
[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（50m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?
二、速度
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．
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）
经过时间（s）
末了位置（m）
A．自行车沿平直道路行驶
0
20
100
B．公共汽车沿平直道路行驶
0
10
100
C火车沿平直轨道行驶
500
30
1250
D．飞机在天空直线飞行
500
10
2500
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2000m，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5m、10m、25m、200m，这说明飞机行驶得最快．
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．
师：
速度公式v=Δx/Δt
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
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．
位移是矢量，既有大小又有方向．那速度呢?
：
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
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．
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．
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．
位移s／m
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
时间t／s
0
1．88
2．96
3．88
4．71
5．61
6．46
7．30
8．31
9．00
9．86
通过每10m的时间△t／s
1．88
1．08
0．92
0．83
0.90
0．85
0．84
0．83
0．87
0．86
每10m内的平均速度v／（m·s-1）
5.32
9.26
10.87
12.05
11.11
11.76
11.9
12.05
11.49
11.63
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，必须要指明是哪段时间内的平均速度．
四、速度和速率
速度既有大小，又有方向，是矢量，速度的大小叫速率，
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．
还可以从表盘上直接读出公里里程．
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。
[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．平均速度与平均速率是不同的，前者跟位移相关，后者跟路程相关．
运动快慢的描述——速度
一、坐标与坐标的变化量
二、速度
1、物理意义：
表示物体运动的快慢
2、定义：
位移跟发生这个位移所用时间的比值．
3、公式：
v=Δx/Δt
三、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=Δx/Δt
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
四、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=Δx/Δt（Δt→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
五、速度和速率
1、速率：
速度的大小。
速度既有大小，又有方向，是矢量
教学后记：
1.4实验：
用打点计时器测速度
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．
三．练习使用打点计时器
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．
五、用图象表示速度
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．
§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
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