第一章 运动的描述课程实施方案Word格式文档下载.docx
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参考:
文学家的描述:
《光明日报)2003年10月17日第一版,作者欧阳中石“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空.”
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
(2)新课教学
一、物体和质点
针对上面看过的录像,老师提出问题:
请你描述出一些运动,详细描述物体的运动有什么困难?
足球向前球体滚动
雄鹰向前翅膀上下
发现描述物体运动不容易,我们需要了解物体各部分运动的区别吗?
问:
可以将问题简化吗?
为什么?
要准确描述物体的运动,特别是物体各部分的详细运动情况,并不是一件很容易的事.因为物体本身都有一定的大小和形状,物体各部分的运动情况一般并不一样.
在刚才看过的录像片中,我们见到了杨利伟,看到了“神舟”五号.据报道,“神舟”五号飞船载人舱长7.4m,直径2.8m,用长58m、重达480t的“长征”2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,需要考虑它本身的大小和形状吗?
生:
不需要,我们可以用荧光屏上的小光点代替这个“庞大”的飞船呀!
引入质点:
用来代替物体的有质量的点.(板)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?
(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?
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”.
请同学们对质点进行小结:
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.
(二)、作业系统:
(投放课件)
(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?
3、请同学完成课本11页问题与练习:
(1)
(2);
(3)
课外作业:
练习册上质点参考系和坐标系习题
时间和位移
1.能说出时间和时刻的区别和联系及路程与位移的区别.(应知)
3.能解释标量和矢量,知道位移是矢量,时间、时刻和路程是标量.(应知)
4.会正确用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移.(应会)
4、注重培养分析问题的能力,要能透过现象了解事物的本质。
5、培养学生的理解能力,对物理问题决不能主观臆断,正确的认识力和运动的关系。
要让学生多参与到学当中来,多讨论,多思考,多分析,多总结
[引入新课]
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?
质点、参考系、坐标系.
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?
不能.
那么要准确、全面地描述物体的运动,我们还需要用到哪些物理概念?
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.
师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?
生通过阅读、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动而引入的,要研究物体的运动还要学好这些基本概念.
引言:
宇宙万物都在时间和空间中存在和运动.我们每天按时上课、下课、用餐、休息。
从幼儿园、小学、中学,经历一年又一年,我们在时间的长河里成长.对于时间这个名词,我们并不陌生,你能准确说出时间的含义吗?
物体的任何机械运动都伴随着物体在空间中位置的改变,你们用什么来量度物体位置的改变呢?
这就是我们今天要研究的课题——§
1.2时间和位移.
[新课教学]
一、时刻和时间间隔
[讨论与交流]
指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分,然后用课件投影展示本校作息时间表.
同时提出问题;
1.在我校的作息时间表上,你能找出更多的时刻和时间间隔吗?
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?
学生在教师的指导下,自主阅读,积极思考,然后每四人一组展开讨论,每
组选出代表,发表见解,提出问题.
我们开始上课的“时间”:
8:
00就是指的时刻;
下课的“时间”:
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.
根据以上讨论与交流,能否说出时刻与时间的概念.
教师帮助总结并回答学生的提问.
师:
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.
让学生再举出一些生活中能反映时间间隔和时刻的实例,并让他们讨论.
教师利用课件展示某一列车时刻表,帮助学生分析列车运动情况.
(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
41
郑州
08:
42
36
05:
49
57
武昌
03:
28
20
09:
15
21
长沙
23:
59
5l
16:
25
广州
52
6小时59分、15小时50分、22小时零6分.
(教师总结)
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.
我们可以用数轴形象地表示出时刻和时间间隔.
教师课件投放教材图1.2—1所显示的问题,将其做成F1ash动画.
学生分组讨论,然后说说怎样用时间轴表示时间和时刻.
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).
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:
以下提供几个课堂讨论与交流的例子,仅供参考.
[讨论与交流]:
我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行.10月15日09时0分,“神舟”五号飞船点火,经9小时40分50秒至15日18时40分50秒,我国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗,再经11小时42分10秒至16日06时23分,飞船在内蒙古中部地区成为着陆.在上面给出的时间或时刻中,哪些指的是时间,哪些又指的是时刻?
参考答案:
这里的“10月15日09时0分”、“15日18时40分50秒”和“16日06时23分”,分别是指这次航天飞行点火、展示国旗和着陆的时刻,而“9小时40分50秒”和“11小时62分10秒”分别指的是从点火到展示国旗和从展示国旗到着陆所用的时间.
二、路程和位移
(情景展示)中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠,在沙漠中,远眺不见边际,抬头不见飞鸟.沙漠中布满了100~200m高的沙丘.像大海的巨浪,人们把它称为“死亡之海”.
许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路,甚至因此而丧生.归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题:
我在哪里?
我要去哪里?
选哪条路线最佳?
而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量:
位置、位移、路程.
(投影中国地图)让学生思考:
从北京到重庆,观察地图,你有哪些不同的选择?
这些选择有何相同或不同之处?
从北京到重庆,可以乘汽车,也可以乘火车或飞机,还可以中途改变交通工具.选择的路线不同,运动轨迹不同,但就位置变动而言,都是从北京来到了重庆.
根据上面的学习,你能给出位移及路程的定义吗?
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.
请看下面的一段对话,找出里面的哪些语言描述了位置,哪些语言描述了位置的变动.哪些是指路程,哪些是指位移.
甲:
同学,请问红孩去哪里了?
乙:
他去图书室了,五分钟前还在这儿.
图书室在哪儿?
乙指着东北的方向说:
在那个方位.
我还是不知道怎么走过去,有最近的路可去吗?
你可以从这儿向东到孔子像前再往北走,就能看见了.
丙加入进来,说道;
也可以先向北走,再向东,因为那边有好风景可看.
最近要多远?
大概要三百米吧.
丙开玩笑说;
不用,你如果能从索道直线到达也就是一百米.
别骗人了,哪有索道啊!
丙:
我是开玩笑的,那只好辛苦你了,要走曲线.
谢谢你们两位,我去找他了.
学生分组讨论后,选代表回答问题.
生1:
乙手指的方向——东北,就是甲在找红孩的过程中发生的位移的方向.
生2:
里面的三百米是指路程,一百米的直线距离是指位移的大小.
生3:
他们谈话的位置和图书室是两个位置,也就是甲在找红孩过程中的初末位置.
请你举出生活中更常见的例子说明路程和位移.(围绕跑道跑一圈的位移和路程)
[讨论与思考]
1.(用课件展示中国地图)在地图上查找上海到乌鲁木齐的铁路.请根据地图中的比例尺估算一下,坐火车从上海到乌鲁木齐的位移和经过的路程分别是多少?
阅读下面的对话:
甲:
请问到市图书馆怎么走?
乙:
从你所在的市中心向南走400m到一个十字路口,再向东走300m就到了.
谢谢!
不用客气.
请在图1—2—3上把甲要经过的路程和位移表示出来.
请你归纳一下:
位移和路程有什么不同?
生1:
位移是矢量,有向线段的长度表示其大小,有向线段的方向表示位移的方向.
生2:
质点的位移与运动路径无关,只与初位置、末位置有关.
生3:
位移与路程不同,路程是质点运动轨迹的长度,路程只有大小没有方向,是标量.
教师提出问题
位移的大小有没有等于路程的时候?
学生讨论后回答,并交流自己的看法.
生:
在直线运动中,位移的大小就等于路程。
教师适时点拨,画一往复直线运动给学生讨论.
在单方向的直线运动中,位移的大小就等于路程.
教师总结
只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程,在其他情况中,路程要大于位移的大小.
三、矢量和标量
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.
学生讨论后回答
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.
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.
气球升到离地面80m高空时,从气球上掉下一物体,物体又上升了10m高后才开始下落,规定向上方向为正方向.讨论并回答下列问题,体会矢量的表示方向.
(1)物体从离开气球开始到落到地面时的位移大小是多少米?
方向如何?
(2)表示物体的位移有几种方式?
其他矢量是否都能这样表示?
注意体会“+”“-”号在表示方向上的作用.
解析:
(1)一80m,方向竖直向下;
(2)到现在有三种:
语言表述法,如“位移的大小为80m,方向竖直向下”;
矢量图法;
“+”“一”号法,如“规定竖直向上为正方向,则物体的位移为一80m”.
[课堂训练]
(播放1500m比赛的录像片断)
在标准的运动场上将要进行1500米赛跑,上午9时20分50秒,发令枪响,某运动员从跑道上最内圈的起跑点出发,绕运动场跑了3圈多,到达终点,成绩是4分38秒.请根据上面的信息讨论以下问题,并注意题中有关时间、时刻、路程、位置变化的准确含义.
(1)该运动员从起跑点到达终点所花的时间是多少?
(4分38秒)起跑和到达的时刻分别是多少?
(上午9时20分50秒、上午9时25分28秒)
(2)该运动员跑过的路程是多少?
(1500米)他的位置变化如何?
(起跑点到终点的连线)
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.
[小结]
时间和时刻这两个概念是同学们很容易混淆的,同学们要掌握时间坐标轴.在时间轴上,用点表示时刻,用线段表示一段时间间隔.位移和路程是两个不同的物理量,位移是用来表示质点变动的,它的大小等于运动物体初、末位置间的距离,它的方向是从初位置指向末位置,是矢量;
而路程是物体实际运动路径的长度,是标量.只有物体做单向直线运动时,其位移大小才和路程相等,除此以外,物体的位移的大小总是小于路程.找位移的最好办法是从初位置到末位置间画有向线段.有向线段的方向就是位移的方向,有向线段的长度就是位移的大小.时刻对应位置,时间对应位移.在位置坐标轴上,用点来表示位置,用有向线段来表示位移.
本节课用到的数学知识和方法:
用数轴来表示时间轴和位移轴,在时间轴上,点表示时刻,线段表示时间间隔.要选计时起点(零时刻),计时起点前的时刻为负,计时起点后的时刻为正;
在位移轴上,点表示某一时刻的位置,线段表示某段时间内的位移.要选位置参考点(位置零点),直线运动中,可选某一单一方向作为正方向,朝正方向离开参考点的位置都为正,朝负方向离开参考点的位置都为负.位移方向与规定方向相同时为正,相反时为负.标量遵从算术加法的法则,矢量遵从三角形定则(或平行四边形定则,以后会学到,不让学生知道).
(二)、作业系统:
作业:
教材第16页问题与练习.
运动快慢的描述——速度
一、教学目标:
1.能说出物体运动的速度.知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性.
2.会正确使用公式计算物体运动的平均速度,
3.能解释质点的平均速度和瞬时速度的区别.
4注重培养分析问题的能力,要能透过现象了解事物的本质。
5培养学生的理解能力,对物理问题决不能主观臆断,正确的认识力和运动的关系。
6、要让学生多参与到学当中来,多讨论,多思考,多分析,多总结。
为了描述物体的运动,我们已经进行了两节课的学习,学习了描述运动的几个概念,大家还记得是哪几个概念?
质点、参考系、坐标系;
时间、时刻、位移和路程.
当物体做直线运动时,我们是用什么方法描述物体位移的?
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.
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?
学生讨论后回答,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?
教师指导学生快速阅读教材中的黑体字标题,提出问题:
要描述物体运动的快慢,本节课将会学到哪些概念(物理量)?
学生通过阅读、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描述物体运动的快慢而引入的,要研究物体运动的快慢还要学好这些基本概念.
(板书)§
1.3运动快慢的描述——速度
[新课教学]
一、坐标与坐标的变化量
教师指导学生仔细阅读“坐标与坐标的变化量”一部分.
[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
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?
[思考与讨论]
1.图1—3—l中汽车(质点)在向哪个方向运动?
2.如果汽车沿。
轴向另外一个方向运动,位移Δx是正值还是负值?
学生在教师的指导下,自主探究,积极思考,然后每四人一组展开讨论,每组选出代表,发表见解,提出问题.
汽车在沿x轴正方向运动,图示汽车从坐标x1=10m,在经过一段时间之后,到达坐标x2=30m处,则Δx=x2-x1=30m一10m=20m,位移Δx>
0,表示位移的方向沿x轴正方向.
我们的这种数学表述是与实际的物理情景相一致的,比如,汽车沿笔直的公路向东行驶,我们可以规定向东作为x轴的正方向,来讨论汽车的位置和位移.
教师用课件
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- 第一章 运动的描述课程实施方案 运动 描述 课程 实施方案