华南师大粤教版高一物理必修第第章教案.docx
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华南师大粤教版高一物理必修第第章教案
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教材：
粤教版高一物理必修1
授课对象：
高一学生
授课人：
李锦权
学院：
物理与电信工程学院
学号：
1．1认识运动
一、三维目标
1．知识与技能：
（1）理解质点的概念，知道在哪些情况下物体可视为质点。
（2）理解参考系的概念，知道选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。
（3）会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。
2．过程与方法：
（1）体会物理模型在探索自然规律中的作用，让学生将生活实际与物理概念相联系，通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中，自主升华为物理概念。
（2）通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获取知识的能力。
3．情感态度与价值观：
热爱自然，关心科技，正确方法，科学态度。
二、重点、难点
重点：
质点概念的理解，如何选取参考系。
难点：
什么情况下可以把物体看成质点。
三、教具
液晶投影机、笔记本电脑、三角尺。
四、教学过程
（一）引入
1．观看一段反映物体运动的动画，然后思考问题。
雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”……，宇宙中的一切物体都在不停地运动，运动是宇宙间永恒的主题，也是日常生活中常见的现象，那同学们可不可以概括一下，什么叫做运动呢？
物体在空间中所处的位置发生变化，这样的运动成为机械运动。
（二）参考系
关于机械运动，同学们肯定有许多的看法，下面我们一起来围绕几个常见的场景进行讨论。
（1）坐火车旅行图片
（2）地球自转图片（3）地球绕太阳转动图片
请同学们设想一下，你和一位同伴正坐在这辆行驶的火车上，铁路边的人看着火车中的乘客，那同学们，请问一下，你们究竟是运动的还是没有运动？
运动的，因为在路边的人看来，你的位置发生了改变。
没有运动，因为在你的同伴看来，你还是在我身边，位置没有发生改变。
我们再来看，我们知道，地球是时刻围绕地轴转动的，毛泽东也有着“坐地日行八万里”的诗句，那我们生活在地球上，却没有感觉到我们时刻都在运动呢?
我们都知道，地球在绕太阳转动，哥白尼的日心说才是正确的理论，但为什么我们生活在地球上，看到太阳从东边升起从西边落下，好像太阳是围绕地球运动的？
虽然说物体的运动是永恒的，但在描述某一物体的位置随时间的变化，却又总是相对于其它物体而言的，这便是运动的相对性。
看来，要描述一个物体的运动即位置随时间的变化，首先要选定“某个其它物体”做参考，然后再观察研究对象相对于这个选定物体的位置是否随时间变化以及怎样变化。
像以上分析的，用来做参考的物体称为参考系。
思考：
1．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？
2．“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。
”诗歌中隐含的参考系是什么？
3．描述一个物体的运动时，参考系：
_________
A．可以任意选取B．是一定的
4．选择不同的参考系来观察同一个物体的运动时，其结果：
_______
A．一定不同B．可能不同C．一定相同
由于运动描述的相对性，凡是提到运动，都应该弄清楚它是相对哪个参考系而言的，要比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系，比较才有意义！
参考系选择得当就会使问题研究变的简洁、方便！
比如，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，为了研究的方便，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。
再如，初中有这一问题，有一队伍正在匀速前进，通讯员从队尾匀速行至队首，再从队首行至队尾，求时间。
这一问题我们选择队伍作参考系就非常方便。
因此，选择参考系是研究问题的关键之一。
（三）质点
知道了物体运动的相对性之后，我们再来研究物体相对于参考系的运动情况。
还是看刚才的三幅图。
在地球绕太阳转动的图片中，地球在绕太阳公转，我们想描述地球绕太阳公转的轨迹时，是一件十分困难的事情，为什么呢，因为地球在公转的同时又在自转，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。
我们能否通过各种各样的简化方法，描绘出地球的公转轨迹呢？
我们知道，地球的直径约为12800km，而与太阳相距1.5×108km，也就是说地球直径约是它与太阳距离的万分之一。
因此，研究地球公转时，由于地球的大小而引起的地球各个部分的差异很小，可以忽略不计，也就是说可以忽略地球的大小，把它视为一个点。
忽略地球的大小和形状把地球看作一个点时，能够忽略地球质量吗？
（质量是物体的固有属性）
刚才，同学们其实已经做了一件伟大的事，什么伟大的事呢，在研究某一问题时，对结果影响非常小的因素把它忽略掉，突出研究对象的主要方面，这是一种科学抽象，物理学中称之为物理模型。
例如，刚才研究地球公转时把地球本身的大小、形状忽略不计，突出地球具有质量，而把地球简化为一个有质量的点就是建立了物理模型，
物理学中称这种不考虑物体的大小和形状，而突出物体具有质量的点，称为质点。
于是，对实际物体运动的描述就转化为对质点运动的描述。
那么，如果研究地球自转，考查地球上各点的运动，还可以把地球看作质点吗？
为什么？
不能，因为地球上各点的运动情况不一样。
又如，研究火车在沿平直轨道运动时，可以把火车看作质点吗？
研究火车过桥呢？
研究火车车轮上各点的运动情况呢？
这些情况下能把火车看作质点吗？
那么什么情况下可以把物体看作质点，质点又有哪些特征？
1．一个物体能否被看作质点，取决于它的大小和形状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。
2．一个物体能否被看作质点，取决于所研究问题的性质，即使是同一个物体，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。
3．质点是没有大小，没有形状，具有物体全部质量的点。
4．质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。
思考：
1．下列关于质点的说法中，正确的是（C）
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
2．在以下的哪些情况中可将物体看成质点（AC）
A．研究某学生骑车回校的速度
B．对这位学生骑车姿势进行生理学分析
C．研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹
D．研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
3．在以下的哪些情况中可将物体看成质点在处理（BD）
A．研究一端固定可绕该端转动的木杆的运动时，此杆可作为质点来处理
B．在大海中航行的船要确定它在大海中的位置，可以把它当做质点来处理
C．研究杂技演员在走钢丝的表演时，杂技演员可以当作质点来处理
D．研究地球绕太阳公转时，地球可以当作质点来处理。
（四）坐标系
如果一个可以看作质点的物体沿直线运动，怎样定量描述物体的位置变化呢？
为了定量地描述物体的位置及位置的变化需要在参考系上建立适当的坐标系，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，则需要建立三维坐标系。
其三要素是：
原点、正方向和单位长度。
例1：
如图所示，桌面离地面的高度是0.8m，坐标系原点定在桌面上，设竖直向下为坐标轴的正方向，A、B离地面的高度分别是1.3m、0.4m，问A、B的坐标应该是多少？
例2：
如图所示，一辆汽车从市民广场的钟楼出发沿人民路驶向孩儿巷和更俗剧场方向，我们怎样描述汽车的位置随时间的变化？
同学们认为怎样确定坐标系的坐标轴、原点、正方向和单位长度呢？
对质点的直线运动，一般选质点运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点。
学生阅读教材“科学漫步”栏目思考书中提出的问题
（五）课堂小结：
1．知识整理：
质点参考系坐标系
2．研究方法
抓住实际物理现象的主要因素，忽略次要因素，排除非本质因素的干扰，突出反映事物的本质特征，从而使物理现象或过程得到简化，建立物理模型，这就是我们必须掌握的科学研究方法——科学抽象。
1．2时间和位移
一、三维目标
（一）知识与技能
1、知道时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
2、理解位移的概念以及它与路程的区别。
3、初步了解矢量和标量。
（二）过程与方法
通过画时间轴与对比说明，让学生了解时刻与时间的区别，通过作图与距离，使学生懂得路程和位移及相关方向的区别与联系。
（三）情感、态度与价值观
1、通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置，不同时间内的不同位移（或路程）的体验，领略物理方法的奥妙，体会科学的力量。
2、养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。
二、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。
三、教学难点
位移的概念及其理解。
四、教学方法
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
五、教学流程
（一）引入新课
教师提问：
上节课我们学习了描述运动的几个概念，大家想一下是哪几个概念？
学生回答：
质点、参考系。
教师提问：
大家想一下，如果仅用这几个概念，能不能全面描述物体的运动情况？
学生回答：
不能。
教师启发：
那么要准确、全面地描述物体的运动，我们还需要用到那些物理概念？
学生活动：
一部分学生可能预习过教材，大声回答，一部分学生可能忙着翻书去找。
教师活动：
指导学生快速阅读教材第一段，并粗看这节课的黑体字标题，提出问题：
要描述物体的机械运动，本节课还将从哪几个方面去描述？
学生活动：
通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了进一步描述物体的运而引入的，要研究物体的运动还要学好这些基本概念。
（二）进行新课
1、对“时刻和时间间隔”概念的学习
教师：
同学们，我们经常会说，我们7:
30上课，8:
20下课，一节课是40分钟，我们多少点吃饭，多少点睡觉，其实啊，这些都是我们日常生活中常常接触到的一些关于时间的说法，那么，同学们能否告诉大家，究竟什么是时间呢？
学生：
学生讨论，各自说出对时间的认识。
教师：
要给出时间的定义，我们首先要了解一下时刻的概念，我们先画出一条时间轴，你们也可以拿出你们的手表，你们手表指示的一个读数对应着某一瞬间，这一瞬间就叫做时刻，就像9:
00是一个时刻，9:
01也是一个时刻等等。
对应在时间轴上，时刻就是一个点。
为了表示时间的长短，人们把两个时刻之间的间隔成为时间间隔，简称为时间。
时间在时间轴上表示为两个时刻点之间的距离。
任何时刻都可以作为时刻零点，我们常常以问题中的初始时刻作为零点。
教师：
利用幻灯片展示某一列车时刻表，帮助学生分析列车运动情况。
2、对“路程和位移”概念的学习
教师：
我们知道，路程表示物体运动轨迹的长度，但是路程能否就可以确定一个物体位置的变化呢？
我们一起分析一下图1-2-3，走过相同的路程，物体却到达了不同的位置，同理，要到达某一位置，物体可以选择不同的路径，走过的路程也就不一样。
因此，为了表达物体位置的变化，我们只需要考虑物体运动的起点和终点。
在这里我们引入一个新的物理概念——位移：
从物体运动的起点指向终点的有向线段成为位移。
教师：
物理学中，时间、路程、等只有大小的物理量成为标量；位移、速度等既有大小又有方向的物理量成为矢量。
教师：
分析课本例题。
（三）课堂总结、点评
（1）时刻是钟表指示的一个读数对应的某一瞬间，对应时间轴上的一个点，时间是两个时刻之间的间隔，对应时间轴上两个时刻对应点之间的距离。
（2）路程：
物体运动轨迹的长度叫路程，其单位通常用米（m），另外还有千米（km）、厘米（cm）等。
路程是标量。
（3）位移：
位移是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。
位移的大小等于初、末位置间的直线距离；位移的方向由初位置指向末位置。
通常用符号S表示。
位移是矢量，它与物体具体运动的路径无关。
其单位与路程的单位相同。
注意：
①位移与路程不是一回事。
只有物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程；除此之外，两者大小不会相等。
②位移是矢量，路程是标量，位移只与初末位置有关，与路径无关，而路程与路径有关。
（四）实例探究
［例1］关于时间与时刻，下列说法正确的是（）
A.作息时间表上标出上午8:
00开始上课，这里的8:
00指的是时间
B.上午第一节课从8:
00到8:
45，这里指的是时间
C.电台报时时说：
“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻
D.在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间
解析：
时刻是变化中的某一瞬间，时间为两个时刻之间的长短，时刻是一个状态而时间是一个过程，所以答案应为BC。
答案BC
［例2］质点沿着下图所示的边长为10m的正方形路线，从A点开始逆时针方向运动，每秒运动5m。
问，从开始运动时计时，到下列表中所指三个时刻的三段时间内，质点运动的路程和位移各多大（填在表中相应空格中）？
在图中画出三个位移矢量图。
运动时间
路程大小
位移大小
0～2s末
0～4s末
0～8s末
解析
（1）0～2s末：
运动路程10m，位移大小为
m，位移矢量由A指向B点（bc边的中点）。
（2）0～4s末：
运动路程20m，位移大小等于10m，位移矢量由A指向C点（cd边的中点）。
（3）0～8s末：
运动路程40m，位移大小为零（回到出发点A）
［例3］一质点绕半径为R的圆周运动了一圈，则其位移大小为，路程是。
若质点运动了
周，则其位移大小为，路程是，运动过程中最大位移是最大路程是。
解析：
如图所示，运动一圈位移是0m，路程为
；若运动
周，则物体末位置在B点，位移大小
，路程为
；运动中最大位移为
，最大路程为
（n为圈数）答案：
0；
；
；
；
；
1.3记录物体的运动信息
一、教学目标
知识与技能
1.了解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息（时间和位移）
2.会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理
过程与方法
1.通过学生自己看打点计时器的说明书,培养学生独立学习的能力
2.通过实验得出物体的运动信息,用数学的方法表述出来.培养学生获取信息处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测量一些不能直接测量的物理量的方法
3.体验实验中理性思维的重要,即要动手,又要动脑
4.经历科学探究过程认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物体的运动
情感态度价值观
1.感受打点计时器的巧妙设计思路,体会物理原理在解决实际问题中的指导作用,增强将物理知识应用于实际生活的意识
2.经历实验过程,体验科学实验过程的艰辛与喜悦,并乐于探索自然界的奥秘
3.培养学生的交流与合作精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,并养成尊重他人的习惯
二、教学重点与难点
重点:
打点计时器的使用。
难点:
对纸带数据的处理，会通过纸带比较物体运动的快慢，能通过纸带知道物体何时做匀速直线运动，何时做变速直线运动。
三、教学方法
实验探究式教学方法
四、教学设计
（一）新课内容
1.打点计时器的认识
先让学生阅读教材,然后老师提出问题,引导学生回答:
（1）电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?
其工作电压为多少?
（2）我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少?
（3）打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移,能不能记录时间?
（4）说出电磁打点计时器的构造?
工作原理?
如图1—4—1所示。
（5）解释电火花计时器的工作原理?
如图1—4—2所示,它与电磁打点计时器相比,哪一种误差小?
原因是什么?
2.练习使用打点计时器
问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带?
师总结:
将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可.
问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?
师总结:
（1）调整复写纸位置或更换复写纸。
（2）调整打点计时器。
（可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置;可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置;可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止）
（3）可能是选择的4—6V的电压太低,可适当调高电压,但不得超过10V
问题3.为什么要先打开电源让打点计时器先工作1—2s再松手打纸带?
可不可以先松手再打开打点计时器的电源?
师总结:
打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作,所以应先打开电源让打点计时器工作1—2s后才能松手打纸带.这样做可以减小误差
问题4.打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处?
师总结:
因为打点计时器是按照间歇性工作设计的,长期工作会导致线圈发热而损坏
指导学生动手练习使用打点计时器，要让学生按步骤有序操作,并打出几根纸带。
选择一条点迹清晰的纸带,如图1—4—3所示,引导学生回答下列问题:
（1）怎样从打出的纸带中获取数据?
指导学生用列表格的形式把数据列出。
（2）怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？
（用纸带上两个点之间的距离除以两个点之间的时间间隔,即根据
，求出在任意两点间的平均速度，这里S可以用直尺测量出两点间的距离，t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。
）
（3）在打出的B、C两个点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是多少?
（4）如果纸带上的点迹分布不均，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？
（在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s，所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小）
课后研究课题
以“人类历史上的计时工具”为主题，做一个小研究课题
1.4物体运动的速度
一、教学目标
知识与技能
1.理解速度与速率的概念，知道速度与速率之间的区别与联系。
2.理解平均速度，知道平均速度的符号，单位，知道瞬时速度的概念，知道瞬时速度与平均速度的关系；知道速度和速率以及它们的区别；
3.会计算质点的平均速度，认识各种仪表中的速度；
4.理解速度的物理意义。
过程与方法
1．运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，从而渗透物理学的重要研究方法等效的方法．
2．培养迁移类推能力
情感态度与价值观
1．通过解决一些问题，而向复杂问题过渡，使学生养成一种良好的学习方法．
2．通过师生平等的情感交流，培养学生的审美情感，增强学生的学习兴趣．
二、教学重点与难点
教学重点:
瞬时速度、平均速度两个概念及两个概念之间的联系
教学难点:
对瞬时速度的理解
三、教学方法
教师启发、引导，学生自主思考，讨论
四、教学设计
（一）新课导入
在初中的时候我们学过，把物体通过路程与所用时间的比值叫做速度，但在前面一节中，我们知道路程并不能确切地描述物体位置的变化和运动方向，因此，初中课本对速度的描述是不准确的，现在我们重新定义，把物体通过路程与所用时间的比值叫做速率，路程是只有大小没有方向的标量，因此，速率也是标量，只有大小，没有方向。
那么，我们究竟用什么物理量来描述物体的运动快慢呢？
（二）新课内容
1.平均速度
在前面一节中我们学习了，位移能准确地描述物体的位置变化和运动方向，因此，在这里我们定义一个新的物理量——平均速度：
用物体位移和产生这段位移的时间的比值成为平均速度。
公式
①定义：
表达式
中所求得的速度，表示的只是物体在时间间隔
内的平均快慢程度，称为平均速度。
②平均速度只能粗略地描述运动的快慢。
③平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间
内发生的位移方向相同。
④平均速度必须明确是哪段时间或哪段位移上的平均速度，取不同的时间段或位移段平均速度一般是不同的。
问题：
百米运动员，10s时间里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢？
回答：
每秒平均跑10m。
百米运动员是否是在每秒内都跑10m呢？
答：
否。
说明：
对于百米运动员，谁也说不来他在哪1秒跑了10米，有的1秒钟跑10米多，有的1秒钟跑不到10米，但当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢，而不关心其在各时刻运动快慢时，就可以把它等效于运动员自始至终用10ms的速度匀速跑完全程。
此时的速度就称为平均速度。
所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。
例1：
甲、乙两地位于同一条直线上且相距60km，一辆汽车从甲地开往乙地，它以60kms的速度行驶了全程的
，余下的路程以20ms的速度行驶，则汽车从开始到行驶完全程的平均速度大小为多少？
解：
设全程的路程为2S，则
2、瞬时速度
刚才已经知道，平均速度表示的只是物体在时间间隔
内的平均快慢程度，并不能准确的描述物体在每一时刻的速度情况，为了表示任意时刻的运动快慢，我们引入一个新的物理量——瞬时速度。
【实验探究】图1-3-2，顺时在时间轴上表示为一点，而时间表示为时间轴上的一段距离，根据平均速度的定义，我们再把时间压缩成某时刻的一个点，就可以得到顺时速度的定义。
①定义：
物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度，叫做瞬时速度。
②瞬时速度和平均速度的关系：
如果时间
非常小时，就可以认为平均速度表示的是物体在时刻
的瞬时速度。
③瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢。
④初中学到的匀速直线运动，就是瞬时速度保持不变的运动。
测量仪器：
速度计（速度计所指的数值就是某时刻汽车的瞬时速率，随着行驶的快慢而定）。
五、本节课小结：
1、速度的概念及物理意义；
2、平均速度的概念及物理意义；
3、瞬时速度的概念及物理意义；
4、速度的大小称为速率。
例题2：
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？
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
…
…
…
…
六、课堂小测验：
（1~3题）
1．下列说法中正确的是（）
a．做匀速直线运动的物体，相等时间内的位移相等
b．做匀速直线运动的物体，任一时刻的瞬时速度都相等
c．任意时间内的平均速度都相等的运动是匀速直线运动
d．如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一个恒量，则此运动是匀速直线运动
2．下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是（）
a．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零
b．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬
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