第二节 机械运动
第二课时 怎样比较物体运动的快慢
一、学情分析
物体运动的快慢比较有定性的比较和定量的比较。教材要求通过学生的自主探究活动，由浅入深，从易到难，获得比较物体快慢的不同方法。在学生进行探究活动时，通过只提供一辆小车向学生提出解决两辆小车运动路程和时间不相等的矛盾，为建立速度概念奠定基础。速度公式是教材中出现的第一个用字母来表达数量关系的公式，对此学生可能不太习惯。速度的单位是一个组合单位，学生也是第一次见到，教学中要注意强调，考虑到七年级的学生学习这块知识，速度公式的变形在此可以降低要求。
二、教学目标
1．知识与技能：能用速度描述物体的运动。 能用速度公式进行简单的计算。 知道匀速直线运动的概念。学习科学探究的过程和方法。
2．过程与方法：通过只提供一辆小车向学生提出解决两辆小车运动路程和时间不相等的矛盾情景，使学生体验速度概念建立的过程与方法。
3.情感、态度与价值观：培养学生的创造性思维能力；培养学生在生活中善于观察周围事物的良好习惯；感受科学与艺术结合所带来的美感。
三、教学过程
（一）新课引入
首先说明，研究物体运动的快慢是个重要问题。赛跑时，谁得冠军，看快慢。汽车、火车、飞机运动的快慢也是人们所关心的。然后组织学生讨论，围绕如何比较运动的快慢进行思考。
在学生讨论过程中，教师可以提出以下问题来引导学生的思路。
问：蜗牛在地面上沿直线爬行，自行车在笔直的公路上行驶，飞机在空中沿直线飞行，它们做机械运动的情况有何区别？
答：运动的快慢不一样。
问：步行人和骑车人同时由同地出发，假如手中没有钟表，怎样比较他们运动的快慢？
答：只需观察他们哪个在前。
教师归纳：在相等的时间内，走的路程远的人运动得快。
播放动画片---百米赛跑片段。
问：百米赛跑时，如何比较运动员们运动的快慢？
答：测量出100m的距离，让运动员们同时起跑，比较哪个运动员先到达终点。
问：如果有好几组运动员比赛，他们怎么比较运动快慢呢？
教师归纳：因为通过路程都是100米，是相等的，用的时间短的人运动得快。
物体的运动有快有慢，那么，我们应当怎样来比较物体运动的快慢呢？每组给两辆快慢不同的玩具小车A和B，四位同学一小组，利用它们来寻找比较物体运动快慢的方法。
（二）探究实验
1．议一议：怎样比较两辆小车运动的快慢？
小组交流后得出：比较两辆小车运动的快慢的两种方法
（1）比较相等的时间内通过的路程的长短，通过路程长的运动较快，反之较慢。
（2）比较通过相等路程所用的时间的长短，所用时间长的运动较慢，反之运动较快。
2．做一做：定性比较两辆小车运动的快慢。
思考：这两种方法存在着什么缺陷？
3．想一想：如何定量比较物体运动的快慢？需要测量哪些数据？用什么测量工具？
4．试一试：每组只给一辆小车，利用测量工具进行测量，并记录有关数据。
提问：
你认为可以只用运动时间的长短来比较两辆小车运动的快慢吗？为什么？
你认为可以只用通过路程的长短来比较两辆小车运动的快慢吗？为什么？
5．小组交流：你是怎样比较物体运动快慢的？
问：怎样定量比较物体运动的快慢？
教师可启发学生回答：在运动的时间、通过的路程都不相等的情况下，1秒内通过的路程多的物体运动得快。
（三）速度
1．物体在单位时间内通过的路程叫做速度。
2．速度的计算公式v= 。v和t分别是英语单词速度和时间的第一个字母，s是德语移动距离的第一个字母。
3.关于速度的单位，要说明它是依据公式v= 得到的。速度等于路程除以时间，所以速度的单位是路程的单位除以时间的单位。如果路程的单位用米，时间的单位用秒，速度的单位就是“米／秒”。如果路程的单位用千米，时间的单位用小时，速度的单位就是“千米／时”。
问：“米／秒”和“千米／时”这两个单位之间有怎样的换算关系？
介绍两者之间的大小关系并推导出：1米／秒=3.6千米／时
教学中要注意纠正有些学生说“速度是每秒××米”或“速度是每小时××千米”的习惯。
4．读一读：阅读课本图2-22一些物体的运动速度，感受这些物体的运动快慢。
5．例题教学
分析：（如何通过读图获得解题所要的信息）
汽车在两块指示牌之间通过的路程是牌上这两个数据之差。
汽车通过两块指示牌所用的时间是两次时钟读数之差。
根据速度公式统一单位后求解。
（四）平均速度
讨论：用速度公式能够精确地描述变速直线运动的快慢吗？
师：虽然无法用一个速度值来描述物体在不同时刻运动的快慢，但可以利用公式得知一段时间内或一段路程上运动的平均快慢，由公式v= 算出来的速度称为平均速度。严格说来，
任何一个平均速度总是对应于特定的时间和空间范围，离开了某一段路程或某一段时间，平均速度就失去可意义。
（五）课堂小结
1．比较物体运动快慢的两种方法。
2．速度的定义、公式、单位。
3．速度公式的应用。
4．平均速度。
四、评价与反馈
1．看着刚刚学会爬行的孩子在地板上爬行是一件很开心的事，下表是小明记录兰兰和敏敏爬行时的情况，从表格中可以看出：
(1) 是匀速爬行的，他爬行的速度是 。
（2）请描述另一个孩子的爬行情况 。他俩爬得较快的是 。
时间（秒） 1 2 3 4 5
兰兰爬行的距离（米） 0.3 0.5 0.75 1.25 1.75
敏敏爬行的距离（米） 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0
2．根据天气预报，强热带风暴的中心距某地160千米处，正以20千米/小时的速度沿直线向该地接近。预计多少时间后强热带风暴的中心到达该地？
3．下雷雨时如果我们看到的闪电和听到的雷声相隔2.5秒，则雷击的地方离我们大约有多远 (光传播的时间可忽略不计,声音在空气中的传播速度取340米/秒)
四、拓展资料
音障
第二次世界大战后期，战斗机的最大速度，已超过每小时700公里．要进一步提高速度，就碰到所谓"音障"问题．声音在空气中传播的速度，受空气温度的影响，数值是有变化的。飞行高度不同，大气温度会随着高度而变化，因此当地音速也不同．在国际标准大气情况下，海平面音速为每小时1227.6公里，在l1000米的高空，是每小时1065.6公里。时速700多公里的飞机，迎面气流在流过机体表面的时候，由于表面各处的形状不同，局部时速可能出700公里大得多。当飞机再飞快一些，局部气流的速度可能就达到音速，产生局部激波，从而使气动阻力剧增。
这种"音障"，曾使高速战斗机飞行员们深感迷惑。每当他们的飞机接近音速时，飞机操纵上都产生奇特的反应，处置不当就会机毁人亡。第二次世界大战后期，英国的"喷火"式战斗机和美国的"雷电"式战斗机，在接近音速的高速飞行时，最早感觉到空气的压缩性效应。也就是说，在高速飞行的飞机前部。由于局部激波的产生，空气受到压缩，阻力急剧增加。"喷火"式飞机用最大功率俯冲时，速度可达音速的十分之九。这样快的速度，已足以使飞机感受到空气的压缩效应。为了更好地表达飞行速度接近或超过当地音速的程度，科学家采用了一个反映飞行速度的重要参数：马赫数。它是飞行速度与当地音速的比值，简称M数。M数是以奥地利物理学家伊·马赫的姓氏命名的。马赫曾在19世纪末期进行过枪弹弹丸的超音速实验，最早发现扰动源在超音速气流中产生的波阵面，即马赫波的存在。M数小于1，表示飞行速度小于音速，是亚音速飞行；M数等于1，表示飞行速度与音速相等；M数大于 1，表示飞行速度大于音速，是超音速飞行。
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__第二节 机械运动
第一课时 运动和静止
一、学情分析
在前一节中学生学习了运动的各种形式，学生对运动和静止有了一定的认识，但对运动和静止的相对性的认识上有一定的困难，教学时可以让学生举出一些日常生活中见到的物体运动和静止的事例，激发学生的心理矛盾，从而有效地创设课堂教学的问题情境。再提出你是根据什么来判断这个物体是运动还是静止的，引出参照物的概念。结合一些生活中的事例来判断参照物，学生兴趣往往比较浓厚，但参照物的选择只要让学生有常识性了解即可，不必展开。
机械运动的形式是多种多样的，要让学生了解分类是一种基本的科学方法。匀速直线运动是一个理想化的运动模型，是物体最简单的一种运动，学生接受这个概念是有困难的，主要让学生接受用这种浅近的说法来描述匀速直线运动。
二、教学目标
1． 知识与技能：确认机械运动的判断要有一个参照物，知道运动和静止都是相对于参照物而言的；知道什么叫参照物。能根据物体的运动判断所选的参照物以及根据所选的参照物判断物体的运动。能根据运动路线的形状将机械运动划分为直线运动和曲线运动，能够根据相同时间内通过的路程是否相同，将直线运动划分为匀速直线运动和变速直线运动；知道什么是匀速直线运动。
2. 过程与方法：了解分类是一种基本的科学方法；理解匀速直线运动是一个理想化的运动模型。
3．情感、态度与价值观：通过运动和静止的相对性的学习让学生接受辨证唯物主义教育。
三、主要教学过程
（一）引入新课
投影课本第51页阅读材料------《手为什么能抓住飞行中的子弹》。组织同学阅读。
提问：飞机在天空中飞行，子弹在运动吗 飞行员为什么能顺手抓住一颗飞行的子弹呢 要回答这些问题，我们就要学习有关物体运动的知识。
（二）新课教学
1． 什么是机械运动
科学里讲的运动是指物体位置的变化。同学们骑自行车时，人和自行车对地面或路旁的树都有位置的变化；飞机在天空中飞行，它相对于地面也有位置的变化。科学里把物体位置的变化叫机械运动。
提问：举例说明我们周围的物体哪些是在做机械运动，是运动的还是静止的？
教师：要判断一个物体是运动还是静止，真的就那么简单吗？
2． 运动和静止的相对性
(1)投影课本图2-17观光电梯。
思考：为什么对电梯里的人是静止的还是运动的有不同的看法
小组讨论：让学生充分说明自己的看法。
小结：首先明确本问题中研究对象是电梯里的人，电梯里的人是静止的还是运动的。其次根据前面所学机械运动的知识，判定电梯里的人是在做机械运动。说电梯里的人是“静止”的或是“运动”的都有道理。因为他们在研究人的运动情况时，选定作为标准的物体不同。
问：电梯里的人认为乘客没动，是静止的，是以什么为标准的？
学生：以电梯为标准，乘客相对于电梯的位置没有改变，所以说乘客是静止的。
问：地面上的人认为乘客是在运动，是以什么为标准的？
学生：地面上的人、路面、路旁的树木或房屋为标准，乘客相对于路面的位置在改变，所以地面上的人说乘客是运动的。
教师小结：
判断物体的运动和静止，事先都自觉或不自觉地选择了一个标准，即参照物；选择的参照物不同，对同一个物体的运动描述的结果也可能不同。平时人们在描述运动或静止时都没有指明以什么物体为参照物，但参照物都是存在的。
练习：
⑴说“太阳从东方升起”依据的参照物是什么？
⑵说“乌云遮住太阳”又是以什么为参照物？
⑶将一支笔放在书本上面，将书本从一个地方移动到另一个地方，问这支笔是运动的还是静止的？说出参照物。
教师小结：这就是运动和静止的相对性。选择的参照物不同，对同一个物体的运动描述的结果也就不同。！！
提问：请你解释法国飞行员能顺手抓住一颗子弹的道理。
要求学生用相对静止的道理予以解释。
教师指出：参照物可以任意选择，在研究地面上物体的运动时，常选地面或固定在地面上的物体为参照物。
例如，列车中的乘客以地面为参照物是运动的，以车厢为参照物是静止的。这说明所选的参照物不同，得出物体的运动情况一般不相同。
3．匀速直线运动
机械运动的形式多种多样，为了便于研究，人们将它们分成简单的几类。
⑴读图2-18，2-19，你能发现汽车和过山车的运动有什么不同？（要求找出它们的差异）
根据物体运动的路线的形状，可以将运动分为直线运动和曲线运动。一般说来直线运动比曲线运动要简单的多，但直线运动也千差万别。
⑵请大家读图2-20，比较两辆汽车运动存在的差异。
小组讨论后回答：甲车在相等的时间内通过的路程都相等，这种快慢不变、经过路线是直线的运动，叫做匀速直线运动。乙车在相等的时间内通过的路程都不相等，运动快慢不相等的运动，叫做变速直线运动。
提问：那么我们可以根据什么标准来将直线运动进行分类？
教师小结：根据物体在相等的时间内通过的路程是否相等，直线运动可以分为匀速直线运动和变速直线运动。
提问：百米跑运动员，从起跑线起跑，跑到终点，他的运动是匀速直线运动吗 (答：可以近似地看作是匀速直线运动。)
（三）课堂小结
1．机械运动的定义。
2．参照物的选择。
3．机械运动的两级分类。
四、评价与反馈
1． 学校举行的运动会上，我们是用哪一种方式来比较参加100米赛跑的同学谁跑得快？
2． 一诗句是这样写的“坐地日行八万里”，你是如何理解这诗句的？
拓展资料
参考系
亦称“参考系”或“参照物”，为了确定物体的位置和描述其机械运动而选作标准的另一物体或物体群，叫参考系。对于物体运动的描述和研究，只有在选定参考系后才能正确进行。同一物体的运动从不同参考系看，往往是不同的，这就是运动的相对性。在运动学中，对于参考系的选择是任意的。研究同一物体运动时，选择不同的参考系对运动的描述是否简单有很大的关系。在研究物体在地面上的运动时，人们常根据习惯取地面为参考系，而研究行星运行时，常把太阳取为参考系。动力学问题通常选择惯性参考系。
地球同步卫星
地球同步卫星是人为发射的一种卫星，它相对于地球静止于赤道上空。从地面上看，卫星保持不动，故也称静止卫星；从地球之外看，卫星与地球共同转动，角速度与地球自转角速度相同，故称地球同步卫星。
地球同步卫星距赤道的高度约为 3.58×107m，线速度的大小约为3.08×103 m／s。
发射同步卫星需要有高超的技术，一般先用多级火箭，将卫星送入近地圆形轨道，此轨道称为初始轨道；当卫星飞临赤道上空时，控制火箭再次点火，短时间加速，卫星就会按椭圆轨道（也称转移轨道）运动；当卫星飞临远地点时，再次点火加速，卫星就最后进入相对地球静止的轨道，如图所示。
若把三颗同步卫星，相隔120°均匀分布，卫星的直线电波将能覆盖全球有人居住的绝大部分区域（除两极以外），可构成全球通讯网。
目前已经有十几个国家和组织发射了100多颗同步卫星。1984年4月，中国的同步卫星发射成功。
