2.1运动、空间和时间 教案 (4)

2.1
运动、空间和时间
教案6
一、教学目标:
知识与技能:
1.知道什么是机械运动；
2.知道参考系的概念；
3.知道什么是坐标系；
4.知道时间的描述，注意区分时间和时刻；
过程与方法:
1.通过具体例子体验不同参考系中运动的相对性，促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯；
2.体会使用坐标描述物体位置的优越性，增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力；
3.通过具体例子去体会什么是时间,什么是时刻以及它们之间的联系与区别；
情感、态度与价值观：
1.认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生热爱科学、关心科技发展、勇于探索的精神；
2.通过对同一物理过程在不同的参考系中观察的现象不同的认识，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观；
二、教学重点与难点：
1.理解不同参考系中运动的相对性，知道同一物理现象在不同参考系中
现象的不同；
2.使学生能够正确区分时间与时刻；
教学课时：一课时
教学手段：讲授法、讨论法、多媒体演示法
三、课前准备
1.
教师准备：查阅相关参考资料，全面掌握本节内容。
2.
学生准备：预习本节内容，了解运动的相关知识。
四、教学过程设计：
（一）导入新课
在一辆匀速行驶的汽车上,有乘客甲和乘客乙,乘客甲看到乘客乙是静止的,而站在汽车外面的路人丙却看到乘客乙是运动的.为什么不同的人对同一个人某一时刻的运动情况会看到不同的现象呢 他们到底谁对谁错呢 学习了本节课的内容,你就会有一个正确的认识了。
（二）、新课讲解
1.机械运动
（1）机械运动
从某种意义上讲,我们生活在一个运动的世界之中。宇宙中的万事万物,大到浩瀚的宇宙,小到微小的粒子,都在纷繁复杂的运动着。探索自然界运动的奥妙是物理学的基本内容之一。
物质的运动有多种类型,我们可以根据物质运动特点的不同,将其分为机械运动、热运动、电磁运动等多种类型。今天,我们主要研究机械运动。
1）定义
机械运动是指一个物体相对于其他物体的位置变化,简称运动。（板书）
这种运动,在我们的日常生活中随处可见,它是物质运动的一种基本形式。大家可以举些例子加深对它的认识。
（2）参考系
试设想一下,你和一位同伴正坐在一艘高速运行的飞机上一边喝咖啡一边聊天。在地面上的人看来,你们则随着飞机以很快的速度在天空飞行。那么,你和同伴能感觉到自己在高速运动吗
坐过飞机的同学都应该知道,你和你的同伴都会认为自己是静静坐着的。
可见,物体的运动和静止是相对的。所以,为了便于交流,人们必须确定一个参照物来描述物体的运动。
1）定义
这种用来描述物体运动的参照物就称为参考系。（板书）
2）参考系的特点
一、研究物体的运动必先选择参考系,而且被选作参考系的物体,不管它本身的运动情况如何,我们都假定它是不动的。
二、参考系的选取是任意的,但在实际问题中,以研究问题方便为原则。如研究地面上的物体的运动,我们一般选择地面为参考系。
三、在描述同一运动时,选择不同的参考系,观察的结果可能是不同的。对于坐在行驶的汽车上的人,若以汽车为参考系,他是静止的；若以地面为参考系,他是运动的。
有了参考系,我们就可以准确而方便的描述物体的运动了。
3）参考系的选取
显然,对于同一个运动,选择的参考系不同,观察和描述的结果会是不同的。那么,怎么选取参考系呢？
a)
原则上,参考系的选取是任意的,若参考系不同,对同一个物体运动形式的描述也就可能不同。在实际选取参考系时,应考虑到使运动的描述尽可能简单。如研究地面上的物体的运动时,常选地面为参考系。
b)
一般情况下,选择地面或相对于地面静止不动的物体为参考系,当选择相对于地面运动的其他物体作为参考系时,在分析中应做相应的说明。因为物体做何种运动,是相对于参考系而言的,物体是否运动,要看物体相对于参考系的位置是否有改变。
知道了什么是参考系和怎么选取参考系,一开始我们说的那个现象大家就应该知道原因了吧!下面我们再来看一个例题。
【例1】
在平直行驶的汽车内,一个乘客以自己为参考系向外观察,他看到的下述现象哪个肯定错了
（
B
）
A．与车同向行驶的自行车向后运动
B．公路两旁的树是静止的
C．有一辆汽车总在自己的车前面不动
D．路旁的房屋向后运动
2.空间位置的描述
知道了什么是运动,下面我们就来研究运动。
研究运动的第一步是描述物体在空间中的位置。
在物理上,通常要借助数学工具,即坐标系来描述物体的位置。在初中,大家都学过坐标系,对坐标系都不陌生,下面我们研究一下怎样用坐标系来描述物体的位置的。
1)
物体做直线运动时,用直线坐标系(一维坐标系)加以描述.
在给定的一条直线上,确定一个正方向,取一个定点为原点,任取一定线段为单位长,这样就在该直线上建立了直线坐标系(又称数轴)。
2)
如果物体在平面上运动,则要通过平面直角坐标系(二维坐标)来描述其位置；而且,二维坐标还可以物体做曲线运动时的位置变化。
【注意】：在建立坐标系时要注意刻度的均匀,在描述物体的位置时要注意坐标的正负。
【例2】
某运动物体在平面内,由点（3,.1）出发,沿直线运动到点（1,4）,然后又由点（1,4）沿直线运动到点（5,5）.试完成坐标系的建立并画出物体的运动轨迹。
3.时间的描述
运动都需要经历一定的时间。在描述物体的运动时，需要用到时间和时刻两个概念。我们先看课本上的例子。课本上的图2—10给出了“神舟”5号飞船飞行中的部分重要时刻。大家看一下图片上的“15日09时0分”、“15日18时40分50秒”和“16日06时23分”分别指什么？（学生思考、讨论）
（1）时间和时刻的联系与区别
8：05-8：00
△t=5min
在这里，时刻是指某一瞬间，时间是指两个时刻之间的间隔。在表示时间的数轴上，时间表示一段，用线段表示，它展示的是运动的一个过程，好比一段录像；而时刻则用点来表示，它只能展示运动的一个瞬间，好比一张照片。如下图所示，
为8：00，
为8：05，是指两个时刻，△t=
－
=5min是时间，从时间轴上可看清两者的联系：让
逐渐趋近于
，时间间隔△t就会越来越小，当△t=0时，时间轴上的区间就变为一个点，时间就变成时刻了。
（2）关于时间与时刻需要注意的几点
1）n秒末、n秒初是指时刻，第n秒内是指1秒的时间。如第1秒末、第2秒初、第4秒末等都表示时刻，而且第1秒末和第2秒初是同一时刻。两个时刻之间的线段表示时间间
隔，即时间。第2秒末和第6秒末两个时刻之间的时间间隔是4秒，即时间间隔=终止时刻－开始时刻。
2）时间的单位有时（h）、分（min）、秒（s）、飞秒（fs）、阿秒（as），国际单位用秒（s）来表示。注意换算公式1fs=
s,1as=
s。
3）计时器：生活中的手表、石英钟、实验室用的打点计时器和秒表等。
4）一般的时间和时刻问题很容易区分，但有时还要与实际问题结合起来理解。有时所说的“时间”是指时刻，要引起注意，后面通过例题说明。
【例3】
（1）我国运动员王军霞在1996年第26届奥运会上创造了女子5000米跑14分59.88秒的奥运会记录并获得了冠军，这个成绩的数据是时间还是时刻？
（2）火车站服务处出售的《旅客列车时刻表》为什么不叫做《旅客列车时间表》？
（3）火车站广播道：“从北京驶往广州的×××次列车将于11点20分到达本站1号站台，停车12分，请旅客作好登车准备。”这里的11点20分、12分钟分别是指时间还是时刻？火车正点驶离本站的时刻是多少？
（4）张强同学手里拿着的汽车票，上面写着：发车时间：14时30分。这里的“时间”是时间还是时刻？
（1）是时间
（2）因为什么时候发车是指时刻，而不是指时间
（3）分别是时刻、时间
（4）是时刻
（三）、课堂小结
参考系是人们观察事物的基石，时间和空间是描述和研究事物的依托。对自然界观察而言，时空关系与参考系又存在着不可分割的联系，这就是爱因斯坦在1905年提出的“相对论”中所阐明的基本论点。
　　机械运动的基本特征是空间位置随时间发生变化，所以研究机械运动的基本方法也就是从空间和时间两个角度进行。本节课主要介绍了描述机械运动的基本概念，参考系的选取，知道了怎样描述物体的运动，“同一物理过程在不同的参考系中看到的现象不同”也有了自己的认识；也学会了如何区分时间与时刻了。本节课的内容就是这样。
五、课后作业
课本17页1—4题。
六、板书设计
第一节
运动、空间和时间
1.机械运动
（1）机械运动
1）定义
机械运动是指一个物体相对于其他物体的位置变化,简称运动。
（2）参考系
1）定义
这种用来描述物体运动的参照物就称为参考系。
2）参考系的特点
3）参考系的选取
2.空间位置的描述
3.时间的描述
（1）时间和时刻的联系与区别
（2）关于时间与时刻需要注意的几点
x
y
O
2
4
4
2