《认识运动》教案1.docx

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《认识运动》教案1

运动的描述

这一章从最基本、最简单的直线运动入手，引导学生认识运动的基本概念和运动状态的描述方法.通过本章的教学，要让学生认识描述运动的基本物理量——位移、路程、速度、加速度，了解和体会物理学研究问题的一些方法，如运用理想模型和数学方法〔图象、公式等〕，以及处理实验数据的方法等.

本章在内容的安排顺序上，既注意了科学系统，又注意了学生的认知规律.从认识运动开始到如何描述运动，贴近学生的实际.

在认识运动这一部分，教材尽量以学生现有的概念出发，通过生活中的实例力图让学生自主将生活中的概念上升到物理中的概念，让物理贴近生活，使学生产生学习物理的兴趣.概念的得出不是直接给出，而是通过具体的生活情景或讨论与交流的形式，让学生感觉到运动必须要求的量，进而上升到物理概念.如：

参考系、质点等的概念.

描述运动的物理量这一部分，教材采用了同样的方法.如：

时间与时刻、路程与位移、速度等，从学生初中已有的相应知识结构出发进一步通过生活中的例子让学生明白这些概念所包含的意义，达到概念的升华，而不是用教条说理的方式让学生明白概念的内涵.而加速度对学生来说既是一个新的概念也是生活中已有的概念，教材同样通过实例让学生产生对这个概念的需求，再直接给出明确的定义.矢量在教材中采用旁批的形式出现，同时全书中也按照学生的实际将矢量分为大小和方向分别进行讨论，更有利于学生的学习.

在如何描述物体的运动中，本章只要求学生利用图象的方法进行描述.在现代生产、生活中，图象的运用随处可见，无论学生将来从事何种工作，掌握最基本的应用图象的知识，都是必需的.本部分内容教材力图通过数学与物理相结合的方法进行，让学生将数学知识迁移到物理学习中来，进而降低学生学习的难度.

全章共六节，建议用８课时.各节课时建议安排如下：

第一节认识运动1课时

第二节时间位移第三节记录物体的运动信息2课时

第四节物体运动的速度1课时

第五节速度变化的快慢加速度２课时

第六节用图象描述直线运动1课时

复习1课时

第一节认识运动

从容说课

本节首先让学生阅读一段有关运动和静止的描述，让学生了解更广泛意义上的运动和静止.在回顾了机械运动的根本特征后，让学生知道如何确定物体的运动和怎样看待运动的物体的问题.通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用.用多个讨论与交流的目的在于让学生从生活中的实际联系物理中的概念,通过讨论与交流将生活中的经验升华为物理概念.本节是高中学生学习物理的起始章节，激发学生的学习兴趣是教师在教学中应该注意的主要问题.教学内容看起来似乎显浅，但其中蕴涵着许多学生在初中学习时很少接触过的方法，教师在教学中要创设丰富多彩的情景，要使学生在愉悦的心境中开始高中阶段的物理学习.教师的教学方法要多样化，教学气氛要热烈，在教学中建立融洽、和谐、平等的师生关系，使学生感受到物理的魅力.通过课堂教学让学生学会归纳、学会表达、学会设想、学会讨论、学会交流、学会比较、学会换位思考、学会建立物理模型、学会小结.

教学重点1.在研究具体问题时，如何选取参考系.

2.质点概念的理解.

教学难点在什么情况下可以把物体看作质点.

教学方法启发式、讨论式、互动式.

教学用具录像资料、多媒体课件.

课时安排1课时

三维目标

知识与技能

1.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.

2.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.

过程与方法

1.通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法.让学生从熟悉的现象和已有的生活经验出发，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.

２.体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握理想化模型的方法.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.

情感态度与价值观

1.通过参考系和质点概念的学习，体会物理规律与生活的联系.

2.通过本节学习，激发学生学习高中物理课程的兴趣.

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.

教学过程

导入新课

师请同学们阅读以下一段文字,然后用恰当的文字进行归纳.

多媒体课件展示：

运动是物质存在形式及其固有属性.它包括宇宙中所发生的一切变化和过程，从简单的位置移动直到思维，运动同物质是不可分离的.物质的运动是由物质的内部矛盾引起的.运动和物质一样，是不可创造和不可消灭的，只能由一种形态转化为另一种形态.静止是有条件的、暂时的和局部的.静止是物质运动的特殊形式.世界上的各种现象，都是物质运动的表现形式.物质运动的基本形式有五种：

机械的、物理的（包括分子热运动、电磁运动、基本粒子和原子核运动等）、化学的、生物的和社会的运动形式.各种运动形式互相交错，如生物运动中包含着机械、物理或化学等运动.但它们各有自己的特殊的矛盾和独特的规律性.

生1宇宙中的一切都处在永恒的运动中.

生2运动是绝对的，静止是相对的.

引子：

〔播放“神舟〞六号升空的录像片〕“2005年10月12日—17日，“神舟〞六号成功完成第二次载人航天飞行和多项技术突破后安全返回.

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？

生略

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.

推进新课

一、参考系

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一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.

引子：

请你设想一下，你和一位同伴正坐在太空站里一边喝咖啡一边聊天.在“地球人〞看来，你们随太空站以很大的速度绕地球运动.那么，你和同伴能感觉到自己在高速运动吗？

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

展示问题：

以下描述中隐含的参考系是什么?

1.小小竹排江中游，巍巍青山两岸走.

2.月亮在莲花般的云朵里穿行.

3.坐在美丽的校园里学习毛泽东的诗句“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?

参考答案:

1.河岸竹排

2.云朵

3.地面地心人随地球一起围绕地轴自转，而且地球赤道周长大约是s=4.0×104km，即大约为八万里

4.这两种现象是由于选取参考系不同造成的.第一种现象是以人为参考系，人看到远处的山向人靠近；第二种现象是以地面为参考系，山是静止的，船在行驶.

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？

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，假设要研究探测器的运动情况，各应选择什么为参考系?

（参考答案:

前者为地球，后者为火箭）

2.在抗洪救灾过程中，常常要用飞机向受灾的地区空投救灾物资.从匀速飞行的飞机上向地面空投物资，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线路下落的?

地面上的人以地面作参考系，看到物体又是沿着什么线路下落的?

（参考答案:

前者为竖直直线，后者为曲线）

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2000m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？

参考答案:

〔1〕因同一物体相对于不同的参考系有不同的运动状态.相对于发射子弹的枪而言，子弹的初速度虽然为几百米每秒，但相对于其他以不同方向和速度运动着的物体，其运动速度就会有明显不同.当子弹和飞机的速度大小方向相同时，那么子弹相对于飞机静止，即出现上述情况.

〔2〕除了飞行员具有高超的飞行技术外，相对于同一参考系时两个“物体〞的速度要相同，即二者相对速度为零，处于相对静止状态即可完成.

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，设计工作寿命三年.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，将向地面传回中国及周边地区的更高质量的气象资料.

〔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？

该卫星相对地面来说，是静止的还是运动的？

〔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？

〔3〕“同步卫星〞与普通卫星相比较，有哪些特点？

参考答案:

〔1〕是以地球为参考系，且处于相对静止状态〔2〕卫星通讯〔3〕学完必修2后会更了解.

①以地心为圆心，绕地球做匀速圆周运动，绕地球一周用时一天；

②轨道平面与赤道平面重合，且到地心的距离固定，即只能定点在赤道正上方确定的高度上；

③相对地球处于相对静止状态.

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，那么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，但速度比跳伞运动员慢.以上三种情况都能使跳伞运动员与直升机间的距离不断增大.因此，跳伞运动员无法根据自己看到的现象来判断直升机相对于地面的运动情况.

师参考系可以任意选择吗？

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，那么说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，那么说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，一个星际火箭在刚发射时，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，假设以飞机为参考系来看，乘客是静止的；假设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.

可让学生小结：

（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.

二、质点

引子：

据报道，“神舟〞五号载人飞船船舱长7.4m，直径2.8m，用长58m、重达480t的“长征二号〞火箭发射.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，都不需要考虑它本身的大小和形状，可以把它简化成一个有质量的点.

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，忽略其次要因素，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1.5×108km.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:

假设研究地球绕太阳公转时，由于地球本身的大小与地球到太阳的距离小得多，那么可以把地球看作质点；但假设研究地面上各处季节变化时，那么不能把其看作质点.

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.讨论并回答以下问题，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.

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.

课堂训练

1.分析以下运动，研究对象能否当作质点？

〔1〕做花样溜冰的运动员；

〔2〕运行中的人造地球卫星；

〔3〕转动着的砂轮；

〔4〕从斜面上滑下的木块.

答案:

〔1〕花样滑冰运动员的动作复杂，既有旋转也有平移.假设对运动员的动作进行技术分析，显然不能把其视为质点，但假设只研究运动员滑冰场上的滑行路线，也可把运动员视为质点.〔2〕假设只研究人造地球卫星绕地球的轨道运动，由于人造卫星本身的大小与卫星离地球的距离小得多，那么应把人造地球卫星看作质点；但假设对人造地球卫星进行姿态调整控制，那么不能把其看作质点.〔3〕砂轮转动时，砂轮各部分的转动情况与砂轮的大小和形状有关，故不能把砂轮看作质点.〔4〕从斜面上滑下的木块，其各部分的运动情况都相同，故可把木块看作质点.

2.以下说法中，正确的选项是（）

A.做平动的物体一定都可以视为质点

B.有转动的物体一定不可以视为质点

C.研究物体的转动时一定不可以将物体视为质点

D.不可以把地球视为质点

答案:

选C.质点是一个物理模型，能不能将物体简化成这一模型是有条件的.对做平动的物体，由于物体上各点运动状态都相同，在描述这一物体的运动状态时，只要描述清楚了物体上某一点的运动情况，那么物体的运动情况就清楚了，在这种条件下，物体可视为质点.但是并不是在其他条件下不可视为质点.对有转动的物体，在一定条件下也可视为质点，如地球有自转，在研究绕太阳公转时，就把地球视为质点.要研究物体的转动就不能把物体视为质点，因为点谈不上转不转的问题，所以A、B、D项均错，只有C项正确.

课堂小结

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次要因素，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.

布置作业

课后练习

板书设计

第一节认识运动

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一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.

参考系

质点

概念

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

用来代替物体的有质量的点

说明

〔1〕运动和静止都是相对于参考系而言的.

〔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

〔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

活动与探究

通过查找资料或上网等方式，了解讨论伽利略和亚里士多德对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义.

习题详解

1.答案:

地球

2.答案:

车厢内的人是注视另一站台的火车，即人的视线已经离开了地面，人不以自身为参考系，就会以另一站台的火车为参考系，显然，人习惯于以自身为参考系，故有此感觉.生活中学生和教师在乘坐汽车时也会有类似的经历，可以用语言引导学生说出自己的感受，一般会出现同样感觉〔特别是防震功能较好的高档汽车〕.

3.答案:

〔1〕〔3〕

解析:

根据质点的定义，研究学生骑车回校的速度只是讨论学生与学校之间的位置随时间的变化关系，无须讨论学生的骑车动作和自行车的行驶方法原理，故可把其看成质点.对学生的骑车姿势进行分析时，学生的身躯和四肢就构成研究的对象，故不能把学生看成质点.火星探测器的大小相对地球与火星的距离在尺寸上完全可以忽略不计，故可把其看成质点.当火星探测器在火星表面探测火星时，那么探测器的动作直接影响探测的效果，所以，此时火星探测器不能看成质点.

4.答案:

以列车为参考系,向西运动;以地面为参考系,向东运动.

5.答案:

研究它的爬行轨迹和飞行路线可看成质点

解析:

物体自身的形状和大小对所研究的问题可忽略时,物体可以看作质点.

6.答案:

地球同步卫星相对于地面保持静止.它绕地球转一周需24h.

课外训练

1.甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况是（）

A.甲向上、乙向下、丙不动

B.甲向上、乙向上、丙不动

C.甲向上、乙向上、丙向下

D.甲向上、乙向上,丙也向上，但比甲、乙都慢

2.以下关于质点的说法中，正确的选项是（）

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

3.以下各种情况，可以把研究对象看作质点的是（）

A.研究小木块的翻倒过程B.讨论地球的公转

C.解释微粒的布朗运动D.计算整列列车通过某一路标的时间

参考答案:

1.答案:

BCD

解析:

电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参考系的.甲中乘客看高楼向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动.同理，乙相对甲在向上运动，说明乙对地面也是向上运动，且运动得比甲更快.丙电梯无论是静止，还是在向下运动，或以比甲、乙都慢的速度在向上运动，丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到是在向上运动.

2.答案:

C

解析:

一个实际物体能否看成质点，跟它体积的绝对大小、质量的多少以及运动速度的大小无关，决定于物体的尺寸与物体间距相比的相对大小.例如，地球可称得上是个庞然大物，其直径约为1.28×107m，质量达到6×1024kg，在太空中绕太阳运动的速度为几百米每秒.由于其直径与地球离太阳的距离〔约1.5×1011m〕相比甚小，因此在研究地球的公转运动时，完全可以忽略地球的形状、大小及地球自身的运动，把它看成一个质点.

3.答案:

B

解析:

讨论地球的公转时，地球的直径〔约1.3×104km〕和公转的轨道半径〔约1.5×108km〕相比要小得多，因而地球上各点相对于太阳的运动差别极小，即地球的大小和形状可以忽略不计，可把地球视为质点.

说明:

物理研究中常建立起一些理想化的模型，它是物理学对实际问题的简化，也叫科学抽象.它撇开与当前观察无关的因素和对当前考查影响很小的次要因素，抓住与考查有关的主要因素进行研究、分析、解决问题，质点就是一个理想化的模型.

［误解一］以为质点是指一个很小的点.但在小木块的翻倒过程中，木块各点绕一固定点转动，各点运动情况不同，不可看作质点.至于做布朗运动的微粒，尽管体积极小，仍受到来自各个方向上的液体分子〔具有更小体积〕的撞击，正是这种撞击作用的不平衡性使之做无规那么运动，也不可把布朗运动微粒视为质点.

［误解二］以为火车在铁道上的运动为平动，可视为质点.而此题实际考查的是经过某路标的时间，就不能不考查它的长度，在这种情况中不能视其为质点.