1.1 运动的描述 教学设计(表格式)

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名称 1.1 运动的描述 教学设计(表格式)
格式 docx
文件大小 648.7KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-04-23 20:12:23

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文档简介

物理必修一第一章运动的描述单元教学设计
单元基本信息
课程标准模块
使用教材版本 人教版(2019)
单元名称 运动的描述
单元课时数 7
一、单元学习主题分析(体现学习主题的育人价值)
主题名称 运动的描述
主题概述 本单元是高中物理第一单元,对于高进入高中阶段的学生对物理学科的学习来说,起到承上启下的作用。本章主要讲述了描述运动的几个物理量:质点、参考系、坐标系、时间与时刻、位移与路程、速度与加速度等。不仅是下一单元学习的基础,也是以后力学个单元学习的基础,所以教学中应注重教会学生探究物理问题的方法和研究物理问题的科学思维方法,为今后的学习打好基础。 在本单元中,我们首先把这5节内容看做一个有机整体来研究,因为它们都是在描述物体的运动。大致分成四个专题。专题一,质点、参考系和坐标系。重点解决运用科学抽象的思维方法来研究物理问题,以及研究的环境与工具。专题二,时间和位移。重点讲述时间与时刻、、位移与路程的区别于联系,以及时空的对应性问题。初步引入了标量与矢量的概念。专题三,描述物体运动的快慢——速度及其测量。重点之一是讲述速度的概念、定义、定义式、单位以及矢量性,并通过对平均速度和瞬时速度的对比与联系,初步引入了极限的概念。重点之二是利用打点计时器测量速度,要求学生熟悉打点计时器的基本构造,安装及使用方法,并能够较为准确的测出运动物体的速度。这里对考察学生的独立思考能力、操作能力、收集信息能力、处理信息能力都尤为重要。专题四,速度变化快慢的描述——加速度。在前面学习速度、速度变化量的基础上,研究速度变化的快慢问题。重点要关注矢量的变化。这四个专题是在教材安排的基础上,对运动的描述环环相扣,研究层层深入,为今后从整体上研究力学和运动学奠定了基础。
主题学情分析 高中阶段物理知识体系容量大难度大,与初中不能很好衔接。初中物理所学的内容比较浅显感性和生活气息较浓等特点,章节之间的联系不是那么紧密,教材中的文字说明比较通俗易懂,所研究的问题一般都是建立在实验的基础上,通过实验提出问题或由实验得出结论,认识的过程是由感性到理性,符合初中学生的认知规律,所分析的物理现象比较简单,与日常生活联系紧密,易于理解。而高中物理章节之间联系非常紧密,比较抽象、理性,一些内容与日常生活的实际联系不是那么紧密,不易理解 针对学生情况应该做到1.新旧知识同化和顺应2.加强直观性教学、提高物理学习兴趣
学习条件支持 实验设备器材、黑板、多媒体设备、智能终端等。以及数字资源、软件工具、网络平台等(虚拟环境)等。
二、单元学习目标设计(基于标准、分析教材、结合学情,体现素养导向)
单元学习目标 知识与技能: 1.知道质点的概念和条件。2.理解参考系的选取在物理中的作用,会依据实际情况选取参考系。3.会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。4.知道时间与时刻的区别与联系。5.理解唯一概念,了解位移与路程的区别。6.会用坐标变化量表示物体运动的位移和时间。7.理解速度概念,定义式和物理意义。8.理解平均速度和瞬时速度的概念,理解二者的区别与联系。9.知道打点计时器的基本构造及作用,会正确安装打点计时器并用它测物体速度。10.明确v-t图像的物理含义,会用描点法做出v-t图像并从中获取相关信息。11.理解加速度概念,熟知他的定义、公式、符号、单位和物理意义。12.知道加速度是矢量,他的方向始终与速度变化的方向一致。13.理解并会用速度图像分析物体的加速度。 过程与方法: 1.知道质点的条件及意义,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。 2.体验在不同参考系中研究物体运动的相对性。3.体会利用坐标系研究物体位置的优越性,培养学生发现问题并力图解决问题的意识。4.会用坐标表示时间和时刻,位置与位移。5.会用矢量方法表示或计算位移。6.通过对日常生活实例分析,了解变化率的含义。7.通过速度定义,进一步理解比值定义法的含义。8.通过对平均速度和瞬时速度的学习,初步理解极限的意义。9.通过实验,培养学生的独立学习能力、合作能力、获取信息以及处理信息的能力。10.通过v-t图像的制作与研究,体会数学工具在物理学习中的重要运用。11.通过对速度、速度变化量、速度变化率三者的分析培养学生比较分析问题的能力,培养学生的逻辑思维能力。 情感态度与价值观: 1.认识运动是自然界中的普遍现象,培养学生热爱自然、乐于探究的科学精神。2.通过对质点和参考系的学习,是学生认识物理规律与实际生活的联系。3.渗透抓主要因素,忽略次要因素的哲学思想。4.通过对时刻与位置、时间与位移的对应性的认识,领悟物理方法的奥妙,体验科学的巨大力量。5.通过对物理实验的体验经历,体会科学实验的艰辛及亲自获取研究成果的乐趣。6.培养学生的合作与交流精神,养成在研究中坚持原则又尊重他人的良好习惯。7.有将物理知识要用到实际生活中的思想意识,养成运用物理知识探究身边问题的习惯,领悟学以致用的无限乐趣。
三、各课时学习目标(聚焦课时内容,具体、可操作、可检测,学习符合学科要求) 学习目标解析(明确各学习目标达成之后,学生的具体表现和评价方式。)
第1课时 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)认识质点模型的意义和根本特征,能根据具体情况将物体简化为质点。 (1)通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法。 (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。
第2课时 (1)知道时间和时刻的区别和联系。 (2)理解位移的概念,了解路程与位移的区别。 (3)知道标量和矢量,能初步识别标量和矢量。 (1)在位移的学习中,要使学生学会将抽象问题形象化的处理方法。 (2)通过时间位移的学习,要让学生体会生活与物理的关系,同时要让学生学会用科学的思维看待事实(如电台报时时所用的语言----刚才最后一响是北京时间(应为时刻)等)。 (3)在学习过程中要让学生体会既要尊重科学,同时也尊重社会现实的观点。
第3课时 (1)理解位移和时间图像并懂得使用图像 (2)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、位移) 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 通过实验得出物体的运动信息,用数学方法表述出来,培养学生获取信息、处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟间接测量一些不能直接测量的物理量的方法 通过画位移—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力,体验数学工具在物理发展中的作用
第4课时 (1)理解物体运动的速度。 (2)理解平均速度的意义,会用定义式计算物体运动的平均速度。 (3)理解瞬时速度的意义,理解从平均速度求瞬时速度的思想方法。 (1)通过在坐标图上讨论物体的运动,领略分析研究自然规律时的作用。 (2)在讨论平均速度与瞬时速度的关系的过程中,初步领会数学与物理相结合的方法。 (3)通过图示法的初步应用和极限思想方法的体验,休会数学在研究物理问题中的重要性。
第5课时 (1)理解物体运动的速度。 (2)理解平均速度的意义,会用定义式计算物体运动的平均速度。 (3)理解瞬时速度的意义,理解从平均速度求瞬时速度的思想方法。 (1)通过在坐标图上讨论物体的运动,领略分析研究自然规律时的作用。 (2)在讨论平均速度与瞬时速度的关系的过程中,初步领会数学与物理相结合的方法。 (3)通过图示法的初步应用和极限思想方法的体验,休会数学在研究物理问题中的重要性。
第6课时 1.理解加速度的意义,知道加速度是表示速度变化快慢的物理量.知道它的定义、公式、符号和单位,能用公式a=△v/△t进行定量计算. 2.知道加速度与速度的区别和联系,会根据加速度与速度的方向关系判断物体是加速运动还是减速运动. 3.理解匀变速直线运动的含义,能从匀变速直线运动的v—t图象理解加速度的意义 1.经历将生活中的实际上升到物理概念的过程,理解物理与生活的联系,初步了解如何描述运动.通过事例,引出生活中物体运动的速度存在加速和减速的现实,提出为了描述物体运动速度变化的快慢,引入了加速度概念的必要性,激发学生学习的兴趣. 2.帮助学生学会分析数据,归纳总结得出加速度. 3.教学中从速度一时间图象的角度看物体的加速度,主要引导学生看倾斜直线的“陡度”(即斜率),让学生在实践中学会应用数据求加速度.
第7课时 1.理解加速度的意义,知道加速度是表示速度变化快慢的物理量.知道它的定义、公式、符号和单位,能用公式a=△v/△t进行定量计算. 2.知道加速度与速度的区别和联系,会根据加速度与速度的方向关系判断物体是加速运动还是减速运动. 3.理解匀变速直线运动的含义,能从匀变速直线运动的v—t图象理解加速度的意义 1.经历将生活中的实际上升到物理概念的过程,理解物理与生活的联系,初步了解如何描述运动.通过事例,引出生活中物体运动的速度存在加速和减速的现实,提出为了描述物体运动速度变化的快慢,引入了加速度概念的必要性,激发学生学习的兴趣. 2.帮助学生学会分析数据,归纳总结得出加速度. 3.教学中从速度一时间图象的角度看物体的加速度,主要引导学生看倾斜直线的“陡度”(即斜率),让学生在实践中学会应用数据求加速度.
四、各课时任务设计及学习活动(指向学习目标,强调学生的活动与体验)
第1课时 任务/活动1 一、新课导入:通过课件展示物体的机械运动:上升的火箭、飞驰的火车、匆匆的行人…… 二、进行新课 (一)物体和质点 【阅读】P9第一部分:物体与质点并完成下列问题。 1、雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,足球在绿茵场上飞滚……在这些司空见惯的现象中,雄鹰、足球都在做机械运动。详细描述物体的运动有什么困难 困难出在哪里? 2、描述物体运动,我们需要了解物体各部分运动的区别吗 可以将问题简化吗?为什么? 3.讲解什么叫质点?把物体看成质点的条件是什么? 【思考与交流】 1.地球是一个庞然大物,直径约为12 800km,与太阳相距1.5Xl08 km.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 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 3.物理中的“点”跟几何中的点有什么相同和不同之处 (二)参考系 【阅读】P10第二部分:参考系并完成下列问题。 A级1、看教材中的图1.1—3,车中小孩是运动还是静止的? 2、参考系 3、看教材中的图1.1—4,选择不同参考系来观察同一物体运动,结果如何? 【思考与交流】 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、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 【阅读】P11坐标系并填空 1、要准确地描述物体的______及______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_______坐标系,就能准确表达物体的位置; 【思考与交流】 1、如果物体在二维空间运动,即在同一平面运动,就需要建立__________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. 在直线上规定 、 和 ,建立直线坐标系,如图所示,若物体运动到A点,此时它的位置坐标xA= ,若它运动到B点,则此时它的位置坐标 xB = 。 3、阅读教材“说一说”栏目并思考书中提出的问题. 三、总结与反思 四、自我测评 五、布置作业
任务/活动2
任务/活动3
······
第2课时 任务/活动1 一、导入新课。 研究物体的运动离不开时间,我们的生活与时间紧紧联系在一起,我们常说“第一节上课时间是8:00”“一节课的时间是45分钟”。 提问:这两句话中时间意思相同吗? 二、讲授新课。 (一)时刻和时间间隔 1.时刻:是指某一瞬时。 2.时间间隔:是指两时刻的间隔,时间间隔简称时间对应于某个过程。 思考讨论:第一节上课时间是8:00和一节课的时间是45分钟,这两种说法准确吗?应该怎么说? 参考答案:第一种说法不正确,应改为:第一节上课时刻是8:00,它表示的是某一瞬时而非某个过程。 3.时刻和时间在数轴上表示 出示图片:时间坐标轴 教师讲解:在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示。 上课和下课表示的是( ),45min和10min表示( )。 答案:时刻;时间 4.时间可以用公式表示 式中和分别表示先后两个时刻,表示这两个时刻之间的时间。 教师强调:我们平时说的“时间”,有时指的是时刻,有时指的是时间间隔,要根据上下文认清它的含义。 针对练习 下列计时数据指时间的是( ) A.高铁于9点43分从长沙发车 B.运动员跑完100m用时10s C.1997年7月1日零时中国恢复对香港行使主权 D.8点钟开始上第一节课 答案:B 二、位置和位移 1.坐标系:为了定量地描述物体的位置,需要在参考系上建立适当的坐标系。 (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。 出示动画并画出一维坐标系 教师强调:注意要规定原点,正方向和单位长度 例1:沿东西方向建立一维坐标系,x轴的正方向指东,选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O,请说出汽车的位置。 出示动画:出发点坐标是;终点坐标是 参考答案:汽车的出发点坐标是,表示它在岗亭以西处;汽车的终点坐标是,表示它在岗亭以东处。 (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. 出示动画:二维坐标系 (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. 2.路程 (1)定义:路程是质点运动轨迹的长度。 例如:北京去重庆,可以选择不同的交通方式。①乘火车②乘飞机③乘火车到武汉乘轮船沿长江而上。不同方式路程不同 出示图片:北京到重庆 思考:就位置的变动来说相同吗? 教师讲解:无论使用什么交通工具、走过了怎样不同的路径,他总是从北京到达了西南方向、直线距离约1300km的重庆,即位置的变化是相同的. 如图:只要物体的初、末位置确定,这个有向线段就是确定的,它不因路径的不同而改变。 3.位移 (1)定义:由初位置指向末位置的有向线段称为位移。 (2)意义:描述物体位置变化的物理量。 (3)理解:大小:有向线段的长度。 方向:由初位置指向末位置。 注意:求位移时必须回答方向。 4.矢量和标量 (1)矢量:既有大小又有方向的物理量叫作矢量。例如:力、速度、位移。 (2)标量:只有大小没有方向的物理量叫作标量。比如说质量、体积、温度、路程。 针对练习 一艘汽艇在宽广的湖面上先向东行驶了6.0km,接着向南行驶了8.0km,则该汽艇运动的位移的大小为________km,路程为________km。 答案:10.0;14.0 知识拓展 对矢量、标量的理解 (1)大小的比较 标量大小的比较只看其自身数值大小,而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小,绝对值大的矢量就大。 (2)运算方法 标量的运算法则是算数法,即初中学过得加减乘除,乘方和开方等,矢量的运算法则为平行四边形法则,这要以后才能学习。 提问:你知道路程与位移的区别与联系有哪些吗: 教师总结 5.路程与位移的区别与联系 (1)位移有方向,路程没有方向。 (2)位移与运动运动路径无关,只与初位置、末位置有关,路程只跟运动路径有关。 (3)当物体做单向直线运动时,位移大小与路程相等。在其他情况中,路程要大于位移的大小。 (4)位移为零时,路程不一定为零。 (三)直线运动的位移 思考讨论:在一维坐标系中用坐标表示物体的位置,那么,你知道位移应该如何表示吗? 如图:物体在时刻处于“位置”,在时刻处于“位置” 位移:用坐标变化来表示: 若两坐标之差为正,则位移的方向指向x轴的正方向; 若两坐标之差为负,则位移的方向指向x轴的负方向。 思考讨论:某物体从A点运动到B点,坐标为5m,为2m,物体的位移大小等于多少?方向如何? 位移的方向指向x轴的负方向
任务/活动2
任务/活动3
第3课时 任务/活动1 (一)位移—时间图像 物体的位置或位移可以用图像直观地表示。 若原点O选作初始位置,则位置与位移大小相等(x=Δx),则左图为位移—时间图像,又称x-t图像。 从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。 (二)位移和时间的测量 生活中,人们可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置,从而推断出它在一段时间内的位移。 用照相的方法记录物体的位置,用钟表记录物体运动的时刻,也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置。 出示图片:频闪照相 学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。 1.打点计时器的分类 供高中学生实验用的打点计时器:电磁打点计时器和电火花打点计时器 出示图片:电磁打点计时器和电火花打点计时器 2.电磁打点计时器 出示图片:电磁打点计时器 (1)工作电压:4~6交流电源 (2)原理:接通交流电源后,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便振动起来,带动其上的振针上下振动。这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。 (3)打点计时器的作用:打点计时器是一种使用()电源的计时仪器,当电源频率为50Hz时,它每隔( )打一次点.打点计时器和纸带配合,可以记录物体运动的时间及在一段时间内的( )。这就为研究物体的运动提供了可能。 答案:交流;0.02s;位移。 2.电火花计时器 出示图片:电火花计时器 (1)工作电压:( )V交流电源; (2)原理:当接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一行点迹。 实验:练习使用打点计时器 出示图片:电磁打点计时器 1.了解打点计时器的构造,然后把它固定好。 2.安装纸带 3.启动电源,用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点。随后关闭电源。 4.取下纸带,从能够看清的某个点开始(起始点), 往后数出若干个点。例如数出n个点,算出纸带从起始点 到第n个点的运动时间t。 5.用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。填入表格中 单位:cm 打点的数目时间/s测量的距离位移/cm50.1OA3.15100.2OB12.38150.3OC27.78200.4OD49.60250.5OE77.50
注意:作为纸带的起始点O点,不计为打点的数目。 科学漫步全球导航卫星系统 全球导航卫星系统一般分为空间部分、地面测控部分和用户三大部分。 空间部分即导航卫星系统,一般由数十颗卫星组成,每颗卫星可以发送导航卫星信号,编织成细密的网络,使得地球上任意地点任意时刻都能观测到4颗以上的导航卫星 出示图片:全球导航卫星系统 常用的全球导航卫星系统有美国的全球定位系统(GPS)、我国的北斗系统(COMPASS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)和欧盟的伽利略系统(GALILEO)。 2012年我国的北斗系统开始为亚太地区提供定位、导航和授时服务,2020年该系统将实现在全球范围内提供服务。 三、课堂练习 1.位移是矢量,它不仅具有大小,还有_____。位移是_____量,物体做直线运动时,其位移和速度的方向可以用_____来表示,它只表示位移的方向,而不表示位移的大小。 答案:方向;矢;正负号 2.一个篮球从4m高的地方竖直落下,碰地后反弹跳起1m被接住,这个过程中篮球所通过的路程是_____m,位移大小是_____m。 答案:5;3 3.如图所示,一物体沿三条不同的路径由A运动到,下列关于该物体位移大小的表述正确的是( ) A.沿1较大 B.沿2较大 C.沿3较大 D.一样大 答案:D 4、小王走路上学用了30分钟走了一千米,此处的“30分钟”和“一千米”分别指( ) A.时间、位移 B.时刻、路程 C.时间、路程 D.时刻、位移 答案:C 四、拓展提高 1.下列说法中符合实际的是( ) A.“万米”赛跑,指的是位移为一万米 B.打点计时器是一种测量长度的仪器 C.出租汽车按位移的大小收费 D.火车站售票厅悬挂的是列车时刻表 答案:D 2、桌面离地面的高度是0.8m,在桌面边缘上将一个小球竖直向上抛出,它上升0.5m后回落,最后到达地面,取竖直向上为正方向,整个过程中小球的位移是( ) A.0.5m B.0.8m C.-1.3m D.-0.8m 答案:D 五、课堂小结 1.时刻:是指某一瞬时,在表示时间的数轴上,用点来表示。 2.时间间隔:是指两时刻的间隔,用线段来表示,简称时间。 3.路程是物体运动轨迹的长度。 4.位移由初位置指向末位置的有向线段称为位移 5.矢量在物理学中,既有大小又有方向的物理量叫矢量。 6.标量:在物理学中,只有大小而没有方向的物理量叫标量。 7.打点计时器的原理以及使用。
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第4课时 任务/活动1 一、导入新课。 出示图片 生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向,不同的运动,快慢程度并不相同。 比较物体运动的快慢,你还记得初中有哪些方法吗? 初中所学的速度与高中所学的速度完全相同吗? 二、讲授新课 (一)速度 1.比较物体运动快慢的方法 (1)相同时间比较位移 出示动画:小车的运动 教师总结:相同时间内,位移越大,物体运动越快 (2)相同位移比较时间 出示动画:小车的运动 教师总结:相同的位移,所用时间越短的物体运动的越快 思考讨论:如果时间和位移都不同,怎样比较物体运动快慢呢? 用单位时间内的位移来比较物体运动快慢。 2.速度 (1)定义:物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢,这就是速度。 (2)定义式:v=Δx/Δt v表示速度;Δx表示物体在Δt内的位移 (3)单位:米每秒(m/s)、千米每时(km/h)、厘米每秒(cm/s)等。 (4)物理意义:描述物体运动快慢的物理量 速度大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小;速度的方向是物体运动的方向。 (5)速度是矢量,它既有大小,又有方向。 v的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定,正号表示与规定的正方向相同,负号表示与规定的正方向相反。 针对练习: 1.说出下面速度方向并比较大小 解答:和 方向与规定正方向相同 方向与规定正方向相反 注意:矢量的正负号仅表示方向,比较大小取绝对值,绝对值大的速度大。 (二)平均速度和瞬时速度 1.平均速度 (1)定义:物体在时间Δt内运动的平均快慢程度(物体运动的位移与发生这个位移所用的时间的比值),叫作平均速度。 (2)定义式: (3)物理意义 粗略地描述了物体运动快慢程度和方向;平均速度大,物体运动快,反之慢。 (4)平均速度是矢量,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。 注意:①平均速度必须指明那段时间或哪段位移。 ②平均速度不考虑运动过程的细节问题,只考虑初末位置及整个过程的运动时间问题。 ③平均速率不是平均速度的大小,平均速率等于路程与时间的比值;平均速度大小一般不等于平均速率。 针对练习 (2019.湖南学业考试)某校教师举行50m往返跑接力比赛,胡老师一次往返用时20s,则他的平均速度是______m/s平均速率_____m/s 提示:物体往返一次位移为x=0,所以平均速度为0。 物体往返一次路程为100m,平均速率是路程与时间的比值。 思考讨论:平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向。那么,怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢? 出示图片 参考答案:可用时刻t到t+Δt一小段时间内的平均速度: 来代替时刻t物体的速度,Δt越小,运动快慢的差异就越小。当Δt非常非常小时,运动快慢的差异可以忽略不计,就可认为是t时刻的速度。 2.瞬时速度 (1)定义:物体经过某一位置或在某一时刻的运动快慢程度就是瞬时速度。 (2)瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢。 (3)匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等。 (4)速率:瞬时速度的大小通常叫作速率。 出示图片:汽车速度计 汽车速度计不能显示车辆运动的方向,它的示数实际是汽车的速率。 注意:日常生活中说到的“速度”,有时是指速率,要根据上下文判断。 课堂小结 1.物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体速度2、速度是矢量,它既有大小,又有方向。v的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定 3.平均速度:粗略地描述了物体运动快慢程度和方向 4.瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢和方向
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第5课时 任务/活动1 实验 测量纸带的平均速度和瞬时速度 1.测量平均速度 (1)实验器材:打点计时器、刻度尺、电源、纸带等。 出示图片:打点计时器 (2)实验步骤 ①固定计时器并穿好纸带。 ②启动电源,拉纸带,纸带上就打出一行小点随后立即关电源 ③取下纸带,从能够看得清的某个点开始,往后数出若干个点,如果共有n个点,那么n个点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时间Δt=(n-1)×0.02s ④用刻度尺测量出从开始计数的点到最后一个计数点间的距离Δx ⑤利用公式v=Δx/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度。 (3)数据处理 ①在图中选取纸带上一点为起始点0,后面每5个点取一个计数点, 分别用数字1,2,3,…标出这些计数点; ②测量各计数点到起始点0的距离x,记录在表1中; ③计算两相邻计数点间的位移Δx,同时记录对应的时间Δt; ④根据Δx和Δt计算纸带在相邻计数点间的平均速度v。 位置1234…Δx/m0.0320.0920.1550.217Δt/s0.10.10.10.1v/(m·s-1)0.320.921.552.17
2.测量瞬时速度 (1)某点瞬时速度的测量:利用v=Δx/Δt,其中Δx为包含待测点的较近的一段距离. 计算每隔0.06s的平均速度纸带示意图 说明:D、F两点间距离过小,测量误差会增大。所以,实际测量中要根据需要及所用仪器的情况,在要测量的点附近选取合适的位移和时间。计算实验中纸带上各计数点的瞬时速度。每隔0.06s计算一次速度。 (2)数据处理 ①从纸带起始点0算起,后面每3个点取一个计数点; ②测量各计数点到起始点0的距离x,记录在表2中; ③计算两相邻计数点间的位移Δx,同时记录对应的时间Δt; ④根据Δx和Δt算出的速度值就可以代表在Δx这一区间内任意一点的瞬时速度。将算出的各计数点的速度值记录在表中。 手拉纸带各计数点的瞬时速度 位置1234…Δx/m0.0180.0530.0920.132Δt/s0.060.060.060.06v/(m·s-1)0.300.881.532.2
(三)速度—时间图像 1.图像特点:直观 2.作图步骤: (1)建立坐标系:以时间t为横轴,速度v为纵轴 (2)描点 (3)用平滑的曲线连起来 速度—时间图像或v-t图像 针对练习 质点做直线运动,其s-t关系如图所示,质点在0~20s内的平均速度大小为_______m/s,质点在___________时的瞬时速度等于它在6~20s内的平均速度。 答案:0.8;10s和14s 解析:由s-t图像可知,在0~20s内,质点位移的大小为16m,故平均速度为v=Δs/Δt=16/20m/s=0.8m/s,图像的斜率代表速度,连接6s、20s两个时刻对应图像的点,左右平移,与图像相切位置对应的横坐标就是与6~20s内平均速度相等的时刻,可知10s和14s时的瞬时速度等于它在6~20s内的平均速度。 拓展学习:借助传感器与计算机测速度 用“位移传感器”把物体运动的位移、时间转换成电信号,经过计算机的处理,可以立刻在屏幕上显示物体运动的速度,自动绘制出物体运动的v-t图像。这样,同学们就可以用更多的时间和精力对物理过程进行分析。 出示图片:实验室用位移传感器测速度的装置 阅读拓展学习了解两种位移传感器测速度的原理 课堂小结 测量纸带的平均速度和瞬时速度 速度—时间图像
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第6课时 任务/活动1 一、导入新课 不同的物体运动快慢往往不同,只用速度的大小或速度变化大小,能准确的描述物体的运动吗? 出示图片:火车和汽车 设置问题:火车300s内速度0—100km/h 汽车10s内速度0—100km/h 教师总结:它们的速度都达到了100km/h,速度的变化都是从0达到100km/h。但是由于所用时间不同,显然运动情况不同,这两种情形的本质区别是“速度变化的快慢”不同,要想描述物体速度变化的“快慢”需要引入新的物理量——加速度。 二、讲授新课 (一)加速度 思考讨论:两个物体速度变化相同,所用时间短的当然速度变化得快。如果两个物体速度变化不同,所用时间也不同,怎样比较它们速度变化的快慢呢? 教师总结:比较位置变化的快慢,用位移除以时间。同理,要比较速度变化的快慢,也可以用速度的变化量除以时间来表示速度变化的快慢。 1.加速度:物理学中把速度的变化量与发生这一变化所用时间之比,叫作加速度。 通常用 表示。 2.加速度是描述速度变化快慢即速度的变化率。 3.定义式: a___加速度; Δv___速度在时间Δt内的变化量; ___初速度 ___末速度 4.在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒;符号是m/s2或m·s-2 5.矢量性:加速度是矢量,它既有大小,也有方向。 思考讨论1:速度大,加速度一定大吗?请举例说明。 速度大,加速度不一定大。 速度大:表示物体运动得快,位置变化快。 加速度大:表示单位时间内速度的变化量大 Δv/Δt 例如:在高速公路上以130km/h匀速行驶的汽车,汽车速度较大,但加速度为零。 出示图片:高速行驶的汽车 匀速行驶:V=130km/h 速度大小无变化a=0 思考讨论2:速度变化量大,则加速度一定大? 速度变化量大:表示初速度v1与末速度v2的差值△V大即:△v=v2-v1大。加速度表示Δv/Δt大,所以速度变化量大,加速度不一定大。 思考讨论3:加速度大,而速度小,有可能吗? 有可能,例如车启动时加速度可以很大,若时间较短,速度可能比较小。 总结:速度V、速度变化量△v和加速度三者之间无必然联系, 只与△v/△t整体有关。 典型例题 例1:下列关于加速度的说法中正确的是( ) A.速度越大,加速度一定越大; B.速度为零,加速度一定为零 C.速度变化越快,加速度一定越大 D.速度变化越大,加速度一定越大 答案:C 【解析】本题考查了加速度的知识点,意在考查学生的理解能力。 速度大,速度变化不一定快,则加速度不一定大,选项A错误; 速度为零时,物体的加速度不一定为零,如自由落体运动开始下落点的位置,选项B错误; 由加速度的定义式可知,速度变化越快,加速度一定越大,选项C正确;速度变化越大,如果时间很长, 则加速度不一定越大,选项D错误.综上本题选C。 思考讨论:物体有加速度时,速度就增大,这种说法对吗? 这种说法不正确,有加速度时,速度可能增加也可能减小,这主要看速度方向和加速度方向之间的关系。 现在我们就来讨论比较简单的做直线运动的物体加速度的方向。 (二)加速度的方向 1.加速直线运动 如图加速度 的方向与初速度v1的方向相同此时v2大于v1小车做加速直线运动。速度变化量的方向与加速度的方向相同 2.减速直线运动 如图加速度 的方向与初速度v1的方向相反此时v2小于v1此时小车做减速直线运动。 典型例题 例2:关于速度、速度改变量、加速度,下列说法正确的是( ) A.物体运动的速度改变量很大,它的加速度一定很大 B.速度很大的物体,其加速度可以很小,甚至可能为零 C.加速度为正,运动物体的速度一定增加 D.物体做加速直线运动,但加速度可能减小 答案:BD 【解析】根据a=Δv/Δt可知加速度a由速度的变化量Δv和速度发生改变所需要的时间Δt共同决定,虽然Δv大,但t更大时,a可以很小,故A错误; 根据a=Δv/Δt可知物体的加速度就是速度的变化率,与物体的速度的大小无关,所以即使物体的速度很大,但速度的变化率很小,其加速度也很小,若保持匀速,则加速度为零,故B正确; 当加速度与速度方向相同时,物体的速度增加,当加速度与速度方向相反时,物体的速度减小,与加速度的正负无关,故C错误; 当加速度与速度方向相同时,物体的速度增加,但当速度的变化率在减小时,加速度在减小,故D正确;故选BD。 总结:在变速直线运动中,a与V0的方向相同则加速,a与V0的方向相反则做减速直线运动,与加速度的正负无关。加速度的方向与初速度、末速度的方向没有任何关系;但是,加速度的方向与速度变化量△V的方向总是一致的。 3.加速度的增减与速度增减的关系 (1)在直线运动中若a与v方向相同,表示是加速运动; ①当a增大时,表示物体速度增加得越来越快; ②当a减小时,表示物体速度增加得越来越慢; ③当a不变时,表示物体速度匀速增加; 总结:只要a与v方向相同,不论 是变大还是变小或是不变,v一定增大。 (2)在直线运动中若a与v方向相反,表示是减速运动 ①当a增大时,表示物体速度减小得越来越快 ②当a减小时,表示物体速度减小得越来越慢 ③当a不变时,表示物体速度匀速减小 总结:只要a与v方向相反,不论a是变大还是变小或是不变,v一定减小 思考讨论:日常生活中一般只有笼统的“快”和“慢”,这里有时指的是速度,有时模模糊糊地指的是加速度。你能分别举出这样的例子吗? 参考答案:你看我开车多快,时速表都指示180了,(指速度) “一挂高档,—踩油门,忽的一下,时速表就从20变到40”表达了一种对加速度的模模糊糊的认识。因为“忽的一下”说明他考虑到了时间在其中的作用,可认为是加速度。 1.速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值叫加速度。 单位是米每二次方秒;符号是m/s2或m s-2 2.加速度即速度的变化率,加速度是矢量,它既有大小,也有方向。 3.在变速直线运动中,a与V0的方向相同则加速,a与V0的方向相反则做减速直线运动 4.图像的斜率就是加速度,且越靠近纵轴斜率越大,即加速度越大。
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第7课时 任务/活动1 (三)从v-t图像看加速度 思考讨论:由v-t图像能知道物体的加速度吗? 如图:小三角形水平的直角边代表时间间隔 t,竖直直角边代表速度的变化量 v。 Δv与Δt的比为加速度,其比值为该直线的斜率 v-t图像的斜率就是加速度 A物体的加速度为___________ B物体的加速度为___________。 答案:0.5m/s2 0.2m/s2 越靠近纵轴斜率越大,即加速度越大。 A的加速度大于B的加速度 例3:如图的v—t图像,请说出A、B、C图像的加速度的大小和方向。 aA、aB与规定的正方向相同,aC与规定的正方向相反 总结:图线的斜率表示加速度,图线的倾斜程度反映加速度的大小; 斜率为正,表示加速度与所设正方向相同; 斜率为负,表示加速度方向与所设正方向相反; 课堂练习 1.位移是描述物体_______变化的物理量,加速度是描述物体_________快慢的物理量。 答案:位置;速度变化 2.做匀加速运动的火车,在40s内速度从10m/s增加到20m/s, 则火车的加速度大小为______m/s2;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,则汽车的加速度的大小为______m/s2。 答案:0.255 3.下列说法中正确的是( ) A.加速度就是增加的速度 B.加速度反映了速度变化的快慢 C.加速度反映了速度变化的大小 D.速度越小,加速度就越小 答案:B 4.关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是() A.加速度大的物体,速度一定大 B.由a= v/ t可知:a的方向与△v的方向相同,a的大小与△v成正比 C.速度增大时,加速度一定增大 D.速度不变时,加速度一定为零 答案:D 5.甲、乙两车在路口等候绿灯。绿灯亮后,两车同时由静止加速。甲车经过4.0s加速到10m/s后做匀速运动,乙车经过4.0s加速到15m/s后做匀速运动。若将两车的加速过程均视为匀加速直线运动,对于两车加速过程中的加速度大小,下列说法中不正确的是( ) A.甲车的加速度大于乙车的加速度 B.甲车的加速度小于乙车的加速度 C.甲、乙两车的加速度大小相等 D.根据已知条件,无法判断甲、乙两车加速度的大小关系 答案:ACD 拓展提高 1.排球运动员把球击出,撞到网后沿反方向弹回,已知撞前速度大小10m/s,撞后速度大小5m/s,撞击时间0.5s,则此撞网过程中排球速度变化量的大小为_______m/s,如果按照匀变速运动处理,此过程中加速度大小为_______m/s2。 答案:15;30 2.关于速度、速度变化、加速度三者的关系下列说法正确的是( ) A.速度变化越大,加速度越大 B.速度变化得越快,加速度越大 C.速度越大,加速度越大 D.加速度的方向与速度变化的方向相同 答案:BD 1.速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值叫加速度。 单位是米每二次方秒;符号是m/s2或m s-2 2.加速度即速度的变化率,加速度是矢量,它既有大小,也有方向。 3.在变速直线运动中,a与V0的方向相同则加速,a与V0的方向相反则做减速直线运动 4.图像的斜率就是加速度,且越靠近纵轴斜率越大,即加速度越大。
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五、单元学习评价设计(教师或同伴对学生的评价,指向学习目标的达成) (备注:方案1、方案2选择其一)
需要评价的活动 方案1:针对任务/活动描述
活动A名称 一.质点和参考系:1.能根据具体情况将物体简化为质点2.能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。能运用坐标系描述物体运动的位置及位置变化。 二.时间 位移:1.知道时间与时刻的含义及它们的区别,能用时间轴来描述物体运动过程中的时间与时刻2知道位移与路程的区别和联系,能准确认识运动物体的位移与路程3.能在一维坐标系中表示物体的位置和位移。4.知道打点计时器的基本构造与功能基本掌握了打点计时器的使用方法 三.位置变化快慢的描述—速度:1.能够理解速度的定义,明确速度、位移和时间三者的对应关系,会计算速度大小。2.能够理解平均速度与瞬时速度的区别与联系,会辨别它们。3.能够较好的使用打点计时器测物体速度 四.速度变化快慢的描述-加速度1.能够理解加速度的概念、公式和单位。2.物体做匀加速运动时,加速度的方向跟速度的方向相同;做匀减速运动时,加速度的方向跟速度的方向相反.3.会计算匀变速直线运动物体的加速度。4.能够从v-t图像中看出物体的加速度。
活动B名称
活动C名称
······
评价要素 方案2:针对单元整体描述
评价内容 简述单元评价内容
评价指标 简述针对单元评价内容的关键表现
评价方法 简述针对单元评价内容或者评价指标的评价方法
赋值方法 简述针对评价内容或者评价指标的赋值方法与标准
五、单元作业设计
【单元过关】 要求:a.限时:60分钟。 b.审题:从情景中提取有效信息,勾画关键词,合理建模。 c.卷面要求书写认真、规范作图。 d.用对待高考试卷的态度来对待每一次限时过关。 一、选择题(本题共9小题,1-6小题只有一个选项正确,7-9小题有多个选项正确,总分54分,每小题6分) 1.下列关于质点和参考系的说法正确的是(  ) A.质点是一个理想模型,在宏观世界是不存在的,只存在于微观世界 B.“蚂蚁绊大象”寓言中,蚂蚁太小可以视为质点 C.由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参考系 D.我们常说“太阳东升西落”,是以地球为参考系描述太阳的运动 2.关于时间和时刻,下列说法错误的是(  ) A.物体在第4s末指的就是物体在第5 s初,指的是时刻 B.物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间 C.物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间 D.第4 s末就是第5 s初,指的是时刻 3.一位同学从操场中心A点出发,向正北走了30m,到达C点,然后又向正东走了40m,到达B点,该同学从A点到B点的过程所中的路程和位移大小分别是(  ) A.70m 50m B.50m 70m C.50m 50m D.70m 70m 4.为提高百米赛跑运动员的成绩,教练员分析了运动员跑百米全程的录相带,测得:运动员在前7s跑了61m,7s末到7.1s末跑了0.92m,跑到终点共用10.8s,则下列说法不正确的是(  ) A.运动员在百米全过程的平均速度大小是9.26m/s B.运动员在前7s的平均速度大小是8.71m/s C.运动员在7s末的瞬时速度大小约为9.2m/s D.无法知道运动员在7s末的瞬时速度大小 5.以下说法正确的是(  ) A.某时刻物体的速度为零,其一定处于静止状态 B.物体速度变化量为负值时,它的加速度可能为正值 C.物体速度变化很快,其加速度一定很大 D.物体加速度的大小不断变小,则速度大小也不断变小 6.关于加速度,下列说法中正确的是(  ) A.速度越大,加速度一定越大 B.加速度是增加的速度 C.速度变化越快,加速度一定越大 D.速度变化越大,加速度一定越大 7.对于物体做直线运动,下列说法正确的是(  ) A.若加速度方向和速度方向相反,则物体的位移不断减小 B.若物体的加速度恒定,则物体的平均速度变化率恒定 C.在给定的时间间隔内,平均速度越大位移越大 D.若位移随时间变化而变化,则物体做匀变速直线运动 8.物体M的加速度为+3m/s2,物体P的加速度是-5m/s2,下列说法中,正确的是(  ) A.物体M的加速度比P的加速度大 B.P物体的速度变化比M的速度变化快 C.物体P的速度可能在减小 D.物体M的速度一定在增加 9.甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是(  ) A.在t1时刻两车速度相等 B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等 C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等 D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等 10.如图是某质点运动的速度图像,由图像得到的正确结论是(  ) A.0~1 s内质点做加速运动 B.0~1 s内和2~4 s内加速度大小相等 C.0~1 s内的加速度大于2~4 s内的加速度 D.0~1 s内的运动方向与2~4 s内的运动方向相反 二、实验题 11.(9分)完成下列关于打点计时器的问题 (1)运动物体拉动穿过打点计时器的纸带,纸带上打下一系列点迹,纸带上的点迹直接记录了______ A.物体运动的时间 B.物体的形状和质量 C.物体在不同时刻的速度 D.物体在不同时刻的位置和某段时间的位移 (2)电火花打点计时器使用交流______ V电源工作,它工作电源的频率是50Hz,如果用它测量速度时,实验者不知道工作电源的频率已变为60Hz,而仍按50Hz进行计算,这样算出的速度值与物体速度的真实值相比______ (填“偏大”或“偏小”). 三、解答题 12.某物体沿一条直线运动: (1)若前1/3时间内的平均速度为v1,后2/3时间内的平均速度为v2,求全程的平均速度. (2)若前1/3位移的平均速度为v1,后2/3位移的平均速度为v2,全程的平均速度又是多少? 13.计算下列物体的加速度的大小和方向. (1)一辆汽车从车站出发做加速直线运动,经10s速度达到108km/h; (2)在高速公路上汽车做加速直线运动,经3min速度从54km/h提高到144km/h; (3)一辆汽车以72km/h行驶,突然遇到紧急情况刹车,经2s停车. (4)沿光滑水平地面以12m/s运动的小球,撞墙后以原来速度大小反弹回来,与墙壁接触时间为0.2s. 甲、乙两物体从同一地点向同一方向运动,其速度—时间图像如图所示.试问: (1)图中AC,CD,AD段图线各表示什么运动 (2)t=2 s,甲、乙的加速度各是多少 (3)在什么时刻两物体的速度相同
六、反思性教学改进(实施后填写)
应用数学工具解决问题的教学要求上对高中学生也提出了相当高的要求,学生数学基础比较差,无论在掌握的数学知识量上,还是对已学数学知识应用的熟练程度上都达不到高中物理所需。例如:在运动学中用v-t图象的斜率求加速度,而此时学生还没有学过斜率概念;在运动和力的合成与分解中要用到三角函数知识,而学生却只学过直角三角形的三角函数定义,导致见到三角函数就头疼,不会根据物理情景列出数学关系式。 根据以上问题,在以后教学过程中,应该从以下方面进行努力: 第一, 注重培养学生的学习兴趣 钻研教材,对教材的进行取舍,夯实基础为主要任务,让学生从简单的问题得到成就感,通过一点一点的成就感来提高他们学习兴趣,提高他们的自信心,让他们积极参与到教学过程中来。 培养学生良好的学习习惯,首先是要培养学生独立思考的习惯与能力。培养学生自学能力,能自主分配各科学习时间。培养学生养成先预习再听课,先复习再作业,及时归纳作总结的良好学习习惯。做到反复抓,抓反复,培养学生良好的学习习惯。 第三, 提高应用数学知识解答物理问题的能力
七、单元教学结构图